到了90年代遼河油田原油生產(chǎn)進入中后期,由于原井套管長期超負荷生產(chǎn),長期受到由于注氣注水井下工具質(zhì)量差等問題,使套管受到附加額外載荷,產(chǎn)生變形或損壞,井下大修作業(yè)常造成的井下落物事故復(fù)雜且不易處理,地震產(chǎn)生附加地質(zhì)應(yīng)力使遼河油田部分區(qū)出現(xiàn)套管斷錯,高注采比長期生產(chǎn)使部分產(chǎn)層枯竭,底水錐進等多種原因的影響,使部分油井不能正常生產(chǎn),造成原油和天然氣產(chǎn)量出現(xiàn)下滑,嚴重威脅到油田的正常生產(chǎn);為了充分利用老井的井場道路及輸油設(shè)備,降低噸油綜合成本,在眾多二次采油方案中,遼河油田選準了側(cè)鉆井開窗這項新技術(shù),側(cè)鉆開窗--就是利用老井原有一定長度的完好套管,在其一定深度,方位范圍內(nèi),下入導(dǎo)斜器重新開窗側(cè)鉆,采用懸掛尾管方式完井,達到恢復(fù)老井產(chǎn)能,延長老井使用壽命,完善井網(wǎng),提高油井產(chǎn)量及采收率的目的。
側(cè)鉆開窗技術(shù),目前有96%應(yīng)用在Ф177.8mm和Ф139.7mm兩種井型上,分別采用懸掛Ф127mm和Ф101.6mm尾管固井或篩管或裸眼完井;有4%應(yīng)用于Ф244.5mm井型,采用Ф139.7mm尾管固井完井。
側(cè)鉆開窗技術(shù),在遼河油田實施10年來,共完成側(cè)鉆井1565口,累計增產(chǎn)原油687*144t使一批“死井”復(fù)活,為遼河油田原油穩(wěn)產(chǎn)做出了應(yīng)有的貢獻。
一、鉆井二公司側(cè)鉆井尾管固井技術(shù)的幾個發(fā)展階段及存在問題剖析
1 、簡易倒扣接頭、普通阻流板配合定量頂替探索固井階段
該方法在92~94年間使用,當時開窗側(cè)鉆及完井技術(shù)在遼河油田處于起步階段,側(cè)鉆及完井工具工藝技術(shù)很不完善,側(cè)鉆井數(shù)量少,且只能在Ф177.8mm套管內(nèi)進行開窗側(cè)鉆,完井下入Ф139.7mm尾管,采用定量頂替的固井方法,受當時的固井設(shè)備的限制,頂替量難以準確掌握,常出現(xiàn)尾管內(nèi)留水泥塞或尾管底部水泥漿被替空及尾管口留水泥塞等現(xiàn)象,不得不采用起下鉆兩次,分別采用Ф152mm尖刮刀+Ф88.9mm鉆桿鉆掉尾管口處水泥塞,然后采用Ф105mm尖刮刀+Ф60.3mm小鉆桿鉆掉尾管內(nèi)的多余水泥塞,使側(cè)鉆井周期平均口井增加2~3天,增加口井側(cè)鉆成本2~2.5萬元,且安全系數(shù)降低,常出現(xiàn)鉆塞卡鉆、斷鉆具等完井事故,而且鉆塞鉆具尺寸小、鋼性弱、旋轉(zhuǎn)鉆塞產(chǎn)生較大的離心力反復(fù)敲擊尾管,破壞尾管與環(huán)空水泥膠結(jié)質(zhì)量,使測聲放幅值增高,影響固井質(zhì)量。
2、倒扣接頭與插入管柱普通阻流板配合的插管法固井階段
該方法在94~96年間試用8口井,當時為了解決尾管內(nèi)留水泥塞的問題,我們技術(shù)人員經(jīng)過認真分析,決定改用插管法固井技術(shù),用Ф60.3mm油管作為插入管柱,與前一種方法相比較,具有替量準確,尾管內(nèi)留水泥塞少等優(yōu)點,但是該方法要求插入管柱的調(diào)長受到嚴格的限制,插入管柱與尾管伸長率不同步,循環(huán)孔易堵塞,插入管柱與密封環(huán)間密封性能差,對于井斜較大,裸眼進尺較長的側(cè)鉆井,插入管柱插入困難,對于裸眼進尺較短的側(cè)鉆井,由于通過插入管柱循環(huán)孔在尾管內(nèi)外的循環(huán)壓力無明顯差別,增加了施工判斷的難度。
3、機械尾管懸掛器、內(nèi)管柱與雙向阻流板配合的固井階段
該方法在96~2000年間使用158口井,當時由于Ф139.7mm側(cè)鉆井的出現(xiàn),無法實現(xiàn)在Ф101.6mm尾管內(nèi)鉆水泥塞,工程技術(shù)人員對尾管固井整個工藝過程進行了研究,決定在阻流板上做文章,改進普通阻流板為雙向阻流板,它既能起到普通阻流板的單流閥作用,又能起到防止替空及污染環(huán)空水泥漿的作用,在當時為尾管固井開辟了新的出路,使側(cè)鉆井口井節(jié)余周期2~3天,口井節(jié)余側(cè)鉆成本2~2.5萬元,缺點是:對于一些易漏區(qū)塊,由于內(nèi)管柱長度增加,使得管路沿程循環(huán)壓耗增加,特別是深井,長裸眼段井更是如此,造成對重復(fù)段環(huán)空水泥漿產(chǎn)生附加壓力,易出現(xiàn)重復(fù)段水泥返高低或無水泥,試不住壓,須擠水泥補救。對于泥漿泵,附加壓力使其超負荷無法正常運轉(zhuǎn),只能采用一個凡爾循環(huán)排除多余水泥漿,循環(huán)時間長,易串槽,如不及時活動鉆具,易發(fā)生固鉆桿事故,2000年由于Ф60.3mm油管質(zhì)量問題出現(xiàn)兩口井固內(nèi)管柱事故,馬153c全井報廢,茨27-34c經(jīng)過打撈處理12天交井。造成了巨大的經(jīng)濟損失和不良的社會影響。
4、碰壓式機械尾管懸掛器固井階段
該技術(shù)從2000年開始研究推廣應(yīng)用,它從試驗到推廣應(yīng)用共計對五個部分進行了改進,使碰壓式機械尾管懸掛器結(jié)構(gòu)更加合理,坐掛成功率87%,固井一次合格率97%,固井優(yōu)質(zhì)率78%,2003年于2002年同期相比,少擠水泥4口井次,節(jié)約側(cè)鉆成本45萬元,取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。為促進該項固井技術(shù)在公司范圍內(nèi)全面應(yīng)用,我們又編寫了碰壓式尾管固井技術(shù)操作規(guī)程,用于指導(dǎo)側(cè)鉆井固井施工。它的缺點是;對于大斜度井,坐掛成功率低。
5、液壓-機械雙作用尾管懸掛器、配合特殊完井工具的特殊完井階段
隨著大斜度大位移,側(cè)鉆水平井,側(cè)鉆他分水平井的出現(xiàn)常規(guī)碰壓式機械尾管懸掛器,坐掛成功率不能得到有效保證、為此我們借鑒了其他單位的液壓-機械雙作用尾管懸掛器坐掛原理,結(jié)合本公司實際改進成具有本公司特點的液壓-機械雙作用尾管懸掛器,并在齊2-14-10c井(最大井斜47°水平位移345m),文51-c36井(最大井斜59°水平位移576m)試驗取得成功,為公司側(cè)鉆井后續(xù)市場做了必要的技術(shù)儲備。該工具的缺點是:液缸剪斷銷釘壓力難以控制,當井下不正常有沉砂,開泵循環(huán)時發(fā)生蹩堵,循環(huán)壓力增加,易剪斷銷釘產(chǎn)生坐掛。
該工具的優(yōu)點是:坐掛成功率高,卡瓦內(nèi)凹中途不易發(fā)生坐掛磨損而先期損壞,過流面積不大易蹩堵,循環(huán)壓力低。
對于古潛山油藏,根據(jù)甲方潛山井段裸眼完井,或下割縫入篩管不固井完井,其他井段正常下入完井管柱固井的要求。我們研究與應(yīng)用上固下不固特殊尾管完井技術(shù),及相應(yīng)的管柱配件,在歡612c、歡2-14-8c等開發(fā)潛山油藏井取得成功。
二、側(cè)鉆井尾管固井技術(shù)難點
1、采油中后期,地層嚴重虧空易發(fā)生固井施工中井漏。
2、井眼與套管環(huán)空間隙小,水泥環(huán)薄固井質(zhì)量差,油井壽命短。
3、井眼不規(guī)則套管不居中,頂替效率差。
4、完井工具結(jié)構(gòu)不合理,有待于改進。
5、側(cè)鉆井尾管固井測聲放尾管口遇阻次數(shù)多。
6、替量及附加量難以掌握。
三、二公司碰壓式尾管懸掛器固井原理示意圖
四、固井工藝技術(shù)研究改進措施
對于采油中后期,地層嚴重虧空易發(fā)生固井施工中井漏。遼河油田易漏區(qū)塊主要在千12、歡127、冷東6區(qū)、洼38、海外河等,凡進入該區(qū)塊施工的修井隊首要任務(wù)是防漏、防卡把井漏隱患消除在策鉆過程中,為固井營造一個良好的氛圍。
鉆井措施
(1)?泥漿性能達到設(shè)計要求,(2)?用好凈化設(shè)備(3)?嚴控密度,(4)?做到平
衡鉆井。
(5)?充分循環(huán)、認真劃眼,(6)?保證井眼暢通與井身平滑。
(7)?對于側(cè)鉆施工中,(8)?滲漏的井采用復(fù)(9)?合堵漏技術(shù)(3#+2#+CaCO3)
?? (4)對于井漏較嚴重的井,采用膠質(zhì)水泥或水泥封堵,形成假井壁。
2、固井措施
(1)采用低密度CMC完井液降低液柱壓力,減少井漏機會。
(2)采用低密度水泥固井,降低施工壓力與液柱壓力。
(3)采用“兩凝”水泥固井,減少水泥漏失機會。
(4)在保證環(huán)空返速的條件下,采用低排量固井。