18-长庆油田小井眼修井技术研究与应用09

长庆油田分公司长庆油田分公司油气工艺研究院二〇〇九年六月长庆油田小井眼修井技术研究与应用长庆油田分公司汇报提纲第一部分第三部分第四部分长庆油田小井眼开发概况认识与建议第二部分小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田小井眼修井作业特点前言长庆油田分公司前言据文献资料调研，小井眼技术迄今已有70多年的历史，但真正对小井眼钻井技术的开发应用只有十几年。由于其具有成本低、综合效益显著等特点，是目前世界石油开发技术研究的重点课题之一。小井眼的概念没有统一标准，由于长庆油田开发早期普遍采用φ139.7mm完井套管，因此，我们把完井套管外径小于φ139.7mm的油、气、水井称为小井眼井，一般有φ127mm、φ114.3mm、φ101.6mm及φ89mm四种。长庆油田分公司长庆油田在开采低渗、低产油田过程中，为了降低成本，实现经济有效开发，应用了以φ114.3mm套管为主的小井眼定向井开采技术。随着开发时间的延长及开发规模的扩大，对小井眼修井作业需求在不断增长，而常规φ139.7mm套管井使用的钻杆及修井工具无法满足小井眼需要。为此，针对长庆油田开发特点，开展了小井眼修井作业技术研究与工具配套，通过现场作业实践，取得了一定的经验和认识。长庆油田分公司长庆油田早在1993年针对φ139.7mm套损井开展了下入φ101.6mm及φ89mm小套管研究试验，共应用110多口井，因腐蚀导致小套管寿命较短（平均2年左右）及采油、井下作业等局限性，推广井数较少。1999年开始在安塞油田应用以φ114.3mm套管为主的小井眼开发，目前已有小井眼井1300多口，主要特点：油层埋深：600～1500m布井方式：丛式井组为主，斜井占83%最大井斜：38°一、长庆油田小井眼开发概况长庆油田分公司2008年以来在超低渗开发区采用φ114.3mm套管小井眼开发，目前已有小井眼井200多口，主要特点：最大井深：2500m布井方式：推广大井组丛式井，斜井占90%最大井斜：35°。长庆油田小井眼井以油、水井为主。苏里格气田为降低开发成本，2003-2007年实施了8口φ101.6mm套管小井眼钻井试验，2008年开展了2口φ89mm套管小井眼钻完井试验，气井井深达3000多米。一、长庆油田小井眼开发概况长庆油田分公司采油方式：机械采油。油管类型：φ60.3mm平式油管为主；部分井采用φ73.0mm平式油管。抽油泵类型：φ28mm～φ44mm管式泵。管柱结构：母堵＋油管＋花管+油管＋泄油器＋深井泵＋油管至井口。其它井下工具：气锚、防蜡器、防垢筒、隔采封隔器（外径φ93～φ95mm）等。一、长庆油田小井眼开发概况（一）采油管柱φ114.3mm小井眼采油管柱长庆油田分公司（二）注水管柱注水方式：合注或油套分注。因套管内径小，常规井眼采用的偏心分注等工艺在小井眼不适用。油管类型：以φ60.3mm平式油管为主；部分井采用φ73.0mm平式油管。管柱结构：合注管柱一般为光油管尾带斜尖；油套分注管柱主要由Y341-94封隔器、滑套、球座等工具组成。一、长庆油田小井眼开发概况长庆油田分公司合注井管柱结构油套分注井管柱结构一、长庆油田小井眼开发概况长庆油田分公司（一）小井眼作业的影响因素及难点1、井径小，配套工具困难长庆油田小井眼以φ114.3mm为主，套管内径仅为φ101.6mm，限制了修井作业配套工具的外径尺寸，大部分常规修井工具不适用。小井眼修井工具品种少，井下工具强度难以满足要求，可靠性差。二、长庆油田小井眼修井作业特点套管外径mm套管内径mm套管通径mm适用井下工具最大外径mmφ139.7φ124.26φ121.08φ115φ114.3φ101.6φ98.43φ95不同套管适用的井下工具直径长庆油田分公司2、斜井多，修井作业难度大为了精细管理，降低成本，保护环境，长庆油田采用丛式井组开发，小井眼井中斜井居多，进一步增加了修井工艺难度。主要表现在打捞入鱼困难，上提力不易充分作用到卡点。二、长庆油田小井眼修井作业特点钻头165.1(61/2〞)套管114.3(41/2〞)钻头241.5(91/2〞)套管193.7(75/8〞)长庆油田分公司3、易砂卡由于井眼容积小，加上内有管柱，空间更小，地层少量出砂，也会在井眼内形成较长砂柱，容易砂卡管柱。不同套管油套环空沉砂对比套管外径mm套管内径mm油管外径mm1m3砂在环空形成的砂柱高度mφ139.7φ124.26φ73126φ114.3φ101.6φ73255φ114.3φ101.6Φ60.3191油套环空沉砂示意图二、长庆油田小井眼修井作业特点长庆油田分公司（二）长庆油田油水井主要大修作业类型1、油管脱扣油管在检泵作业中由于丝扣磨损、腐蚀等原因造成部分油管脱扣落井，甚至卡钻。2、酸化压裂钻具遇卡3、隔采或分注封隔器卡结垢、结蜡导致封隔器卡；隔下采上井油层吐沙造成封隔器卡钻。4、其它井口落物卡，通井、刮削作业中通井规、刮削器卡等。二、长庆油田小井眼修井作业特点长庆油田分公司（一）小井眼解卡技术小井眼解卡一般采用活动、震击、倒扣和磨铣等多种措施相结合。1、活动解卡：小修设备：上提负荷为300KN的斯太尔修井机；大修设备：上提负荷600KN的XJ250型、XT-12修井机，均可满足活动解卡需求。2、倒扣解卡。3、震击解卡。4、切割解卡。三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司5、磨铣：井下螺杆钻+小直径磨鞋进行磨铣处理鱼顶或落物等。6、工具配套：根据小井眼作业需要，配套了一些解卡类工具，如XJQ-K95-NC26开式下击器、GXM-PΦ96高效平底铣磨鞋、XZ-L-φ96高效梨形铣锥等。三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司（二）小井眼打捞技术1、小井眼打捞方式目前，长庆油田在φ114.3mm套管内需要解卡打捞的落物主要有φ60.3mm油管、φ73.0mm油管、封隔器、管式泵、球座以及一些小件落物。一般采用油管下入井下打捞工具进行打捞。2、小井眼打捞工具配套小井眼开发早期，缺乏井下作业工具，常规工具多数在小井眼不适用，因此，在调查研究基础上配套了一些工具。同时自己研发了一些简易实用的工具。三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司2、小井眼打捞工具配套（1）小井眼井工具购置购置配套的打捞工具主要有公锥、母锥、打捞筒、捞矛等。如：GZ-20*40-NC26公锥、MZ-48*65-NC26母锥、KTLTΦ95*60A-NC26、KTLTΦ95*50A-NC26可退式卡瓦捞筒、WGLT-95-NC26弯油杆打捞筒、DKLM-95*60-NC26倒扣捞矛等。三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司（2）小井眼打捞工具研制①鱼刺钩采用φ73mm油管加工的一种多刺钩，称之为“鱼刺钩”。即可打捞油杆接箍、弯曲状油杆，还可打捞钢丝绳。如下图所示。自制鱼刺钩三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司②平钩用φ22mm油杆加工的一个平钩，直接焊接在油管本体上，通过变扣连接到φ19mm油杆导向轮，再通过导向轮焊接连接到油管短节上的。该工具可打捞抽油杆环状鱼顶，并可通过套住下部抽油杆接箍进行打捞。自制平钩三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司③三抓内钩该工具是为打捞落井的抽油杆扶正块研制的。自制三抓内钩三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司作业内容：W27-06井打捞抽油杆及管柱单井简况：采油井，套管φ114.3mm。修井作业时抽油杆及油管落井。W27-06井打捞管柱3、打捞作业应用实例三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司井下情况分析：①油杆弯曲变形且处于套管之中，鱼顶可能被破坏，一级落鱼可能落入二级之下，油杆可能卡钻。②油杆上的扶正块有部分落井。③油杆鱼顶为φ16mm油杆接箍，油管鱼顶为φ60.3mm油管接箍。三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司打捞简况：①下三球打捞器进行打捞，落鱼未进入。②下活页捞筒进行打捞，入鱼后试提发现抽油杆卡钻，活动解卡捞出φ16mm油杆×11根。③分别下三爪内钩、三球打捞器、活页捞筒进行打捞，未成功。又依次下自制单钩、自制平钩、高强度鱼刺钩、鱼嘴钩进行打捞，都有入鱼现象，但上提负荷增加时又脱鱼，起出的工具变形，说明所选工具合理但强度不够。三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司④下加固后的鱼嘴钩，捞出φ16mm油杆×93根+φ19mm拉杆+φ38mm活塞。打捞上来的油杆严重弯曲，呈麻花状，油杆上大部分扶正块落井。⑤下自制三爪内钩打捞扶正块，共打捞8趟，捞获扶正块123块。⑥下φ60.3mm油管+可退式捞矛打捞，工具不入鱼，打捞失败。⑦打铅印，核实鱼顶形状后下开窗捞筒，捞出了全部落物。三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司（三）φ114.3mm小井眼不动管柱分层压裂技术研究1、分层压裂工艺长庆油田一井多层情况较普遍，需要分层压裂改造。小井眼分层压裂前期主要采用填砂分层压裂和塑料球暂堵分层压裂工艺，为了提高作业效率、简化作业程序、降低成本，开展了φ114.3mm小井眼井不动管柱分层压裂工艺技术研究。不动管柱分层压裂工艺是，一次射开各层，管柱一次下井，压完一层后，投球打开滑套，隔开下层压裂上层。三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司2、分层压裂管柱为满足小井眼储层改造要求，从油套环空间隙、井口施工压力、抗内压、抗拉安全系数等方面综合考虑，最终优选出27/8〞P110平式油管作为压裂管柱。分层压裂管柱示意图油管类型最小油套间距mm预测施工压力MPa安全系数砂卡风险打捞工具抗内压抗拉内打捞外打捞23/8″外加厚N80钢级11.9040-551.411.64低配套不配套27/8″外加厚N80钢级4.2023-292.532.27较高不配套27/8″平式P110钢级6.3523-293.322.92较低不配套压裂管柱优选三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司3、分层压裂工具根据小井眼分层压裂工艺需要，研发了K344-95封隔器、滑套喷砂器、水力锚、节流喷砂器等配套分压工具。滑套喷砂器K344-95封隔器最大外径,mm95最小通径,mm36（滑套喷砂器）工作压差,MPa50工作温度,℃90坐封压力,MPa0.6-1.2工具技术参数三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司4、分层压裂工艺特点不动管柱分层压裂与投球及填砂分层压裂工艺相比，具有改造效果好、作业时间短，对储层伤害小等优点。工艺类型优点缺点投球分层压裂现场施工较方便分层改造针对性和有效性差填砂分层压裂现场施工较方便需多次起下管柱、冲砂，作业周期长（3-4天），对储层有一定伤害不动管柱分层压裂一趟实现连续作业，可靠性高，作业速度较快（1-2天），减少了对储层伤害管柱结构相对复杂不同分压工艺对比三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司5、应用情况通过研究试验，小套管不动管柱分层压裂工艺技术基本成熟，目前已应用50多口井，施工成功率达到95％以上，取得了较好的改造效果。G123-166井不动管柱分层压裂管柱层位砂量（m3)破裂压力(MPa)施工压力(MPa)上层2538.122.0下层3041.924.1G123-166井分层压裂有关参数三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司（四）套损井下小套管修复技术长庆油田油水井套管程序单一，生产套管受到洛河层等水系的腐蚀破坏，投产几年后套管腐蚀穿孔，大量洛河水进入井筒，造成含水上升、水淹、结垢等不良后果，严重制约着油田的长期稳产，导致油田非正常递减加大，水驱动用程度降低，是油田开发中的一个难题。为了恢复产能、减小非正常递减，开展了套损井治理攻关研究与试验，在采用常规隔采等一系列防治工艺与技术的同时，研究形成了小套修复工艺技术，该技术包括固井小套修复技术、不固井小套修复技术。三、小井眼修井作业技术研究与应用长庆油田分公司1、固井小套修复技术在原φ139.7mm套损井中下入外径φ101.6mm的技术套管，然后采用延时水泥浆固井，封固两层套管环空，再重新打开油层后投产，达到恢复油井产量的目的。优点：治理彻底，生产管柱简单，能防止上部水倒灌伤害油层，