水平井大斜度井修井工艺探讨大修作业工程部

水平井大斜度井修井工艺探讨井下作业处大修作业工程部汇报提纲一概述二水平井大斜度井的特殊性三井下管柱结构四水平井大斜度井修井工艺五认识与体会一概述水平井属于定向井家族中的一部分，其基本特点是设计的井眼轨迹同油层走向基本一致，水平段的井斜角达到90度左右。基本类型有3种：大曲率半径、中曲率半径、小曲率半径。主要完井方法有：套管固井射孔完井、带管外封隔器（分级注水泥）筛管完井、悬挂筛管完井、裸眼完井等。随着水平井技术的不断推广，水平井大斜度井数量的不断增加，修井工作的迫切性日益显现出来。近年来，国内在水平井大斜度井修井工艺方面有许多成功范例。但由于水平井大斜度井井眼轨迹特殊，修井工艺与直井存在很一概述大差异，施工风险和难度远高于普通井。本文主要是想通过我们在冀东油田几口水平井的修井情况，以及其它油田在冀东的施工经验，总结一些具体作法，供大家参考。下面是对水平井大斜度井修井工艺的简要介绍，并将其概括为投产、冲砂、钻磨铣套及解卡打捞等四项内容，包括通井、刮削、打印、冲砂、钻磨铣套、解卡及倒扣打捞共7套工艺管柱，与大家一起进行探讨。汇报提纲一概述二水平井大斜度井的特殊性三井下管柱结构四水平井大斜度井修井工艺五认识与体会二水平井大斜度井的特殊性（1）管柱受力：管柱在下过造斜点以后将贴着套管内壁移动，管柱受力状态将发生变化。一些资料显示：造斜点以下管柱上提力与井斜角、摩擦系数、曲率半径的大小有关，不再简单等于直井中管柱的自重。现场经验也证明，进入造斜段以后，管柱重量增加减缓，进入水平段后，重力变化越来越不明显，地面指重表很难确定井下管柱受力大小，大大增加了修井作业的施工难度。1、水平井大斜度井有关问题（2）管柱旋转：与直井的主要区别是水平段大斜度井段的摩擦阻力会引起管柱扭矩损失。相关资料显示：扭矩损失值与上提力有关，上提力增加，扭矩损失也增大。二水平井大斜度井的特殊性1、水平井大斜度井有关问题（3）冲砂过程中的颗粒沉积：冲砂效果主要取决于颗粒沉降速度和流动速度。沉降速度又受颗粒大小及颗粒与携砂液密度差的影响。水平段、大斜度井段冲砂，管线底部容易形成“砂丘”，如果流速降低，砂丘高度会上升，直至流动截面缩小，迫使流速增加再把沉降的砂粒悬浮起来，如果流速继续降低会使砂丘继续增高，直至形成砂桥。2、水平井大斜度井的修井特点1)钻柱在井筒中的受力状态较直井复杂得多，有资料显示：经造斜段和水平段摩擦力的影响，其轴向负荷将损失1/3－2/3。二水平井大斜度井的特殊性2、水平井大斜度井的修井特点井下管柱的真实状态很难描述出来，不是直井中的自由拉伸状态，通过理论计算并模拟起、下钻过程发现：管柱不是想象的紧贴套管上侧或下侧，而是有临界转换位置，在水平段、大斜度井段呈现复杂的“S”形状态。在临界转换位置，管柱完成从接触上井壁到接触下井壁的转换。2)扭矩损失受到摩擦力影响，并与上提力有关。水平井、大斜度井在井口施加旋转力矩很难往下传递。3)修井液的流动形态变化，低边流速最低，使得在冲砂、钻磨铣套过程中容易形成“砂床”、“碎屑床”，引起钻柱卡钻。二水平井大斜度井的特殊性3、水平井大斜度井修井要求1）井控要求：(1)井口试压：下套管刮削器在0-60m反复刮削。试压时下入：丝堵+Ф73mm平式油管2根+井口试压器+Ф73mm外加厚油管3根，坐采油树，清水灌满井筒，反举出水120升后关油管闸门，反气试12MPa，正水升压至25MPa（250井口），30min井口不刺不漏，压降小于0.5MPa合格；放压至零正气试12MPa，反水升压至25MPa（250井口），30min井口不刺不漏，压降小于0.5MPa合格。(2)安装合格的防喷器，并现场试压：坐管挂，连接试压球座和短节，试半封。(3)停等时间座采油树，不能敞开井口。二水平井大斜度井的特殊性3、水平井大斜度井修井要求2）施工防卡要求：所有措施作业及下大直径工具（包括下射孔枪和打捞工具等），必须按要求通井。所有入井工具、管柱进入井斜60°以下井段均要带倒角（如：3mm×45°油管、18°斜坡钻杆等）。（1）起下管柱：a操作平稳：进入60°以下至水平段应限速起下，采取下2根提1根方式，无超负荷后方可继续下井。b任何工具遇阻，加压不得大于30KN。（2）通井、刮削：二水平井大斜度井的特殊性3、水平井大斜度井修井要求a根据套管内径和井下情况，按设计要求选择直径和长度相符合的通井规、刮削器。b通井下放速度小于30m/min，狗腿度大于6°/30m处控制下放速度小于5m/min。c刮削下放速度小于15m/min，分级箍位置以下至水平段控制下放速度小于5m/min。(3)冲砂：a套管内冲砂下活导锥管柱，均采用反冲，以砂粒不进入环空为宜，防止形成“砂床”增大摩阻，造成卡钻。b防砂管内冲砂下入封隔器丢手（或悬挂器）对接工具+φ73mm二水平井大斜度井的特殊性3、水平井大斜度井修井要求（3mm*45°）倒角油管+φ73mm油管至井口，对接试压合格后，再下入连续油管（车）正冲砂。c冲砂时慢放、勤活动，充分循环、快接单根，防止砂堵或砂卡。d严禁用大直径工具进行冲砂（包括螺杆钻等）。e冲砂过程中若不返液、遇阻、管柱提放负荷异常等，必须起至水平段以上井斜小于60°的安全位置，再定措施，不得在无水力循环的状态下管柱在水平段停留。f水平段过长、有套变或返液不正常等卡钻风险大的井，应用连续油管（车）冲砂。二水平井大斜度井的特殊性3、水平井大斜度井修井要求（4）钻塞、钻盲板a严格按设计进行钻具组合。b平稳操作:分级箍位置以上控制下放速度小于15m/min；分级箍位置以下至水平段控制下放速度小于5m/min。c发生异常情况及时将钻具提至井斜小于60°的安全位置。d钻盲板时，每进尺0.1m或钻进10-15min后上提下放活动钻具1次；钻穿分级箍和盲板，短程起下3次以上，保证无卡阻和毛刺，再继续钻至洗井阀位置。（分级箍和盲板为铝铸件，胶塞由铝芯和橡胶环组成）。e整个钻进过程，应有专人指挥。二水平井大斜度井的特殊性3、水平井大斜度井修井要求3）防掉落物要求：（1）井口安装完好的自封，防止小件杂物落井。（2）起下大直径工具至井口，必须扶正居中。（3）在直井段下入防落物管柱。汇报提纲一概述二水平井大斜度井的特殊性三井下管柱结构四水平井大斜度井修井工艺五认识与体会三井下管柱结构丢手SPY封隔器扶正器导向头油管短节生产层封闭层1、采油生产管柱1)卡瓦封隔器堵水管柱:由SPY441型水平井封隔器、YDS丢手工具、导向头、扶正器等组成。SPY441封隔器提供双向锚定，液压坐封，液压丢手，密封压差可达25Mpa，需要取出时可对扣打捞。工艺管柱简单，可在水平段内任意位置实现坐封、丢手。因配套工具问题，目前只用于封堵下部水层。卡堵水管柱三井下管柱结构皮碗封隔器扶正器导向头油管丢手生产层封闭层筛管密封插头防落物封隔器1、采油生产管柱2)皮碗封隔器卡堵水管柱:主要由皮碗封隔器、YDS丢手工具、导向头、扶正器等组成。应用特殊丢手工具实现丢手。全部管柱支承在人工井底，上部采用防落物管柱插入丢手接头，防止管柱移动，可实现任意层的封堵。优点是管柱无锚定点，便于后续作业，并可以实现水平段任意井段的卡封。卡堵水管柱三井下管柱结构对固井射孔完井的水平井一般投产时下入整体式金属毡滤砂管及丢手皮碗封隔器组成的防砂管柱防砂。防砂管柱特点：入井时为确保金属毡滤砂管能顺利通过造斜段和水平段，达到油层设计位置，并保持滤砂管原有技术性能，防砂管长度为4.65m，最大外径102mm；水平井由于射孔井段长，故防砂管柱长，外径大（Ф102mm），每根防砂管自带Ф116mm扶正器1只，扶正器可保证金属毡滤砂管和配套工具在入井过程中，特别是进入造斜段和水平段后不受损伤，一般扶正器外径尺寸比套管内径小6-8mm，每4-6m一组。防砂管柱（自下而上）：Ф89mm导向丝堵＋Ф116mm扶正器＋Ф102mm金属毡滤砂管＋Ф116mm扶正器＋51/2in皮碗封隔器＋丢手头。套管内防砂管柱1、采油生产管柱三井下管柱结构1、采油生产管柱一般在直井段下入防落物管柱，有以下3种结构：1)投球丢手＋Y441封隔器＋打压球座＋筛管＋丝堵。打压座封、投球打压丢手。（下对扣捞矛或长杆可退分瓣捞矛打捞）2)DG253丢手＋Y211-114封隔器＋筛管＋丝堵。上提下放座封、投球丢手。（下DG253丢手专用打捞工具打捞）3)筛管悬挂器＋筛管＋丝堵。投球打压座封丢手。（下油管对扣或下对扣捞矛打捞）防落物管柱举升管柱直井段下入常规泵、螺杆泵、电潜泵、双作用泵等。三井下管柱结构2、酸化（酸洗）解堵管柱（1）酸化解堵管柱由膨胀式封隔器及配套工具组成。用封隔器实现酸液分段，打孔短节或配水器起限流作用，增加管内外压差，座封封隔器。（2）酸洗管柱由皮碗封隔器及密封插管等配套工具组成。3、修井工艺管柱油管组合：橄榄通井规＋Ф73mm（3mm×45°）倒角油管＋Ф73mm油管。钻杆组合：橄榄通井规＋φ73mm18°斜坡钻杆＋φ73mm钻杆。（1）通井管柱注：通井规采用橄榄型，其下部收口外径在10mm以上，上端面采用园台侧面，底角大于70°；通井规外径根据井筒尺寸确定，比套管内径小6-8mm，长度1.5-3m。三井下管柱结构附：水平井套管悬挂组合和通井规配套表套管规格(mm)接箍外径(mm)壁厚(mm)内径(mm)通井规外径(mm)用途分类101.61166.6588.382、80悬挂管139.71567.72124.3118油套、悬挂管9.17121.4116177.81969.19159.4152、150技套、油套244.5----10.03224.4210、212技套273.5----10.92255.27----表套339.7----8.89317.86----表套三井下管柱结构3、修井工艺管柱油管组合：刮削器＋Ф73mm（3mm×45°）倒角油管＋Ф73mm油管。钻杆组合：刮削器＋φ73mm18°斜坡钻杆＋φ73mm钻杆。（2）刮削管柱（3）打印管柱油管组合：水平井防脱铅模＋扶正器＋油管（或短节）＋扶正器＋Ф73mm（3mm×45°）倒角油管＋Ф73mm油管。钻杆组合：水平井防脱铅模＋辊子扶正器＋φ73mm18°斜坡钻杆1根＋辊子扶正器＋φ73mm18°斜坡钻杆＋φ73mm钻杆。注：扶正器外径大于铅模外径2-3mm。三井下管柱结构3、修井工艺管柱油管组合：活导锥＋Ф73mm（3mm×45°）倒角油管＋Ф73mm油管。钻杆组合：活导锥＋φ73mm18°斜坡钻杆＋φ73mm钻杆。（4）套管内冲砂（替浆）管柱使用工具有：六棱钻头、牙轮钻头、平底磨铣(齿不外露)、凹底磨鞋、领眼磨鞋、薄壁套铣筒等。（5）钻磨铣套管柱1)井下动力钻具：工具（六棱钻头、牙轮钻头、磨鞋等）+水平井专用螺杆钻+φ73mm（3mm×45°）倒角油管+φ73mm加厚油管。用于钻塞（钻水泥、桥塞及盲板等）、磨铣修鱼。三井下管柱结构2)转盘钻具：工具＋φ73mm18°斜坡钻杆（根据井斜数据加辊子扶正器，每隔2-3根钻杆加1个，一般加15-20个）＋φ73mm钻杆。用于钻塞（钻水泥、桥塞及盲板等）、磨铣修鱼、套(冲)铣油套环空。3、修井工艺管柱（6）打捞解卡管柱1)可退打捞工具＋安全接头＋水平井液压增力器＋φ73mm（3×45°）倒角油管＋φ73mm油管。或：可退打捞工具＋安全接头＋水平井液压增力器＋φ73mm18°斜坡钻杆（根据井斜数据加辊子扶正器）＋φ73mm钻杆。2)可退打捞工具＋安全接头＋液压上击器＋φ73mm18°斜坡钻杆（根据井斜数据加辊子扶正器）＋φ73mm钻杆。三井下管柱结构3、修井工艺管柱（7）打捞倒扣管柱可退倒扣打捞工具＋φ73mm18°斜坡钻杆（根据井斜数据加辊子扶正器）＋φ73mm钻杆。汇报提纲一概述二水平井大斜度井的特殊性三井下管柱结构四水平井大斜度井修井工艺五认识与体会四水平井大斜度井修井工艺1、常用修井工具常用修井工具主要有水平井防脱铅模、橄榄通井规、活导锥、水平井专用螺杆钻、油管扶正器、辊子扶正器、六棱钻头、凹底磨鞋、平底磨鞋（齿不外露）、提放捞矛、可退分瓣捞矛、