到了90年代遼河油田原油生產進入中后期,由于原井套管長期超負荷生產,長期受到由于注氣注水井下工具質量差等問題,使套管受到附加額外載荷,產生變形或損壞,井下大修作業常造成的井下落物事故復雜且不易處理,地震產生附加地質應力使遼河油田部分區出現套管斷錯,高注采比長期生產使部分產層枯竭,底水錐進等多種原因的影響,使部分油井不能正常生產,造成原油和天然氣產量出現下滑,嚴重威脅到油田的正常生產;為了充分利用老井的井場道路及輸油設備,降低噸油綜合成本,在眾多二次采油方案中,遼河油田選準了側鉆井開窗這項新技術,側鉆開窗--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,下入導斜器重新開窗側鉆,采用懸掛尾管方式完井,達到恢復老井產能,延長老井使用壽命,完善井網,提高油井產量及采收率的目的。
側鉆開窗技術,目前有96%應用在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%應用于Ф244.5mm井型,采用Ф139.7mm尾管固井完井。
側鉆開窗技術,在遼河油田實施10年來,共完成側鉆井1565口,累計增產原油687*144t使一批“死井”復活,為遼河油田原油穩產做出了應有的貢獻。
一、鉆井二公司側鉆井尾管固井技術的幾個發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,當時開窗側鉆及完井技術在遼河油田處于起步階段,側鉆及完井工具工藝技術很不完善,側鉆井數量少,且只能在Ф177.8mm套管內進行開窗側鉆,完井下入Ф139.7mm尾管,采用定量頂替的固井方法,受當時的固井設備的限制,頂替量難以準確掌握,常出現尾管內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小鉆桿鉆掉尾管內的多余水泥塞,使側鉆井周期平均口井增加2~3天,增加口井側鉆成本2~2.5萬元,且安全系數降低,常出現鉆塞卡鉆、斷鉆具等完井事故,而且鉆塞鉆具尺寸小、鋼性弱、旋轉鉆塞產生較大的離心力反復敲擊尾管,破壞尾管與環空水泥膠結質量,使測聲放幅值增高,影響固井質量。
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留水泥塞的問題,我們技術人員經過認真分析,決定改用插管法固井技術,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,尾管內留水泥塞少等優點,但是該方法要求插入管柱的調長受到嚴格的限制,插入管柱與尾管伸長率不同步,循環孔易堵塞,插入管柱與密封環間密封性能差,對于井斜較大,裸眼進尺較長的側鉆井,插入管柱插入困難,對于裸眼進尺較短的側鉆井,由于通過插入管柱循環孔在尾管內外的循環壓力無明顯差別,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側鉆井的出現,無法實現在Ф101.6mm尾管內鉆水泥塞,工程技術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空水泥漿的作用,在當時為尾管固井開辟了新的出路,使側鉆井口井節余周期2~3天,口井節余側鉆成本2~2.5萬元,缺點是:對于一些易漏區塊,由于內管柱長度增加,使得管路沿程循環壓耗增加,特別是深井,長裸眼段井更是如此,造成對重復段環空水泥漿產生附加壓力,易出現重復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,只能采用一個凡爾循環排除多余水泥漿,循環時間長,易串槽,如不及時活動鉆具,易發生固鉆桿事故,2000年由于Ф60.3mm油管質量問題出現兩口井固內管柱事故,馬153c全井報廢,茨27-34c經過打撈處理12天交井。造成了巨大的經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
該技術從2000年開始研究推廣應用,它從試驗到推廣應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構更加合理,坐掛成功率87%,固井一次合格率97%,固井優質率78%,2003年于2002年同期相比,少擠水泥4口井次,節約側鉆成本45萬元,取得了良好的經濟效益和社會效益。為促進該項固井技術在公司范圍內全面應用,我們又編寫了碰壓式尾管固井技術操作規程,用于指導側鉆井固井施工。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,側鉆水平井,側鉆他分水平井的出現常規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,為公司側鉆井后續市場做了必要的技術儲備。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,開泵循環時發生蹩堵,循環壓力增加,易剪斷銷釘產生坐掛。
該工具的優點是:坐掛成功率高,卡瓦內凹中途不易發生坐掛磨損而先期損壞,過流面積不大易蹩堵,循環壓力低。
對于古潛山油藏,根據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。我們研究與應用上固下不固特殊尾管完井技術,及相應的管柱配件,在歡612c、歡2-14-8c等開發潛山油藏井取得成功。
二、側鉆井尾管固井技術難點
1、采油中后期,地層嚴重虧空易發生固井施工中井漏。
2、井眼與套管環空間隙小,水泥環薄固井質量差,油井壽命短。
3、井眼不規則套管不居中,頂替效率差。
4、完井工具結構不合理,有待于改進。
5、側鉆井尾管固井測聲放尾管口遇阻次數多。
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、固井工藝技術研究改進措施
對于采油中后期,地層嚴重虧空易發生固井施工中井漏。遼河油田易漏區塊主要在千12、歡127、冷東6區、洼38、海外河等,凡進入該區塊施工的修井隊首要任務是防漏、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)?泥漿性能達到設計要求,(2)?用好凈化設備(3)?嚴控密度,(4)?做到平
衡鉆井。
(5)?充分循環、認真劃眼,(6)?保證井眼暢通與井身平滑。
(7)?對于側鉆施工中,(8)?滲漏的井采用復(9)?合堵漏技術(3#+2#+CaCO3)
?? (4)對于井漏較嚴重的井,采用膠質水泥或水泥封堵,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)在保證環空返速的條件下,采用低排量固井。
