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覃?立?文?兵?趙正紅?吳志國(guó)?蔣?利

（ 中國(guó)石化西南打撈技術(shù)中心，四川德陽(yáng)  618000）

 

摘?要：在定向、水平井套變中修復(fù)處理通徑的難點(diǎn)在于：井眼曲率變化大、井眼小、易出新井眼、修復(fù)工具選擇困難、處理管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜、處理參數(shù)不易控制。本文根據(jù)套變類型，從套變形態(tài)診斷、修復(fù)工具選擇、修復(fù)管柱優(yōu)化、修復(fù)方案制訂等幾個(gè)方面進(jìn)行分析，總結(jié)出定向水平井套變的修復(fù)處理技術(shù)，成功修復(fù)了WY26-5HF井、WY26-4HF井的井筒通徑，為今后的定向、水平井套變的通徑修復(fù)施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：定向水平井；套變；磨銑；通徑修復(fù)技術(shù) 

中圖分類號(hào)：TE122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2024）14-0008-03

 

0引言

近年來(lái)，定向、水平井在油氣勘探開發(fā)工程中已成為常態(tài)，以其能有效提高單井產(chǎn)量，提高開發(fā)效益，獲取更多地質(zhì)資料正逐步成為各大油田經(jīng)濟(jì)開發(fā)的有效手段。隨著定向水平井開采數(shù)量逐年增加，在生產(chǎn)及井下作業(yè)過(guò)程中，由于地質(zhì)情況復(fù)雜及開采工藝缺陷，不可避免地會(huì)發(fā)生套變，甚至失掉井筒通徑等復(fù)雜情況。由于定向、水平井井眼軌跡的特殊性，在找回井筒通徑作業(yè)上存在較大難度。本文從套變形態(tài)、修復(fù)工具、修復(fù)管柱等幾個(gè)方面，對(duì)威頁(yè)26-5HF井井筒通徑修復(fù)處理過(guò)程進(jìn)行了深入分析、總結(jié)，為今后的定向、水平井套變井筒通徑修復(fù)處理提供了推薦處理方法。

1威頁(yè)地區(qū)套變井筒通徑修復(fù)的難點(diǎn)分析

1.1曲率變化大、井眼小

威頁(yè)地區(qū)勘探開發(fā)以定向、水平井為主（套管內(nèi)徑121.42mm和114.3mm），存在高溫、高壓、井眼軌跡曲率變化較大等情況。一旦發(fā)生套變，多數(shù)是破損型，甚至是封堵型。要對(duì)井筒通徑進(jìn)行修復(fù)處理，處理管柱的軌跡必須滿足井筒軌跡的要求，并要求泥漿性能必須穩(wěn)定且抗污染。由于井控風(fēng)險(xiǎn)較大，增加了處理的難度。

1.2修復(fù)工具選擇困難

由于定向水平井的特殊性，修復(fù)工具在設(shè)計(jì)、加工制造上比常規(guī)井要求嚴(yán)格。在材料選擇上，比常規(guī)工具強(qiáng)度要求更高，更耐磨。修復(fù)工具的尺寸受到套管內(nèi)徑、套變形態(tài)、井眼曲率變化等限制，往往需要特殊加工^[1]，所需的工具必須保證下得去、起得來(lái)、修復(fù)有效率；與常規(guī)井所用工具相比較，修復(fù)管柱的強(qiáng)度要求更高、工具更耐用、處理參數(shù)選擇面更窄，修復(fù)工具還要有更高的材質(zhì)強(qiáng)度保證，才能實(shí)現(xiàn)修復(fù)通徑的目的，滿足修井作業(yè)施工的需要。

1.3處理管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜

威頁(yè)地區(qū)在處理復(fù)雜事故時(shí)，涉及沖砂、打印、套銑、磨銑等多項(xiàng)工藝，每種工藝的管柱結(jié)構(gòu)各不相同，均包含多個(gè)輔助工具和連接接頭，處理管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在確保下入工具的正常使用下，對(duì)修復(fù)管柱的抗拉、抗扭要求極高，管柱尺寸必須與套管內(nèi)徑、井眼曲率等相適應(yīng)，確保管柱順利入井、出井，并要滿足壓井、抗拉、套磨銑等要求^[2]。若操作不當(dāng)或出現(xiàn)失誤，極易導(dǎo)致事故復(fù)雜化。

1.4處理參數(shù)難以設(shè)定

在定向水平井中，由于處理管柱緊貼井筒底邊的特性，受管柱屈性、井眼曲率、井深及修井液性能的影響較大，管柱摩阻不易確定，且規(guī)律性較差，需要及時(shí)對(duì)操作和處理參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。若調(diào)整不及時(shí)，極易導(dǎo)致處理時(shí)效低下或事故復(fù)雜化。

1.5 修井液性能要求高

威頁(yè)地區(qū)定向、水平井由于井斜大、位移長(zhǎng)、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、大斜度井段套磨銑碎屑濃度高，極易在井眼下井壁堆積形成屑床，導(dǎo)致扭矩增大、摩阻升高，易發(fā)生阻卡現(xiàn)象。根據(jù)威頁(yè)地質(zhì)資料提供的地層特點(diǎn)及鉆井難點(diǎn)和以往積累的大斜度定向、水平井修井經(jīng)驗(yàn)，為了確保定向、水平井修井成功，必須重點(diǎn)解決井眼凈化、減阻潤(rùn)滑、抗溫穩(wěn)定等技術(shù)難題。井眼凈化是水平井修井的一個(gè)主要組成部分。另外，一些非人為因素造成的停泵、檢修、接單根等許多工程因素影響增大風(fēng)險(xiǎn)。因此，要求修井液具有良好的流變性、較強(qiáng)的懸浮攜砂能力，能確保良好的井眼凈化效果^[3]。

2定向水平井套變井筒通徑處理技術(shù)

定向、水平井開發(fā)生產(chǎn)中，在井下作業(yè)工序常規(guī)工具通井時(shí)，發(fā)現(xiàn)遇阻異常，應(yīng)及時(shí)停止作業(yè)，先對(duì)是否套變進(jìn)行診斷，以免造成井筒更復(fù)雜^[4]。一般采用以下方式進(jìn)行施工操作判斷。（1）選擇合適的通徑工具進(jìn)行通井，判斷通過(guò)性及通過(guò)尺寸；（2）采用鉛模打印方式，分析套變初始形態(tài)；（3）采用可視工藝進(jìn)行相對(duì)直觀判斷套變形態(tài)，或以上方式交替進(jìn)行。對(duì)于不同情況要分別根據(jù)其特點(diǎn)采取相應(yīng)的修復(fù)方案進(jìn)行處理。處理前，應(yīng)離遇阻處0.5～1m充分循環(huán)井內(nèi)修井液，并記錄好處理管柱在循環(huán)時(shí)和不循環(huán)時(shí)上提、下放和旋轉(zhuǎn)的指重表、扭矩儀及泵沖等初始讀數(shù)，以便處理時(shí)參照對(duì)比，選擇施工參數(shù)^[5-6]。威頁(yè)地區(qū)定向水平井的套變主要有以下三種形態(tài)。（1）套變量較小，有一定的通過(guò)性，有可選用的井下工具；（2）套變量較大，沒(méi)有可選用的井下工具；（3）套損型套變，無(wú)通過(guò)性，或以上3種形態(tài)并存一井。通過(guò)近年來(lái)對(duì)套變事故井的處理，總結(jié)出定向、水平井套變井筒通徑的修復(fù)技術(shù)。

2.1變形量較小的套變通徑修復(fù)技術(shù)

通過(guò)對(duì)套變形態(tài)的診斷，套變井筒通徑的通過(guò)尺寸有可選用的井下生產(chǎn)工具，且套管較完整。此類問(wèn)題主要解決下入工具管柱的安全性，要求工具下入管柱的軌跡與井筒軌跡相一致。處理管柱結(jié)構(gòu)推薦使用引錐+帶修復(fù)功能的模擬通井工具+安全接頭+打撈杯+扶正器+上部管柱組合，要求有足夠的抗拉、抗扭強(qiáng)度。通井遇阻時(shí)采用極低鉆壓，小扭矩，較大排量旋轉(zhuǎn)修復(fù)，往復(fù)通過(guò)，能正常下入時(shí)即修復(fù)完成。繼續(xù)下至要求井深，如再次遇阻，重復(fù)以上操作。

2.2變形量較大的套變通徑修復(fù)技術(shù)

通過(guò)對(duì)套變形態(tài)的診斷，套變量較大，沒(méi)有可選用的井下工具，但有一定的通過(guò)性，通過(guò)尺寸大于預(yù)選井下工具的半徑。此類問(wèn)題主要解決井筒通徑和工具下入管柱的軌跡與井筒軌跡相一致。推薦分兩步處理，即先處理通徑問(wèn)題，再解決軌跡問(wèn)題。

處理通徑和處理管柱結(jié)構(gòu)推薦使用引子銑錐+井眼軌跡穩(wěn)定工具+安全接頭+打撈杯+扶正器+上部管柱組合，要求有足夠的抗拉、抗扭強(qiáng)度。引子銑錐的引子要解決井眼軌跡跟蹤問(wèn)題，要求強(qiáng)度安全可靠；磨銑材料要求高效、耐用，提高時(shí)效。遇阻時(shí)采用常規(guī)鉆壓，常規(guī)扭矩，較大排量旋轉(zhuǎn)修復(fù)，往復(fù)通過(guò)，能正常下入時(shí)即修復(fù)完成。繼續(xù)下至要求井深，如再次遇阻，重復(fù)以上操作。如較長(zhǎng)時(shí)間（半小時(shí)左右）無(wú)進(jìn)尺，且鉆壓正常、扭矩較小或扭矩?zé)o明顯變化，起鉆檢查引子銑錐，判斷是否為引子遇阻或磨銑材料磨損。如引子遇阻，選用2.3工藝；如磨銑材料磨損，則更換引子銑錐繼續(xù)修復(fù)通徑。

處理工具下入管柱軌跡問(wèn)題與2.1相同。

2.3套損型套變通徑修復(fù)技術(shù)

一般通過(guò)對(duì)套變井筒修復(fù)處理逐步診斷發(fā)現(xiàn)套損型套變，無(wú)通過(guò)性，通過(guò)尺寸小于預(yù)選工具的半徑或通徑丟失。此類問(wèn)題最復(fù)雜，套變往往發(fā)生在井眼曲率變化較大的井段，井眼軌跡很難跟蹤，以往都是修出新井眼后結(jié)束修井。在總結(jié)多次失敗經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新優(yōu)化以下處理管柱結(jié)構(gòu)方法。凹面底銑錐鞋+井眼軌跡跟蹤工具+井眼軌跡穩(wěn)定工具+安全接頭+打撈杯+扶正器+上部管柱組合，要求管柱有足夠的抗拉、抗扭強(qiáng)度，井眼軌跡跟蹤工具通過(guò)旋轉(zhuǎn)管柱解決井眼軌跡跟蹤問(wèn)題，要求強(qiáng)度安全可靠。凹面底銑錐鞋磨銑材料要求高效、耐用，提高時(shí)效。通井遇阻時(shí)采用提前旋轉(zhuǎn)鉆具，較高轉(zhuǎn)速，極低鉆壓，常規(guī)扭矩，較大排量旋轉(zhuǎn)修復(fù)，往復(fù)通過(guò)，能正常下入時(shí)即修復(fù)完成，繼續(xù)下至要求井深，如再次遇阻，重復(fù)以上操作。如較長(zhǎng)時(shí)間（1小時(shí)左右）無(wú)明顯進(jìn)尺，且鉆壓正常、扭矩較小或扭矩?zé)o明顯變化，則起鉆檢查，更換凹面底銑錐鞋，繼續(xù)修復(fù)通徑，或下入工具診斷磨銑情況，調(diào)整工具參數(shù)。以上套變形態(tài)結(jié)構(gòu)均可修復(fù)通徑，但時(shí)效較低，非套損型套變不推薦選用，應(yīng)根據(jù)套變形態(tài)選擇更優(yōu)的修井管柱結(jié)構(gòu)。

2.4套變通徑修復(fù)技術(shù)的修井液優(yōu)選

合適的鉆井液體系性能是修井作業(yè)成功的關(guān)鍵。根據(jù)威頁(yè)地區(qū)地層特征和施工作業(yè)的要求，優(yōu)選修井液配方是4%坂土漿+0.5%SMP-2+0.5%SMP-1+1%SMC-1+ 1%LV-PAC(LV-CMC)+3%SPNH+3%BY-2+3%WDN-7+ 0.2%NaOH+5%KCL+防卡劑。該體系修井液具有良好的潤(rùn)滑、抗溫、抗污染、穩(wěn)定的流變性能、良好的攜屑洗井能力，能較好滿足修井施工作業(yè)。

3典型案例

威頁(yè)26-5HF井是威頁(yè)地區(qū)的一口定向水平井，完鉆斜深5490m/垂深33834.62m，油層套管下入139.7mm套管（鋼級(jí)125V+125HC，套管內(nèi)徑114.3mm，氣密扣）至井深5488.82m。在完井通井工序中，用φ111mm單牙輪鉆頭鉆具組合通井至4131.5m時(shí)，發(fā)現(xiàn)溢流及套損現(xiàn)象，用105mm、73mm通徑工具通井驗(yàn)證，本井發(fā)生破損型套變，套變形態(tài)為3種并存一井。通過(guò)以上修井工藝，經(jīng)過(guò)29天修復(fù)井筒通徑110mm至5488.82m。

威頁(yè)26-4HF井的情況與威頁(yè)26-5HF井類似。在總結(jié)、優(yōu)化威頁(yè)26-5HF井施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本井經(jīng)過(guò)19天完成套變井筒通徑修復(fù)作業(yè)。

4結(jié)語(yǔ)

根據(jù)威頁(yè)26-5HF井及威頁(yè)26-4HF井的處理過(guò)程及以往的處理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)定向、水平井套變井筒通徑修復(fù)技術(shù)形成了初步技術(shù)配套。但隨著井的深度、水平段長(zhǎng)度和小井眼趨勢(shì)發(fā)展，更多井筒的復(fù)雜情況將繼續(xù)出現(xiàn)，還會(huì)有更多的疑難問(wèn)題有待進(jìn)一步加強(qiáng)研究，需要逐步向系列化發(fā)展，才能逐步適應(yīng)定向、水平井和井下作業(yè)施工的需要。

（1）定向、水平井發(fā)生套變等復(fù)雜情況，能夠通過(guò)修井技術(shù)處理，但在處理過(guò)程中，應(yīng)慎重使用套、磨銑技術(shù)，特別是長(zhǎng)段套、磨銑，套、磨會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的鐵屑?xì)堅(jiān)幚聿缓脮?huì)增加井筒復(fù)雜情況。

（2）針對(duì)有一定通過(guò)尺寸的套變井筒，采用引子銑錐組合方法進(jìn)行修復(fù)作業(yè)，時(shí)效更好；對(duì)通過(guò)尺寸丟失的套變井筒，采用凹面底銑錐鞋+井眼軌跡跟蹤工具組合方法進(jìn)行修復(fù)作業(yè)，能有效跟蹤井眼軌跡。

（3）套磨銑管柱必須帶合適尺寸的隨鉆打撈杯+扶正器，套磨銑一定進(jìn)尺后，對(duì)產(chǎn)生的大量鐵屑采取大排量循環(huán)、上提下放管柱方式進(jìn)行打撈，以便產(chǎn)生的大量鐵屑能返至打撈杯內(nèi)或及時(shí)循環(huán)帶出，及時(shí)清理井筒，避免卡鉆。

（4）在使用套磨銑技術(shù)時(shí)，要有耐心，特別是在套磨銑進(jìn)尺緩慢時(shí)不能急于求成，盲目加大參數(shù)，以避免井筒情況復(fù)雜化。

（5）對(duì)于套管破損出砂井，應(yīng)先設(shè)法控制破損段出砂，保持井筒內(nèi)壓力與出砂段、地層相對(duì)平衡，為修井作業(yè)建立基礎(chǔ)。

 

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：覃立（1970—），男，工程師，研究方向：石油工程鉆井、復(fù)雜修井。

 

Application of Casing Deformation Borehole Diameter Restoration Technology in Directional and Horizontal Wells in the Weiye Area

QIN Li,WEN Bing,ZHAO Zhenghong,WU Zhiguo,JIANG Li

(SINOPEC Southwest Fishing Technology Center, Deyang  Sichuan  618000)

Abstract:The challenges in restoring borehole diameter after casing deformation in Directional and horizontal wells include large borehole curvature changes,small boreholediameter,high possibility of creating new boreholes,difficulties in selecting restoration tools,complex treatment string structures,and difficulty in controlling treatment parameters.This paper analyzes the borehole diameter restoration technology for casing deformation in directional and horizontal wells based on the types of casing deformation.From the aspects of diagnosing casing deformation forms,selecting restoration tools,optimizing restoration strings tructures,and formulating restoration plans,we summarize the corresponding restoration techniques.This technology has been successfully applied to restore the borehole diameter of wells WY26-5HF and WY26-4HF,accumulating valuable experience for future borehole diameter restorations in directional and horizontal wells with casing deformation.

Key words:directional horizontal wells;casing deformation;milling;borehole diameter restoration technology