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浅谈水平井修井作业

2019-09-10唐红强李彦军杨艳丽

石油研究 2019年7期
关键词:水平井工具

唐红强 李彦军 杨艳丽

1.长庆油田分公司第一采油厂井下作业大队 陕西 延安 716000;2.长庆油田分公司第十二采油厂数字化与科技信息中心 陕西 西安 710200

摘要:水平井已经成为新油田开发、老油田挖潜、提高采收率的重要技术手段,长庆油田1993年完钻第一口水平井塞平1井,并把水平井作为大幅提高单井产量和采收率的战略性举措,截止2018年底,共有水平井1000多口。随着水平井数的增加和油田不断开发,不可避免的出现事故井。

关键词:水平井;修井作业;工具

1 前言

通常把进入油气层井眼的井斜角不低于86°的井段称为水平段,能沿油层走向形成这种水平位移的特殊定向井称为水平井,水平井和直井相比,穿透产层长、泄流面积大,单井产能高,可有效提高油气采收率,降低开发成本,保护环境。一口普通水平井的成本约为直井的2倍左右,而其产量可达直井的3-5倍,甚至更多。水平井修井工艺技术是在直井的基础上发展起来的,两者之间有一些相似之处,一部分适用于直井的修井工具和设备也可用于水平井修井,但由于水平井井身轨迹的特点,靠旋转管柱和自身重力下放的工具在水平井中很难操作,水平井一般修井作业一般难点:

(1)受井眼轨迹限制,直井常规工具、管柱难以满足水平井修井要求。

(2)水平段流体流动方向与重力方向不一致,修井液携砂难度大,井内砂粒等容易形成砂床,作业管柱容易被卡。

(3)打捞作业鱼头引入和修整困难;斜井段、水平段常规可退式打捞工具不能正常工作,遇卡不易退出落鱼。

(4)水平井摩阻大,扭矩、拉力和钻压传递损失大,解卡打捞困难;倒扣作业中和点掌握不准。

(5)打印过程中铅模易被挂磨损坏。

2 水平井冲砂作业

水平井泄露面积大,油层砂粒更易进入井筒,形成长段“砂床”,影响压裂改造施工,造成部分打捞作业难度大,不易抓获落物,因此,在作业过程中需要进行冲砂。压裂改造结束后下完井生产管柱前也需要冲砂。由于水平井井眼轨迹的特殊性,冲砂作业与常规井作业有很大不同,施工作业风险和施工难度高于普通井作业。在水平井中,修井液环空流速偏差很大,井眼低边的流速很低,携砂能力下降。

粘度:在水平井冲砂过程中,冲砂液的性质起到了非常关键的作用,冲砂液粘度是确定井底砂能否被冲干净的重要因素。(冲砂液的粘度决定砂粒的沉没速度)

沉没速度:砂粒在沉降运动中,当阻力、重力和浮力达到平衡时,其沉降速度不再增加,这时的沉降速度就为沉没速度。

试验结果:随着冲砂液粘度的增加,砂粒的沉没速度逐渐减小,当粘度增大到达一定量时,沉没速度基木保持在一定值。

優选2号冲砂液粘度在6.25~9.53mPa·s时比较适合冲砂。大排量冲砂时,选择粘度较低的冲砂液,发挥水力效率。小排量冲砂时,选择粘度较高的冲砂液,保证悬浮能力。

润滑性:

加入5~10%体积百分比的原油或柴油,或者加乳化剂、清洁剂和超高压润滑剂改善冲砂液的润滑性,减少不利的摩擦效应。冲砂是否彻底有效,除了与冲砂液、冲砂工艺有关以外,泵的排量决定冲砂液能否将砂子顺利带到地面。冲砂时,液流在井内上返速度必须大于最大直径砂子在冲砂液中的下沉速度,理论上其速度比一般大于或等于2。

(3)冲砂方法和作业管柱

常规冲砂:直接采用普通油管冲砂,加深管柱时需停泵接单根。作业管柱为:Φ89mm导锥(通径Φ62mm)+Φ73mm倒角工具油管+Φ73mm工具油管。冲砂方式一般采用反循环方式。常规冲砂施工简单方便,但需要停泵接单根,砂子容易二次沉积造成砂卡。

3 打捞工具选择的原则

为防止打捞不成功,打捞工具安全可退接头在打捞落物不成功时,打捞工具安全可退。选择工具外径与预捞管柱或鱼头外径基本一致,有利于抓捞落物。落井管柱与打捞工具的偏心距、中心线基本一致,否则能给予调节,防止挂卡现象发生。工作部件采用耐磨材料,防止磨损。工具大直径段有较好的导向能力。筒类打捞工具采用带内外倒角的引鞋导引,矛类打捞工具采用合适的一体式引锥引入鱼腔。

4 结论及建议

(1)水平井技术已经成为新油田开发、老油田挖潜、提高采收率的重要技术,长庆油田水平井修井技术研究起步较晚,配套尚不完善,需要加强研究,为油田正常生产、新工艺试验提供可靠的保证。

(2)在水平井中每一次作业并不是孤立的,而应综合考虑实际情况,结合油田具体井况研究作业工艺,开发配套专用工具。

(3)在水平井修井方面提倡防治结合,开展防落物等配套技术研究,将复杂修井作业简单化,有效缩短修井周期。

(4)加强水平井修井专业队伍与技术骨干的培养以及水平井资料管理,制定作业规程,为后期水平井作业做好技术储备。

参考文献:

[1] 檀朝东著·修井工程(教材)(M)·中国石油大学.2002

[2] 石油专用工具、钻采设备、配件产品图册·通化易达石油化工设备制造有限公司,2012年版.

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