尹方雷 白冬青 龔建凱 徐肇國 于子涵 夏進(jìn)軍
(1.中國石油長城鉆探工程技術(shù)研究院,遼寧盤錦 124010;2.中國石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院,北京 102249;3.中國石油遼河油田金馬油田公司,遼寧盤錦 124010)
側(cè)鉆水平井是在側(cè)鉆井、水平井基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項新型的石油開采技術(shù),為老油區(qū)挖潛增效提供了一條十分有效的途徑,近幾年已成為國內(nèi)各油田關(guān)停井復(fù)產(chǎn)及油藏挖潛、提高油氣采收率的成熟的重要技術(shù)手段之一[1]。截至2010 年底,遼河油田已累計實施側(cè)鉆水平井3000 多口,為遼河油田原油增產(chǎn)做出了巨大貢獻(xiàn)。
常規(guī)側(cè)鉆水平井完井管柱的扶正器通常使用彈簧片式或剛性式。彈簧片式在過窗口及下入過程中非常容易損壞;而剛性扶正器在“糖葫蘆”、“大肚子”井段或擴孔井段,由于井徑增大而扶正器直徑相對偏小,不能很好地起到居中作用[2]。雖然技術(shù)人員已經(jīng)采用如增加彈簧片高度、改變彈簧片的截面形狀、調(diào)整彈簧片熱處理的機械性能以及改用雙弓式結(jié)構(gòu)等方法[3-5],但都不能有效解決造斜段及水平段的套管居中問題。為此,研制了液壓式套管扶正器,隨完井管柱一同下入井中,能夠有效解決套管不居中問題,極大地提高固井質(zhì)量[6],延長側(cè)鉆水平井的壽命。
液壓式套管扶正器主要由中心管活塞、缸套、O型密封圈、剪銷、鎖緊環(huán)、錐體和分瓣扶正接頭等組成,結(jié)構(gòu)如圖1 所示。
圖1 液壓式套管扶正器結(jié)構(gòu)
液壓式套管扶正器隨套管下到預(yù)定深度后,利用液壓式尾管懸掛器憋壓坐掛工序來啟動,由缸套推動錐體使分瓣扶正接頭脹開,抵住井壁四周,實現(xiàn)套管居中。
?117.8 mm、?139.7 mm 套管內(nèi)使用的液壓式套管扶正器技術(shù)參數(shù)見表1,2 種扶正器的連接扣型均為API 長圓扣/偏梯扣。
表1 液壓式套管扶正器技術(shù)參數(shù)
(1)能夠產(chǎn)生強大的套管扶正力,可達(dá)到常規(guī)套管扶正器扶正力的10 倍甚至20 倍。
(2)受井徑影響小,在“糖葫蘆”、“大肚子”及擴孔井段均能起到較好的扶正作用。
(3)預(yù)定的啟動壓力可根據(jù)需要在8~16 MPa 之間調(diào)整。
(4)具備較高的復(fù)位力,能夠保證良好的居中效果。
液壓式套管扶正器研制成功后,在廠內(nèi)進(jìn)行了試驗,實驗結(jié)果顯示,其密封性、脹開直徑、抗拉強度、扶正力等參數(shù)均達(dá)到并超過了設(shè)計水平,可以滿足現(xiàn)場應(yīng)用要求(圖2)。
圖2 液壓式套管扶正器扶正接頭
2011 年,液壓式套管扶正器在遼河油田高3-7-8CH 井進(jìn)行了現(xiàn)場試驗。下入的完井管串為:浮鞋式旋流管+套管+浮箍+套管+球座式碰壓座+套管組合+液壓式套管扶正器+套管組合+尾管懸掛器總成+送入鉆具。根據(jù)井眼情況,液壓式套管扶正器與完井套管的組合分布為:在直井段每3 根套管下1 個扶正器,造斜段每2 根套管下1 個扶正器,擴孔點以下直到水平段結(jié)束每根套管下1個扶正器。懸掛器下面的2 根套管連續(xù)下2 個彈性套管扶正器或剛性扶正器;造斜段開始根據(jù)井斜角等情況相應(yīng)下入剛性扶正器。
電測結(jié)果表明,高3-7-8CH 井水泥環(huán)厚度均勻,固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)。高3-7-8CH 井完井投產(chǎn)至今,生產(chǎn)狀況良好,未發(fā)生出水、出砂等問題。
試驗結(jié)果表明,應(yīng)用液壓式套管扶正器完井的側(cè)鉆水平井較應(yīng)用常規(guī)扶正器完井的側(cè)鉆水平井的固井質(zhì)量有了極大的提高。
截至2012 年上半年,液壓式套管扶正器在遼河油田和冀東油田的側(cè)鉆水平井現(xiàn)場共應(yīng)用9 井次。施工完成后的測井曲線表明,9 口井全井段固井質(zhì)量均為優(yōu)良,且至今生產(chǎn)情況良好,無任何出水、出砂等影響側(cè)鉆水平井壽命的問題出現(xiàn)。
現(xiàn)場應(yīng)用表明,側(cè)鉆水平井特制液壓式套管扶正器操作簡單,安全可靠,現(xiàn)場實用性強,能夠有效克服常規(guī)扶正器居中作用不強的弱點,極大地提高側(cè)鉆水平井完井管柱居中程度,進(jìn)而提高固井質(zhì)量,從而延長側(cè)鉆水平井的生產(chǎn)壽命,提高單井產(chǎn)量和效益。隨著側(cè)鉆水平井技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,液壓式套管扶正器完井工藝技術(shù)將具有廣闊的應(yīng)用 前景。
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