免钻分级固井技术在大港油田西8-8-6井的应用

2022-09-11

大港油田西8-8-6井地处北大港潜山构造带港西油田三区四断块, 该油区地层普遍具有低压易漏失的特点, 复杂的地质结构使该井在1100m~1500m段承压能力极弱。漏失风险一直是该油区固井施工面临的难题, 采用常规分级固井可以起到分级固井的目的[1], 但是由于其性能不够稳定, 同时存在很大的缺陷, 而且固完井后需要钻除内部结构为后期采油提供通道, 在钻内部结构过程中, 钻头在同一个位置长时间转动极易对分级注水泥器本体造成损坏, 这样不但增加了钻井费用, 而且也给后续工作带来风险。而应用低密度固井技术固井, 则水泥浆成本高、候凝时间长, 且施工中易发生漏失现象, 固井质量难以保证[2]。

免钻分级固井是当前解决低压易漏井固井的重要手段, 免钻分级固井技术首次在大港油田应用, 免去了钻塞过程, 并且能够实现连续一级注水泥和二级注水泥, 极大地简化了施工工序, 节约了时间和成本, 高质量的固井也为后续的采油作业提供了保障。本文从工具设计和施工工艺原理的角度介绍了该工艺在大港油田的首次应用情况, 为其以后的大规模应用起到了推动和参考作用。

1 免钻分级固井工艺简介

1.1 配套工具结构原理

此次应用的免钻分级固井工具外径为Φ139.7mm (5 1/2英寸) 。配套工具主要由分级注水泥器、扰性塞、重力塞、关闭塞、球座、套管外封隔器、浮箍和浮鞋组成。

其核心部件分级注水泥器的结构见图1。

1-关闭桶;2-注水泥孔;3-重力塞坐;4-扰性塞坐;5-壳体;6-空心桥塞

1.2 工艺原理

按照设计, 双级固井, 注完第一级水泥后, 释放挠性塞, 顶替泥浆, 当挠性塞到达分级固井内部的空心胶塞处碰压, 加压剪断销钉, 挠性塞和空心胶塞一起下行到碰压座碰压后。释放井口压力, 并投入重力塞, 当重力塞靠自由落体坐入打开塞座后开泵加压, 剪断打开塞座上的销钉, 打开塞座下行, 打开循环孔建立循环, 循环出分级注水泥器以上多余的水泥浆。

注完第二级水泥后, 释放关闭塞, 顶替泥浆, 当关闭塞下落到分级注水泥器的关闭塞座后, 井口憋压, 剪断关闭塞座上的剪钉, 关闭套和内部附件一起下行, 当关闭套上的挡块到达本体的凹槽内, 关闭套关闭循环孔。同时内部附件与关闭套脱开, 并在自重的作用下下行落到井底, 达到其脱落的目的。

1.3 性能特点

(1) 采用内关闭结构;

(2) 打开、关闭动作均不存在小腔液体压缩问题;

(3) 上下滑套能落到井底, 内部附件不用钻除, 省工省时;

(4) 分级固井内部增加了空心胶塞, 保证了顶替效率, 使套管内壁清洁, 可以有效的防止在一级固井完后留水泥塞;

(5) 关闭套上采用了限位机构, 打开循环孔后才能实现分级固井的关闭动作;

(6) 关闭套到达关闭位置后, 内部附件才能下落;

(7) 在胶塞上面加上特制的压塞液, 能够保证内部附件全部脱落下行到位。

2 现场实施

免钻分级固井工艺在西8-8-6井的应用中, 井深1548m, 最大井斜27.96度, 分级注水泥器位置1161m, 采用免钻分级固井技术, 避免了由于钻塞带来的各种问题, 充分体现了其操作简便, 工作可靠的特性, 在整个施工过程中工具性能可靠, 各级压力显示明显。该技术为提高固井质量、缩短施工周期、降低固井成本起到了积极的推动作用。施工后套管内通径一致, 为后续施工的顺利进行提供了先决条件[3]。

2.1 入井管串组合

根据固井设计排列好套管串结构:5 1/2in浮鞋 (0.42m) +5 1/2in短套 (2.92m) +5 1/2in浮箍 (0.22m) +51/2in套管 (11.11m) +51/2in球座 (0.22m) +51/2in套管串+51/2in封隔器 (3.18m) +5 1/2in套管 (11.13m) +51/2in分级注水泥器 (1.14m) +51/2in套管串 (至井口) 。

2.2 免钻分级固井工艺步骤

(1) 根据固井设计下入固井附件、套管外封隔器、分级固井及套管。

(2) 下完套管接水泥头及固井管线, 将水扰性塞装在水泥头内。

(3) 循环好后按照固井设计要求进行第一级注水泥作业。

(4) 注入专用压塞液300升, 压挠性塞、替泥浆、碰压;继续加压剪断销钉, 挠性塞和空心胶塞下行, 至碰压座处碰压。

(5) 膨胀封隔器。继续憋压17~20MPa, 稳压5~10min, 如果压力回落, 及时补压。

(6) 停泵, 从井口释放压力, 投重力打开塞, 将关闭塞装在水泥头内。

(7) 当预计重力塞座于分级注水泥器打开塞座后, 用水泥车开泵憋压, 打开分级注水泥器循环孔。

(8) 循环。

(9) 按固井设计要求进行第二级注水泥作业。

(10) 压关闭塞, 注专用压塞液300升, 替泥浆, 碰压。表压应为最终循环压力+附加压力。附加压力应≥分级注水泥器关闭压力。注意:在条件允许的情况下尽量提高关闭附加压力, 以利于双级箍关闭。

(11) 停泵, 从井口释放压力, 检验关闭套关闭效果。重新开泵, 加压关闭压力至25MPa以上, 井口泄压, 再打压至25MPa两次, 每次稳压5min, 确保内部附件的顺利下落。

(12) 卸管汇, 固井施工结束。

3 时效和效益分析

西8-8-6井的时效分析结果如表1。

效益分析:

(1) 免钻分级固井作业后套管内不会残留水泥塞段, 由此可省掉一级注水泥候凝、接小钻杆、下钻和钻水泥塞等完井工序, 从而大大缩短完井时间28h, 大幅降低固井材料成本约2万元, 效益显著。 (2) 该技术可以大幅提高油井的生产寿命, 同时减少生产后期产生的修井费用。 (3) 采用免钻分级固井技术, 除降低固井、修井费用外, 缩短投产周期所增加的产量也是该技术的主要经济来源。

4 结语

(1) 双级固井方式能有效地降低注水泥时环空液注压力, 防止低压井的漏失。 (2) 通过现场应用表明, 免钻式分级固井技术适合我们现场的工况, 性能可靠, 操作方便, 施工成功率100%。 (3) 免钻式分级固井时间和经济效益显著, 在以后类似井固井中可以推广应用提供参考。

摘要：固井是钻完井过程中的重要作业, 随着油田的逐步开发, 地下地层情况越来越复杂, 在高压下地层变得非常容易漏失, 给固井作业带来了极大的困难和挑战。目前的常规分级固井工艺还存在很多不足, 免钻分级固井是能解决该困难的比较前沿的一项固井工艺技术, 该工艺免去了注水泥后的钻塞流程, 缩短了工程周期, 降低了施工成本。在固井质量方面, 一级注水泥后涨封隔器, 保证二级注水泥的封固质量。同时该技术延长了油井的开采寿命, 对提高其综合开采价值效果显著。免钻分级固井技术首次在大港油田现场应用情况良好, 为以后的现场应用提供参考, 前景广阔。

关键词：免钻,分级固井,应用