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11-超深水平井段挤注、封堵管柱技术

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11 深水 平井段挤注 封堵 管柱 技术
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新疆油田公司采油工艺研究院超深水平井段挤注、封堵管柱技术汇报内容一、引 言二、水平井段管柱工艺施工难点三、超深水平井段挤注、封堵技术四、水平井段管柱工艺施工要点五、结论一、引 言水平井段进行管柱施工,难度大,风险高。国内外在水平井修井管柱工艺施工仍处于在探索阶段,水平井开发的数量和类型増多,修井技术在起下管柱作业方面等面临的难度更加严峻、复杂,与管柱施工配套的井下工具性能要求越来越高。目前新疆油区水平深井主要分布于塔里木及塔河区块,完井方式主要有三种,即裸眼完井、固井射孔完井和割缝衬管完井。根据近几年我们针对不同的水平深井完井方式的卡封(以桥塞或封隔器方式)配合挤注水泥堵水、封层及转层射孔的成功实践,取得了良好的效果,进而为水平井的稳油控水技术的研究、发展、突破有着重要的现实意义。二、水平井段管柱工艺施工难点1、水平井进行管柱施工,由于井身结构的特殊性及复杂性 ,对入井施工的各类桥塞、封隔器等要求较高,桥塞、封隔器等工具必须具有防中途坐封的性能,遇阻、卡能顺利提出 ,确保入井工具安全,防止意外事故扩大化。2、下管柱时,管柱进入斜井段、水平段时贴近井壁底边,受钟摆力和摩擦力影响加之流体流动方向与重力方向不一致等诸多因素影响另外在接单根或立柱时井内脏物如砂粒等容易形成砂床,作业管柱易遇阻。3、水平井段由于外来流体于地层原油在一定的条件下形成乳状液附着套管壁是产生作业管柱遇卡的原因之一。4、造斜段以下管壁的情况相对较复杂,套管的回接质量以及生产过程产生的油泥砂的沉积和污物附着也会影响作业管柱顺利进入目的层段。5、水平井段管柱的起下摩阻大、扭矩、拉力钻柱重量等传递损失大,一定程度影响传递到地面上的数据失真,使起下管柱掌握不准确。6、水平井段坐封封隔器不宜采用旋转坐封方式,地面上施加的扭矩不能传递给封隔器需要的合适扭矩。二、水平井段管柱工艺施工难点三、超深水平井段挤注、封堵技术1、 1)为主的封堵管柱结构,是新疆油田分公司采油工艺研究院自主研制的产品,防中途坐封桥塞结构新颖,防中途坐封性能突出,获专利技术保护。主要组成按功能划分为防中途坐封机构、双向锚定机构、高压密封机构和锁定机构四部分。术特点a、公母胀环与碗状胶筒配合的结构设计,减少了胶筒流变面积的 50%,室内试验纯压差达到 70b、桥塞中心轴与上锥体设计有限位台阶,可防止上锥体向上部胶筒处的位移,提高了桥塞在下入过程中的防中途坐封能力;c、桥塞上、下卡瓦为一体,能起到双向锚定作用,卡瓦内柱面带连接螺纹,锚定更加牢固可靠,并能保证卡瓦在受到冲击时不位移,也不会受到锥体挤压而破裂。上、下卡瓦设计成一体,卡瓦内柱面用螺纹与中心管连接固定,使卡瓦在受到冲击时不位移,不会受到锥体挤压而破裂,从而在很大程度上增强了防中途坐封能力,更加适应于水平井的应用。独特的防突机构与碗状胶筒配合的设计,使密封更加可靠。三、超深水平井段挤注、封堵技术图 1 深水平井段挤注、封堵技术该管柱主要利用防中途坐封桥塞为核心工具进行工作,其坐封过程与常规可钻桥塞相同,即利用坐封工具将液压力转变为轴向推力,完成桥塞的坐封、丢手,释放时下入专用工具将其钻铣掉。自 2005年用于水平井段及分支井等复杂井段封堵隔层、转层补孔等措施,每年现场应用 20井次以上,成功率高,钻塞容易,效果突出。其管柱结构图见图 2。图 2 水平井封堵管柱结构图三、超深水平井段挤注、封堵技术2、 3)为主的挤注管柱结构,挤注桥塞的外径、扶正性能、卡瓦结构插管装置及预防中途坐封等关键环节进行优化设计,拥有一趟管柱液压坐封挤注桥塞、可钻类井下工具防中途坐封装置及一种新型挤水泥插管装置 3项关键技术通过专利获得技术保护。增加特殊扶正下接头以架空桥塞,减小中途坐封的可能性。外径由 11410高其初破裂负荷,由原来的 4060000此提高桥塞的抗遇阻能力。三、超深水平井段挤注、封堵技术图 3 挤注桥塞结构图三、超深水平井段挤注、注桥塞坐封后(坐封方式采用液压坐封,与普通桥塞基本相同),将插管插入挤注桥塞内,带动其中的滑套下移,打开挤注通道,使水泥浆可以挤入到挤注桥塞以下的井眼里,挤完水泥浆后上提插管,滑套上行关闭挤注通道,将水泥封闭在挤注桥塞以下,可有效保持水泥压力,有利于提高封堵质量。释放时下入专用工具将其钻铣掉,然后对需要的层段进行射孔或生产。该工艺可一趟管柱完成坐封、挤注施工,减少了挤注管柱施工的时间、成本和风险。三、超深水平井段挤注、 水平井挤堵下层管柱结构图三、超深水平井段挤注、封堵技术图 5 水平井挤堵中、上层管柱结构图三、超深水平井段挤注、管柱结构图见图 6。对于裸眼井来说,由于要在不规则的井壁坐封封隔器,所以选择了密封段长的扩张式胶筒,有利于密封件充分填充井壁空隙。封隔器坐封时低的启动压力使得节流器的通径可以尽可能大,避免了高挤时的“节流增压”效应,便于大挤水泥工艺的有效实施。在密封胶筒的夹层中使用了防酸加固的片状不锈钢片,既提供了充分的变形又阻止了外力的破坏,大大提高了封隔器的性能和寿命。该管柱用于裸眼井钻遇天然缝洞的封堵或上返时封堵漏失段、水淹层等堵漏作业。3、裸眼井段挤堵工艺三、超深水平井段挤注、封堵技术扶正器裸眼段水平段安全接头 丢手工具 单流阀定压阀 尾管 裸眼井段挤堵管柱结构图三、超深水平井段挤注、封堵技术裸眼井段挤堵管柱针对中石化西北分公司塔河区块超深裸眼段配合挤水泥堵水而研究设计的一种管柱工艺。 水泥施工顺利,封堵效果良好。塔河油田 产液层段为5466~ 5780m,从 56605660中 于该井的产油段与产水段较为明显,因此,施工要求先封堵 5660采 5500~5670m;若不出,再下入挤水泥管柱封堵试采段后,酸压 5466~ 5530眼水平井封堵挤注管柱工艺在塔河油田 井次成功地进行挤水泥封堵作业,达到了预期的目的,进一步为扩大水平井堵水范围提供了技术支持。平井段管柱工艺施工要点1、管柱入井前通井、刮削要求:对以往起下钻途中遇卡、阻井段反复刮削,进行短起下同时循环洗井;通井至井底后,校准井深,大排量充分循环泥浆 2周以上,调整泥浆性能,保证井眼无沉砂、井壁稳定、不垮塌、不掉块。2、根据提供的地质资料及测井数据确定卡封位置,配接管柱,在桥塞、封隔器等工具两端接两个以上扶正器调整水平段管柱和工具坐封时的偏心距和中心线,以保证封隔器顺利完成施工。3、下管柱过程中注意观察油套环空压井液的充满程度,有特殊要求的,若环空不满应及时补充,若下入过程中环空不满,则油管也应留有相应高度的未充满段,避免油套产生液柱压差而使封隔器提前坐封或损坏封隔器。4、仔细观察悬重变化,管柱在套管内直径段的下入速度不少于 20秒 /单根,在水平、裸眼井段内纯下入时间不少于 40秒 /单根。5、液压坐封时,应根据井深轨迹曲线高低点的落差选用尼龙球或钢球。6、施工过程中要做好事故预防、应急、安全、环保等各项措施。五、结 论1、水平井堵隔水管柱技术已初步形成了以注水泥管柱与卡封配合、直接卡堵隔层的方式。对采出程度高,水平段全部或大部分井段出水的井采取注水泥与卡封结合的管柱技术,封堵全井段;对存在较大回采可能性的井在转层射孔的同时兼顾以后的回采作业,采取直接封堵或暂堵,满足目前和以后回采的需要。2、水平井堵水应首先弄清楚出水段出水的情况,是点出水、局部井段出水、全井段出水,含水高不代表整个水平段的含水都高。针对高含水的水平井找准出水位置是前提,选择堵剂也很关键,虽然目前用得较多的是水泥,但研究满足油井需要的各种性能的堵剂会逐步引起关注。新疆油田公司采油工艺研究院
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