勝利油田水平井大修技術(shù)ppt課件

1、勝利油田水平井大修技術(shù),中國石化勝利油田分公司采油工藝研究院 二00六年九月,目 錄,一、概述 二、水平井井下增力打撈工藝技術(shù) 三、水平井沖砂工藝技術(shù) 四、水平井井下管柱切割工藝技術(shù) 五、水平井鉆銑技術(shù) 六、水平井井下套銑、倒扣打撈技術(shù),一、概 述,勝利油田水平井的發(fā)展可劃分為兩個(gè)階段： 第一階段（1991年-1994年）為科技攻關(guān)試驗(yàn)階段，應(yīng)用范圍主要在樂安油田稠油砂礫巖油藏。水平井類型為中、長半徑水平井。每年完鉆水平井5-8口，年產(chǎn)油5-8104噸。 第二階段（1995年-目前）為大規(guī)模推廣應(yīng)用階段，應(yīng)用范圍從單一的砂礫巖稠油油藏?cái)U(kuò)大到非稠油的邊底水?dāng)鄩K油藏、裂縫性油藏、整裝高含水油藏、地

2、層不整合油藏、低滲透油藏和薄層油藏等。并相繼完成了水平探井、叢式水平井、超深水平井、海油陸采水平井、階梯式水平井、雙連通式水平井等不同類型的水平井。 勝利油田的水平井?dāng)?shù)目前每年以5070口的速度增加，截止到2005年底勝利油區(qū)共完鉆投產(chǎn)各類水平井501口，并取得了良好的開發(fā)效果。勝利油田已成為國內(nèi)水平井技術(shù)發(fā)展最快、應(yīng)用規(guī)模最大的油區(qū)之一,水平井的發(fā)展,水平井的發(fā)展,修井工藝的發(fā)展： 隨著水平井技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用，水平井修井工作的迫切性也日益顯現(xiàn)出來。近年來，勝利油田在水平井修井工藝技術(shù)上也取得了長足的發(fā)展,修井工藝技術(shù),水平井打撈作業(yè),水平井沖砂作業(yè),水平井井下管柱切割,水平井鉆銑技術(shù),水平

3、井套銑、倒扣技術(shù),二、水平井井下增力打撈工藝技術(shù),水平井井下增力打撈工藝技術(shù),當(dāng)濾砂管和分層封隔器失效以后，實(shí)施打撈作業(yè)就成為恢復(fù)產(chǎn)能的唯一手段,水平井打撈的難點(diǎn),1、水平井內(nèi)由于造斜段的作用，井口的上提力無法有效傳遞到井下水平段內(nèi)，同時(shí)出于保護(hù)套管的原因，在直井中普遍采用的大力上提、活動(dòng)解卡等打撈工藝技術(shù)無法在水平井實(shí)施,2、同樣由于造斜段的影響，井口扭矩也無法有效傳遞到井下水平段，因此在水平井實(shí)施常規(guī)的套銑、倒扣等打撈工藝比較困難,3、一般直井防砂管柱長度只有幾米至十幾米，而水平井水平射孔段比較長，因此濾砂管也比較長，一般長度為幾十米以上，有的甚至長達(dá)300米。每根濾砂管均帶有扶正器，在扶

4、正器處有變徑，這也增加了打撈難度,為了解決上述問題，我們采用了全新的觀念從打撈管柱結(jié)構(gòu)上進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。 我們確定的主體設(shè)計(jì)思路是通過增加部分配套工具，改變管柱的受力方式，通過油管打壓的方式直接在卡點(diǎn)直接產(chǎn)生拉力，實(shí)現(xiàn)水平井濾砂管打撈,水平井井下打撈工藝管柱示意圖,該管柱由專用的提放式可退撈矛、井下打撈增力器、扶正器和配套工具等組成。該管柱額定載荷為550kN。井下打撈增力器以上部分管柱在增力打撈過程中不受打撈力作用，同時(shí)可以保證在需要時(shí)可靠地退出撈矛，確保打撈不成功時(shí)不會(huì)給井下制造新的事故,在配套了合適的工藝管柱后，水平井濾砂管打撈工藝可以概括的用“沖”、“撈”、“松”、“拔”這幾個(gè)字來表示。

5、 “沖”：將井筒內(nèi)的沉砂沖洗干凈，并以合適的壓井液替入，防止再次出砂。 “撈”：利用提放式可退撈矛撈住井下管柱，并上提一定的負(fù)荷。 “松”：用水泥車打壓，壓力控制在一定的范圍內(nèi)，使井下管柱在一定的負(fù)荷下反復(fù)受力，使周圍的沉砂松動(dòng)。 “拔”：當(dāng)濾砂管周圍的沉砂開始松動(dòng)時(shí)，以打撈管柱和井下管柱可以承受的拉力大力活動(dòng)，將濾砂管拔出,該井水平段長601.31m，留井管柱為 皮碗封隔器+108mm鑲嵌式金屬棉25根，總長度為184m，其中濾砂管長127m,水平井打撈工藝技術(shù)應(yīng)用,孤東7-平3井,水平井打撈工藝技術(shù)應(yīng)用,SZ36-1-J3井位于中海油渤海石油分公司SZ36-1油田J平臺(tái)，該井井深2280m

6、，造斜點(diǎn)位置281m，井內(nèi)共有油管、短節(jié)、滑套、堵塞器、引鞋等計(jì)38件（套、根），總長237.94米，魚頂位置1788m，丟手魚頂為76mm油管本體,上提負(fù)荷至260kN， 從油管正打壓，壓力017MPa，共使用增力器打壓、放壓43組118次，活動(dòng)管柱135次，時(shí)間12小時(shí)，井下管柱上移9.7m，撈出全部管柱,井下增力打撈技術(shù)的適應(yīng)性 井下增力打撈技術(shù)是改變管柱的受力方式，變液壓力為上提拉力，并且直接將作用力作用在魚頂處的一種打撈方式，從原理上講，就是在直井中的活動(dòng)解卡方式，只不過作用力比較大，并且直接作用在魚頂處，因此，該工藝技術(shù)的適應(yīng)性和活動(dòng)解卡方式的適應(yīng)性是一樣的,三、水平井沖砂工藝技術(shù)

7、,沖砂可以分為沖套管砂和芯管砂兩種，對(duì)于濾砂管沒有損壞的油井，經(jīng)過芯管沖砂處理以后，油井可以正常生產(chǎn)一段時(shí)間。對(duì)于由于粉細(xì)砂堵塞濾砂管芯管的情況，將濾砂管芯管內(nèi)的沉砂沖洗干凈也是恢復(fù)生產(chǎn)的一種有效方法,水平井沖砂,水平井套管內(nèi)沖砂工藝技術(shù),射孔完成的水平井與直井相比雖然采油強(qiáng)度低，生產(chǎn)壓差小，但地層砂和其他膠結(jié)物同樣會(huì)隨液體進(jìn)入水平井筒逐漸沉積在水平段內(nèi)，造成井筒堵塞或部分堵塞，使油井減產(chǎn)或停產(chǎn)，為了迅速恢復(fù)油井產(chǎn)能，必須進(jìn)行沖砂。 水平井套管沖砂時(shí)可以采用常規(guī)的光管反循環(huán)沖砂。但由于水平井需沖砂的井段長（300500m），同時(shí)，在進(jìn)入造斜段后，垂向間距逐漸縮小，使沖洗液中攜帶的砂子沉降距離縮

8、短，接單根（不連續(xù)沖砂）時(shí)容易使砂子產(chǎn)生沉淀形成砂橋,水平井套管內(nèi)連續(xù)沖砂工藝,水平井連續(xù)沖砂裝置由井口部分和井下部分組成，井口部分由高壓自封、工作筒、反沖洗閥組成；井下部分為安全閥和旋流沖砂器,該管柱為連續(xù)反沖洗方式，沖洗過程中油管柱的最上端始終被反沖洗閥封閉，液流經(jīng)井口自封進(jìn)入，返出液由自封側(cè)孔排出，整個(gè)過程為不停泵連續(xù)作業(yè)。旋流沖砂器旋流接頭在工作時(shí)高速旋轉(zhuǎn)，在套管內(nèi)形成旋流，對(duì)水平段的沉砂充分?jǐn)噭?dòng)，將砂粒徹底沖洗干凈。該技術(shù)在勝利油田草20平5井成功的進(jìn)行了沖洗。該井采用了7in旋流沖砂器+扶正器，連續(xù)沖砂段長320m，沖出大量的死油、沉砂和雜質(zhì),水平井芯管內(nèi)沖砂工藝,濾砂管魚頂,扶正

9、器,水平井芯管內(nèi)沖砂主要是指濾砂管芯管內(nèi)的沖砂。對(duì)于濾砂管沒有損壞的油井，將芯管中的沉砂沖洗干凈后，油井可以正常生產(chǎn)一段時(shí)間。對(duì)于芯管內(nèi)的沉砂，比較安全的方法是采用連續(xù)油管進(jìn)行沖洗,水平井芯管內(nèi)沖砂工藝,四、水平井井下管柱 切割技術(shù),對(duì)于如熱采水平井防砂工藝管柱等在造斜段有管柱的水平井井下管柱，同樣由于造斜段的作用，也不能采用增力打撈的方式進(jìn)行打撈作業(yè)。此時(shí)，應(yīng)考慮將造斜段的管柱切斷，對(duì)井下管柱進(jìn)行分段打撈,水平井井下管柱切割工藝技術(shù),爆 破 切 割,由于水平井的特殊條件，炸藥的輸送方式必須采用管柱輸送。可以采用的方式有抽油桿、小油管、小鉆桿等，點(diǎn)火方式為壓力引爆 。爆炸后油管的外徑漲大約20

10、mm，軸向影響范圍50 mm -60mm,該方法存在的主要問題有： 對(duì)于油管緊貼套管和油管外有砂的情況尚未考慮。同時(shí)，如果油管緊貼套管，將會(huì)對(duì)套管有一定程度的損傷,爆破產(chǎn)生一些碎塊可能會(huì)對(duì)下一步的打撈工作產(chǎn)生影響。應(yīng)用該工藝技術(shù)，勝利測井公司成功的實(shí)施了一口水平井井下管柱切割,采用油管內(nèi)割刀的方式切割井下管柱，其優(yōu)點(diǎn)是切口平整、無變形、無變形影響區(qū)。缺點(diǎn)是只能切割單層管子。割刀的轉(zhuǎn)動(dòng)可以通過動(dòng)力鉆具帶動(dòng)，也可以通過小鉆桿帶動(dòng),內(nèi) 割 刀 切 割,割刀試驗(yàn)數(shù)據(jù),內(nèi) 割 刀 切 割,73mm油管內(nèi)割刀實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),五、水平井鉆銑技術(shù),在有些情況下，必須實(shí)施井下鉆銑，以修正魚頂、鉆銑水泥塞等，這時(shí)，就要

11、實(shí)施水平井井下鉆銑施工,水平井井下鉆銑施工的鉆具總體來說有兩種類型，一種是采用井下動(dòng)力鉆具，一種是采用井口轉(zhuǎn)盤鉆具，推薦使用井下動(dòng)力鉆具進(jìn)行水平井鉆銑作業(yè)，這樣有利于保護(hù)鉆桿和套管，并適合于小修隊(duì)施工,水平井鉆銑技術(shù),水平井鉆銑管柱主要由鉆頭、滾動(dòng)扶正器、動(dòng)力鉆具等工具組成。 利用該套鉆具組合可以完成水平井套管內(nèi)水泥塞、可鉆材料封隔器等井下工具的鉆銑,該技術(shù)已經(jīng)在勝利油田水平井中進(jìn)行了成功的應(yīng)用，辛151-平1和辛151-平2井應(yīng)用該管柱成功鉆塞12m和15m，鉆進(jìn)過程順利，管柱無卡阻現(xiàn)象。在孤東、孤島、河口等地實(shí)施了水平井井下濾砂管磨銑修魚頂，單次分別進(jìn)尺最大6m,水平井鉆銑技術(shù),1、由于在

12、水平井中磨銑的碎屑不易通過正循環(huán)排出，特別是在大尺寸套管中這個(gè)現(xiàn)象更加明顯，因此，當(dāng)進(jìn)尺達(dá)到一定時(shí)，會(huì)出現(xiàn)憋鉆現(xiàn)象，此時(shí)，應(yīng)停止鉆銑，活動(dòng)取出管柱，通過反循環(huán)、短套銑筒套銑等措施將井內(nèi)碎屑清理干凈，然后再次磨銑或?qū)嵤┐驌?在實(shí)施水平井井下鉆銑施工時(shí)，需注意以下幾點(diǎn),2、動(dòng)力鉆具的輸出扭矩和壓力成正比，轉(zhuǎn)速輸出和排量成正比。但是由于動(dòng)力鉆具的輸出扭矩有限，因此施工的鉆壓不能加得太高，以免導(dǎo)致動(dòng)力鉆具外套反轉(zhuǎn)，或上部油管反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致管柱落井事故發(fā)生,七、水平井井下套銑、倒扣打撈技術(shù),井下增力打撈技術(shù)是水平井井下管柱（特別是濾砂管）打撈的首推技術(shù)，但是，當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)，井下增力打撈技術(shù)無法將井下落物

13、撈出，需要采用套銑、倒扣技術(shù)打撈井下落物： 1、水平井井下待打撈管柱外徑大、強(qiáng)度高（如4-1/2”濾砂管），同時(shí)砂埋嚴(yán)重，以井下打撈增力器的拉力不足以將井內(nèi)管柱撈出或拉斷，此時(shí)可以考慮采用倒扣方式打撈。 2、井內(nèi)濾砂管采用非標(biāo)準(zhǔn)油管做芯管（或芯管設(shè)計(jì)不合理，強(qiáng)度嚴(yán)重削弱），實(shí)施井下增力打撈時(shí)內(nèi)徑漲大，無法撈住濾砂管，可以考慮倒扣方式打撈。 3、井眼尺寸大（7”）、濾砂管尺寸?。?02mm、116mm），出砂嚴(yán)重，使用井下增力打撈技術(shù)打撈無效的，可以采用套銑倒扣聯(lián)合打撈方式打撈,應(yīng)用井下套銑、倒扣打撈技術(shù)應(yīng)注意的問題： 1、根據(jù)水平井井下管柱的受力分析，在上提、旋轉(zhuǎn)時(shí)，井下管柱受力非常不好，非常

14、大的分力作用在套管上，會(huì)對(duì)鉆具和套管造成致命的破壞。 2、由于作用在套管上的分力大，傳遞到井下的有效扭矩小，倒扣施工不一定能成功。管柱上應(yīng)準(zhǔn)備相應(yīng)的安全接頭等配套工具，倒扣撈矛也應(yīng)該是可退的。 3、目前井內(nèi)打撈的主要管柱是濾砂管，當(dāng)打撈出上部濾砂管時(shí)，井筒內(nèi)會(huì)隨時(shí)出砂，影響打撈，此時(shí)，應(yīng)采用鹵水或泥漿壓井，保證打撈順利進(jìn)行,勝利油田采用“套銑倒扣”方式完成水平井井下濾砂管打撈施工的井例不是很多，目前還有部分井未全部倒出濾砂管就停止了施工。在所有采用“套銑倒扣”方式施工的井中，都發(fā)生了套銑筒卡、鉆桿扭斷、安全接頭扭斷等事故。因此，這項(xiàng)技術(shù)目前還不是非常成熟，有待于進(jìn)一步配套完善,以上介紹的幾種水平井修井工藝技術(shù)，是對(duì)勝利油田近年來水