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)展可劃分為兩個階段： 第一階段（1991年-1994年）為科技攻關(guān)試驗階段，應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)模推廣應用階段，應用范圍從單一的砂礫巖稠油油藏擴大到非稠油的邊底水斷塊油藏、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。 勝利油田的水平井數(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),當濾砂管和分層封隔器失效以后，實施打撈作業(yè)就成為恢復產(chǎn)能的唯一手段,水平井打撈的難點,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)，同時出于保護套管的原因，在直井中普遍采用的大力上提、活動解卡等打撈工藝技術(shù)無法在水平井實施,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)上進行重新設(shè)計。 我們確定的主體設(shè)計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直接產(chǎn)生拉力，實現(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，同時可以保證在需要時可靠地退出撈矛，確保打撈不成功時不會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荷下反復受力，使周圍的沉砂松動。 “拔”：當濾砂管周圍的沉砂開始松動時，以打撈管柱和井下管柱可以承受的拉力大力活動，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)應用,孤東7-平3井,水平井打撈工藝技術(shù)應用,SZ36-1-J3井位于中海油渤海石油分公司SZ36-1油田J平臺，該井井深2280m

6、，造斜點位置281m，井內(nèi)共有油管、短節(jié)、滑套、堵塞器、引鞋等計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，活動管柱135次，時間12小時，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)的適應性和活動解卡方式的適應性是一樣的,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)一段時間。對于由于粉細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度低，生產(chǎn)壓差小，但地層砂和其他膠結(jié)物同樣會隨液體進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)，為了迅速恢復油井產(chǎn)能，必須進行沖砂。 水平井套管沖砂時可以采用常規(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，在進入造斜段后，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)井口自封進入，返出液由自封側(cè)孔排出，整個過程為不停泵連續(xù)作業(yè)。旋流沖砂器旋流接頭在工作時高速旋轉(zhuǎn)，在套管內(nèi)形成旋流，對水平段的沉砂充分攪動，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)一段時間。對于芯管內(nèi)的沉砂，比較安全的方法是采用連續(xù)油管進行沖洗,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行打撈作業(yè)。此時，應考慮將造斜段的管柱切斷，對井下管柱進行分段打撈,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?？梢圆捎玫姆绞接谐橛蜅U、小油管、小鉆桿等，點火方式為壓力引爆 。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： 對于油管緊貼套管和油管外有砂的情況尚未考慮。同時，如果油管緊貼套管，將會對套管有一定程度的損傷,爆破產(chǎn)生一些碎塊可能會對下一步的打撈工作產(chǎn)生影響。應用該工藝技術(shù)，勝利測井公司成功的實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)點是切口平整、無變形、無變形影響區(qū)。缺點是只能切割單層管子。割刀的轉(zhuǎn)動可以通過動力鉆具帶動，也可以通過小鉆桿帶動,內(nèi) 割 刀 切 割,割刀試驗數(shù)據(jù),內(nèi) 割 刀 切 割,73mm油管內(nèi)割刀實驗數(shù)據(jù),五、水平井鉆銑技術(shù),在有些情況下，必須實施井下鉆銑，以修正魚頂、鉆銑水泥塞等，這時，就要

11、實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，一種是采用井下動力鉆具，一種是采用井口轉(zhuǎn)盤鉆具，推薦使用井下動力鉆具進行水平井鉆銑作業(yè)，這樣有利于保護鉆桿和套管，并適合于小修隊施工,水平井鉆銑技術(shù),水平井鉆銑管柱主要由鉆頭、滾動扶正器、動力鉆具等工具組成。 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行了成功的應用，辛151-平1和辛151-平2井應用該管柱成功鉆塞12m和15m，鉆進過程順利，管柱無卡阻現(xiàn)象。在孤東、孤島、河口等地實施了水平井井下濾砂管磨銑修魚頂，單次分別進尺最大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現(xiàn)象更加明顯，因此，當進尺達到一定時，會出現(xiàn)憋鉆現(xiàn)象，此時，應停止鉆銑，活動取出管柱，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?在實施水平井井下鉆銑施工時，需注意以下幾點,2、動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，以免導致動力鉆具外套反轉(zhuǎn)，或上部油管反轉(zhuǎn)，導致管柱落井事故發(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，當出現(xiàn)以下情況時，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、強度高（如4-1/2”濾砂管），同時砂埋嚴重，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，此時可以考慮采用倒扣方式打撈。 2、井內(nèi)濾砂管采用非標準油管做芯管（或芯管設(shè)計不合理，強度嚴重削弱），實施井下增力打撈時內(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”）、濾砂管尺寸小（102mm、116mm），出砂嚴重，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,應用井下套銑、倒扣打撈技術(shù)應注意的問題： 1、根據(jù)水平井井下管柱的受力分析，在上提、旋轉(zhuǎn)時，井下管柱受力非常不好，非常

14、大的分力作用在套管上，會對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。管柱上應準備相應的安全接頭等配套工具，倒扣撈矛也應該是可退的。 3、目前井內(nèi)打撈的主要管柱是濾砂管，當打撈出上部濾砂管時，井筒內(nèi)會隨時出砂，影響打撈，此時，應采用鹵水或泥漿壓井，保證打撈順利進行,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，這項技術(shù)目前還不是非常成熟，有待于進一步配套完善,以上介紹的幾種水平井修井工藝技術(shù)，是對勝利油田近年來水