一项套管加固技术的应用
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[时间:2009-05-20 石油与装备 关注度:0]
摘要: 随着油田开发进入中后期,由于受地层应力、固井质量、化学腐蚀、修井质量、工艺措施等诸多方面的影响,套管极易出现扭曲、变形、错断、漏点裂缝等问题,进而会导致油井停产或报废。为降低投资成本,使套管损坏油井恢复生产,各个油田均开展技术攻关,目前...
随着油田开发进入中后期,由于受地层应力、固井质量、化学腐蚀、修井质量、工艺措施等诸多方面的影响,套管极易出现扭曲、变形、错断、漏点裂缝等问题,进而会导致油井停产或报废。为降低投资成本,使套管损坏油井恢复生产,各个油田均开展技术攻关,目前掌握了一些处理套管修复技术,比如套管机械整形、爆炸整形、液压整形、衬管加固、套管加固、化学封堵、波纹管补贴、液压衬管补贴等。根据不同的施工井况,可以选用不同的工艺措施,但其应用效果良莠不齐。近年来,锦州工程技术处对套管修复技术做了大量研究,本文重点介绍锦45-观20井套管加固技术的应用案例。
施工井工况及方案
该油井基本数据为:完钻井深:1074.00米;完井日期:2000年07月10日;目前人工井底:1022.88米;水泥返高:地面;套管规范:Ф177.8*1070.08米;固井质量:合格;油补距:4.47米;套补距:4.79米;套变:992.0米;采油井段:979.80~1017.40米;油层:于1;23.4/5。
该井自2000年10月投产于楼油层979.8—1017.4米,一直生产至今。2004年11月热采时,热采打印套变992.0米(Фmin=118mm)。该井将被蒸汽区生产井锦45-23-270替换,按蒸汽驱方案要求,通过大修对该井目前生产井段中992.0米处进行套变处理,然后挤灰封固,钻至人工井底,将该井作为井温观察井。
作业要求为:对979.8米以上井筒试压,试压17Mpa,30min,ΔP≤0.5Mpa为合格;下Ф154mm铅印打印,证实套变准确位置和程度,并对套变进行修复;下Ф118mm通井规通井,冲砂通井至人工井底*1022.88米;挤水泥封堵生产井段979.80—1017.40米;钻灰塞至1022.88米,并刮削;试压17Mpa,30min,ΔP≤0.5 Mpa为合格。
施工过程
该井于2007年9月12日搬上,起出井内管杆,下Ф154mm通井规通井至990.36米,未遇阻起出。下Ф154mm铅印打印至991.37米阻,起出后发现套管缩径至Ф140mm。下Y211-152封隔器至990.36米试压,泵压15Mpa,稳压30min,压降0.2Mpa合格。下Ф118mm复式铣椎到991.37米阻,加压5KN进行磨铣,磨铣进尺11.32米,至1002.69米,停钻下探至1022.88米,修套合格。挤水泥,下Ф73mm加厚油管至983.24米,用密度为3.15 g/cm3的LH-2型超细水泥39.8T配成比重为1.75g/cm3的灰浆19.35m3正向挤入井内,泵车压力为20.0Mpa,上提Ф73mm加厚油管50米反洗至出口返出清水,将井内Ф73mm加厚油管全部起出座井口,候凝48小时。下入Φ118mm磨鞋磨铣,下至948.36m处遇阻。磨铣前对灰面以上井筒进行试压15 Mpa,稳压30min,压降为0.1 Mpa,合格。磨铣进尺74.52m,至1022.88m。起出磨铣管柱。井口试压,泵车打压15Mpa,稳压30min,压降为9 Mpa,不合格。经甲方同意决定重新挤灰。挤水泥下入Ф73mm加厚油管至947.63m,将密度为3.15g/cm3的LH-2型超细水泥18.4T配成比重为1.75 g/cm3的灰浆8.50m3正向挤入井内,泵车压力为20.0Mpa,上提Ф73mm加厚油管50米反洗至出口返出清水,将井内加厚油管全部起出座井口,候凝48小时。下入Φ118mm磨鞋探灰面、磨铣,下至946.34m处遇阻,磨铣前对灰面以上井筒进行试压15Mpa,稳压30min,压降为0.1Mpa,合格。磨铣进尺76.54m,至1022.88m。起出磨铣管柱。井口试压,泵车打压15Mpa,稳压30min,压降为6Mpa,不合格。经甲方同意决定下套管固井。
下入Φ140mm复式铣椎进行扩套,下至946.34m处遇阻,加压3KN,泵车排量为300L/min,出口返灰浆和水,转盘转速80r/min,进尺76.02m,至1022.90m。起出井内钻柱,下入Φ140mm刮管器进行刮削,刮削至1022.36m阻,合格。
下小套管、固井,钻具组合:下入引鞋1个+双级阻流环1个+碰压座1个+Φ127mm套管10根+碰压凡尔一个+倒扣接头1个+Φ73mm正扣钻杆,下至1022.88米处充分洗井,因为套管加固长度100.12米,灰浆量1.2*(3.14*0.162*100.12/4)-(3.1 4*0.1 1 2*1 0 0.1 2/4)=1.2*1.06=1.27 m3,按照要求正向挤入密度为1.8 g/cm3的灰浆1.27m3,钻杆内投入小碰压凡尔,向井内泵入清水,当小碰压凡尔接触到大碰压凡尔时,泵压明显升高,当压力达到16 Mpa时,剪断大碰压凡尔销钉,当大小碰压凡尔达到底部碰压座时,压力再次升高停泵,钻具加压20 KN,正转管柱,倒扣起出井内Φ73mm正扣钻杆+倒扣接头1个,底为114mm反扣。关井候凝48小时。试压,泵车打压17 Mpa,稳压30min,压降为0.3Mpa,合格。通井,下入Φ100mm通井规1个×0.65m,通井至1022.12m处遇阻,合格,起出通井管柱完井。
针对性措施
虽然该井完井情况满足施工要求,但存在问题较多。一是该井上部没有采用悬挂及密封装置,存在漏失隐患,有可能影响井下各种参数录取。二是完井套管顶部没有引鞋倒角,为今后各种工艺施工带来不便。三是泥浆用量选择较少,虽然减少了反洗井的工序,但固井质量一定存在问题,如果试压试不住,必将会造成更加复杂的施工工序,比如重新挤灰浆,钻塞等,并且效果不及一次成功效果好,拿此次施工为例,压降产生主要在固井效果上,这是问题的所在。四是加固套管不应采用外接箍现象,虽然接箍外径尺寸缩小到Ф135mm,一旦发生问题将无法弥补。目前较多情况下采用无接箍式内螺纹结构,既安全可靠,又减少了出现问题的几率。五是采用倒扣方式脱离底部套管方式比较陈旧,如果底部尾管较少,丝扣上紧程度不同,必将导致倒不开问题,一旦灰浆凝固,必将造成卡死井内钻具、油井报废等后果。这些问题的出现,反映了技术工艺措施上存在一些问题及漏洞。
此类施工未能弥补以上出现的问题,主要采取以下措施:一是在套管上部采用顶部套管液压丢手悬挂密封装置,较好的解决了以上各类问题;二是泥浆用量应选择2倍的系数,避免出现固井质量方面中的一些问题,虽然增加了反洗井工序,但安全可靠,杜绝了重复的无用工序,增大了处理此类问题的成功几率。三是应采用41/2BCSG套管内螺纹无接箍式套管,不但可以减少安全隐患的发生,并且可以减少修套工作量。目前国内最新研制的WSP—1T套管内螺纹无接箍式套管专用套管,不但承载能力高,并且承压能力强,主要用于高压油井、超深井、高压气井、水平井、热采井、大位移井等,在套管加固技术中使用,能较好的满足施工要求。以上内容仅供修井作业技术人员参考。