免钻塞注水泥装置在八面河油田的应用

江汉石油职工大学学报　２０１２年０７月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｈａｎ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｔａｆｆ　ａｎｄ　Ｗｏｒｋｅｒｓ　第２５卷第４期　免钻塞注水泥装置在八面河油田的应用　吴庆舫，王海峰，陈促景　（中国石化胜利油田分公司清河采油厂，山东寿光２６２７１４）　［摘要］免钻塞注水泥装置是水平井水平段下防砂管柱并对防砂管柱以上套管进行注水泥固井的专用工具，由分　级注水泥器改进而来，具有结构简单、性能可靠、作业方便、施工周期短、固井完毕无需钻磨的优点。免钻塞注水泥装　置在八面河油田的应用，收到了很好的效果。　［关键词］　免钻塞；应用；水平井；保护套管　［中图分类号］ＴＥ２５６　［文献标识码］　Ａ［文章编号］　１００９—３Ｏ１Ｘ（２Ｏ１２）ｏ４一Ｏ０３４一ｏ３　随着油田开发的不断深入，挖潜增效的措施也在更　进一步改进提高。为了开发薄油层，水平井、大斜度井　等特殊工艺井越来越多，各种方式的完井也应运而生。　水平井水平段下防砂管柱的完井方式如今已得到广泛　应用。分级注水泥器是下防砂管柱的配套件，加在防砂　该装置孔呈关闭状，管串下到位后，在水力作用下，装置　孔被打开，循环通道建立，可以正常循环钻井液，实施固　井。打开装置循环通道是采用免钻塞注水泥装置进行固　井的第一道工序。　２）悬挂：密封、碰压胶塞、盲板附件的附着装置。　３）密封：保证液体不窜位、回流。　４）碰压胶塞：固井时水泥胶塞坐于此处，形成碰压，　关闭循环孔，完成固井施工。　５）打捞机构：由与悬挂机构上端相匹配的打捞构件，　用于固井完成后打捞免钻塞附件。　１．２主要技术参数　１）两端丝扣：７”偏梯扣　２）最多外径：　２１４　３）最小通径：　１５６　管柱的上端，随管柱一起入井，主要作用是隔断防砂管　内外通道，固井时阻止水泥浆进人防砂管柱内和管柱　外，保证管外不被固住，管内无水泥，保持畅通。分级注　水泥器不足之处是采油作业前，要下钻头钻磨掉分级注　水泥器附件（胶塞、滑套和盲板），打通管柱内道。在钻　磨过程中，不仅容易损伤套管，且作业耗时长，若靠近管　壁上缘的附件打磨不干净，则采油作业：１＿：具过不去，无　法进行作业。分级注水泥器的这些缺点，制约了其自身　价值，不能很好地达到生产作业要求。针对这些不足，　更具实用价值的免钻塞注水泥装置便应运而生，应用于　实际生产中，效果很好。　４）工作密封压力：２５ＭＰａ　５）裸眼封座封压力：８ＭＰａ￣９ＭＰａ　６）打开注水泥孔压力：ｌ１ＭＰａ～１６ＭＰａ　１免钻塞注水泥装置简介　免钻塞注水泥装置由分级注水泥器改进而来，是水　平井水平段下防砂管柱后对防砂管柱以上套管进行注　７）关闭注水孔滑套力：２Ｏ吨　８）打捞免钻塞内部件解卡力：（２０吨　９）长度：￣５６００ｍｍ　水泥固井的专用工具。免钻塞注水泥装置必须与裸眼　封、防砂管、底部服务器配套使用。免钻塞注水泥装置具　有结构简单，性能可靠，作业方便，施工周期短的优点，与　原分级注水器相比，作业后不须钻胶塞、关闭塞、盲板，是　一２免钻塞注水泥装置应用工艺流程　免钻塞注水泥装置在使用过程中是随套管串下入　到井内指定井段．使用免钻塞注水泥装置进行水平井段　的固井工艺流程如下：　】）人井管串顺序（从下到上）：底部服务器＋盲管短　节＋防砂管＋盲管＋免钻塞注水泥装置（包括裸眼封）＋　套管柱，下至设计深度。　２）用水泥车正打压（０．５～９）ＭＰａ，各稳压５分钟，裸　种新型水平裸眼井注水泥装置。　１．１　免钻塞注水泥装置结构　免钻塞注水泥装置主要由：注水泥开关、悬挂、密封、　碰压胶塞、打捞机构等部分组成，各部分的作用如下：　１）注水泥开关：免钻塞注水泥装嚣随套管串入井时．　［收稿日期］２（）ｌ２一Ｏ４—２５　［第一作者简介］吴庆舫（１９６￣；一｝．男，工程师．１９８８年毕业于重庆石油学校钻井专业．现在清河采油厂钻井项目部从事管理工作　吴庆舫等．免钻塞注水泥装置在八面河油田的应用　眼封座封。　３５　高。因此，在钻井过程中，要充分考虑固井作业对井眼质　量的要求，保证配置钻具组合。　３．１　井眼准备　面１３８一平６井设计靶前位移２７３．６８ｍ，定向造斜　３）继续打压（９～１１）ＭＰａ，稳压３分钟，关闭裸眼封　座封通道。　４）继续打压（１２￣１６）ＭＰａ，压力突然下降，打开注水　泥孔，建立注水泥循环通道。　率２０。／１００ｍ，以８８．８３。井斜角穿越水平段。为了下油层　套管时套管串能顺利人井，下到设计要求井深，在井眼形　成过程中做了充分的准备工作。　１）优化钻具组合。选用了外径为Ｏ１８５ｍｍ弯度为　５）正洗井循环泥浆一周，待循环压力正常为止。　６）装井口。　７）在套管内下注水泥管柱（钻杆），管柱末端带冲洗　打捞工具　８）当管柱下到距离免钻塞注水泥装置１ｍ～２ｍ时，　装注水泥井口。　９）开反洗井闸门，控制泥浆出口闸门，正循环泥浆待　反洗井出口见泥浆后，关反洗井闸门，开泥浆出口闸门，　正循环泥浆一周后正注水泥。　１０）注水泥完后，打顶替液（计算顶替液至注水泥口）。　１１）当顶替液快打完时，边顶替边慢慢下放管柱，遇　阻后，停打顶替液。　１２）下放管柱，加压２Ｏ吨。此时注水泥孔关闭。同　时，免钻塞内管柱部件被捞住。　１３）开套管，大排量反洗井，将管内剩余水泥，全部　洗出地面。　１４）关套管．试压１０Ｍｐａ，稳压３分钟。　１５）如不漏，则上提管柱，超悬重２Ｏ吨．将注水泥管　柱提到直井段侯凝．侯凝后将管柱全部提出地面，带出　免钻塞内管柱部件。（为保险起见，试压合格时，不动管　柱，憋压９Ｍｐａ，侯凝１小时，起出注水泥管柱到直井段　侯凝）。　１６）如试压注水泥孔未关闭，则一直反洗井，使之套　管内外压力平衡后，出口未见水泥，关紧憋压９Ｍｐａ，侯　凝，三小时后，起出注水泥管柱。　３免钻塞注水泥装置在固井工程中的应用　免钻塞注水泥装置在八面河油田已试用了两口井．　均取得了很好的效果。下面就该装置在面】３８一平１６　井应用情况作简要介绍。　面１３８一平１６是布置在渤海湾盆地济阳坳陷东营凹　陷八面河１３８区腰部的一口水平井，开采沙四段２砂组１　小层（３）号薄油层，油层厚度２．０ｍ，设计井深】４２６．０ｍ．完　钻井深１４８３．００ｍ。设计水平段为１２２９．７５ｍ～１４２６．００ｍ．　水平段长１９６．２５ｍ，实钻水平段为ｌ２１７．６１ｎ１～１４８３．００ｍ．　水平段长２６５．３９ｍ。　采用免钻褒注水泥装置吲外时．刈　ｊ｛＿眼质鞋要求较　１．５。的单弯螺杆加高效能ＰＤＣ钻头钻井。钻具组合：　￣ｐ２４１．３ｍｍＰＤＣ钻头＋ｅｐ１８５ｍｍ１．５。单弯螺杆＋￣１２７ｍｍ　加重钻杆＋ｅ９１２７ｍｍ钻杆。这种钻具组合具有柔韧性　好、造斜率高、钻速快的特点。该钻具组合与井壁接触为　点接触，减少了钻具与井壁的接触面，减轻了钻具在转动　以及上下移动时的摩擦力，降低了钻具的扭矩和井壁对　钻具的托压，保证了钻进顺利和井下安全。　２）优化井眼轨迹，精细轨迹控制。实钻过程中，根据　设计剖面，调整留够靶前位移量，在人靶前尽量做到轨迹　圆滑，狗腿角小。采用先进的无线随钻测斜仪，适时对井　眼轨迹进行监控，确保井眼轨迹与设计相符合，用ＬＷＤ　跟踪油层，保证水平段在油层中穿行。　３）钻井液采用聚合物聚合醇防塌润滑体系。进入大　斜度（井斜４Ｏ。以上）井段后加人聚合醇防塌润滑剂，确保　井壁稳定，减小摩擦阻力。　４）采用大排量钻进．净化井眼。钻进排量一般保持　在每秒３４升至３６升范围内，提高钻井液对井底的冲刷　力量和在环空中的上返速度，保证钻井液能将钻屑充分　携带出井筒，起到净化井眼作用。进斜度井段，坚持　每钻进２００米进行一次短起下钻，拉划井壁，破坏岩屑　床，保证井眼光滑畅通。　３．２管串人井　井眼钻成后，通过水平测井，比较Ｉ．ＷＤ曲线，确定　筛管下人井段。根据筛管位置，再确定管串结构和下入　井深。该井筛管位置要求在１４００．００ｍ～１４６９．００ｍ，实　际下人井段：１４０６．６９ｍ～】４６９．４５ｍ。人井的管串结构：　套管串＋免钻塞注水泥装置（１３７４．５９ｍ～１３８０．８４ｍ）＋　套管一根＋筛管（１４０６．６９ｍ～１４２０．７７ｍ）＋热力补偿器　（１４２０．７７ｍ～ｌ４３１．５５ｍ）＋筛管（１４３１．５５ｍ～１４６９．４５ｍ）　＋酸洗阀（１４６９．４５ｍ～１４７３．００ｍ）。免钻塞注水泥装置　调整在泥质较发育的井段，目的是为了管外封隔器更好　地坐封，有效地阻隔管外通道　管串入井过程中，每下　ｌ０根套管灌钻井液一次．下放速度控制在０．４６ｍ／ｓ，丝　扣按标准抓　＿Ｉ　紧。整个管串人井顺利．管串结构和下　３６　江汉石油职工大学学报　深符合设计要求。　３．３　固并施工　３．５使用免钻塞注水泥装置固井注意事项　在使用免钻塞注水泥装置进行固井作业时，应注意　以下事项：　管串按设计要求安全下入井后，便开始固井施工。　首先坐封管外封隔器，用水泥车向套管内打压，在　５ＭＰａ、９ＭＰａ各稳压５分钟，再打压至１１ＭＰａ，稳压３　分钟，使管外封隔器彻底坐封。继续向套管内打压，当　压力升至１６ＭＰａ时，啪的一声，锁销被剪断，压力突然　１）免钻塞注水泥装置在地面组装试压合格后，方能　拉到现场使用。　２）装置串入套管柱时，应按标准扭矩上紧丝扣。　３）下井操作应平稳，下放速度控制在０．４６ｍ／ｓ左右。　４）每下入１Ｏ根套管后，将管内灌满泥浆。　５）裸眼封座封时，要小排量，压力缓慢上升，至　５ＭＰａ、９ＭＰａ时，各稳压５分钟，上升到９ＭＰａ～１１ＭＰａ　时关闭座封孔；继续缓慢升压至１２ＭＰａ￣６ＭＰａ时，打开　注水泥孔。　下降，循环通道被打通，改由大泵循环泥浆。大泵循环　正常后（循环一周左右），开始向井内注水泥浆固井。该　井使用的是临朐Ｇ级水泥，共注入水泥浆４５ｍ。，水泥　浆密度最低１．７２ｇ／ｃｍ。，最高１．９６ｇ／ｃｍ　，平均１．９２ｇ／　ａｍ。。水泥浆注完，用水泥车将胶塞压入套管内，再用　大泵以钻井液顶替水泥浆，预留２ｍ。顶替量，改用水泥　车顶替，将胶塞顶碰在胶塞座上，此时，水泥浆全部被顶　至管外环空，顶碰压力为２ＯＭＰａ，在压力作用下，滑套　下滑，关闭循环孔，堵死水泥浆回流通道，至此，固井施　工顺利结束。　３．４附件打捞　６）丈量好数据，配好管柱，注水泥管柱长度应短于免　钻塞的长度ｌｍ￣２ｍ。　７）下注水泥管柱时，中途可循环外管泥浆几次，以防　套管柱内的泥浆沉淀和泥饼坍塌。　８）反洗井时，必须将井内剩余水泥清洗干净，以出口　不见水泥为准。　候凝３小时，水泥浆已初凝，开始下打捞工具进行打　捞免钻塞附件。下人￣８８．９ｒａｍ小钻杆＋打捞矛，提前２　４结束语　免钻塞注水泥装置较多级注水泥器优势明显，但也　存在不足：①对井眼质量要求高。因其外径大且长，井眼　稍有不规则或狗腿角偏大，免钻塞注水泥装置人井就困　难；②打捞附件风险大。如果固井时，水泥浆没清干净或　关闭孔回流水泥浆，势必将附件固住，造成打捞失败。　根单杆开泵，冲洗至免钻塞上端，充分将附件上端冲洗干　净，校正指重表，记录悬重为２００ＫＮ，缓慢下放钻具，碰　到附件后，加压８ＯＫＮ，上提钻具，悬重增加，说明附件已　被捞到。上提至４００ＫＮ，没有能提动附件，下放钻具到　原悬重２００ＫＮ，再次上提钻具，提到６００ＫＮ，突然悬重减　少到２００ＫＮ，打捞免钻塞附件成功，筛管内上端被打通。　建议将免钻塞注水泥装置附件精密化，缩小其外径　起出钻具和附件，下封存井口，交井，至此，该井施工　全部顺利结束。　和长度，便于入井；打捞附件设置安全保险接头，一旦打　捞失败可以安全脱手。　Ｏｎ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　Ｐｌｕｇ－－Ｆｒｅｅ　Ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｂａｍｉａｎｈｅ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ　ＷＵ　Ｑｉｎｇ－ｆａｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｈａｉ—ｆｅｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｃｕ—ｊｉｎｇ　（Ｑｉｎｇｈｅ　Ｏｉｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｐｌａｎｔ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ，ＳＩＮＯＰＥＣ，Ｓｈｏｕｇｕａｎｇ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ，２６２７１４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｐｌｕｇ－－ｆｒｅｅ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｉｓ　ａ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｔｏｏｌ　ｕｓｅｄ　ｔＯ　ｔｒｉｐ　ｄｏｗｎ　ｓａｎｄ—ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｓｔｒｉｎｇｓ　ｉｎ　ｈｏｒ—　ｉｚｏｎｔａｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｗｅｌｌｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｄｕｃｔ　ｃａｓｉｎｇ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ａｂｏｖｅ　ｔｈｅ　ｓａｎｄ—ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｓｔｒｉｎｇｓ．Ｉｔ　ｉｍｐｒｏｖｅｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｔａｇｅ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｏｆ　ｓｉｍｐｌｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｅａｓｙ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｓｈｏｒｔ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ　ａｎｄ　ｎｏ　ｎｅｅｄ　ｆｏｒ　ｄｒｍ—ｇｒｉｎｄｉｎｇ　ａｆｔｅｒ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ．Ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｂａｍｉａｎｈｅ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ　ｈａｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｇｏｏｄ　ｅｆｆｅｃｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　Ｐｌｕｇ—Ｆｒｅｅ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　Ｗｅｌｌｓ；Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　Ｃａｓｉｎｇ　［责任编辑周显斌］