冷家油田水平井修井技術的應用和研究

摘 要:隨著水平井技術的推廣、應用井口數量的增加，水平井的修井技術日顯重要。文中從水平井自身特點分析，結合水平井修井經驗、研發配套工具的設計加工等，詳細介紹了冷家油田水平井修井工藝的現狀和應用技術后取得地效果，對今后如何提高水平井修井技術提供了很好的理論數據和研究方向。

關鍵詞:水平井 修井工藝 井筒清理

中圖分類號:T38文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(b)-0064-01

遼河油田自1992年在冷家油田鉆成第一口水平井以來，目前水平井總數已經超過800口，其中冷家油田就投產水平井83口，為遼河油田及冷家公司的增儲上產作出了重要貢獻。由于水平井受地層、注氣等因素的影響，部分水平井在3輪注氣周期后就會致使篩管出現不同程度的破損，造成水平井大修率占水平井總數的l0%，并且每年按2%的速度遞增。由于水平井井跟軌跡的特殊性、井身結構的復雜性、水平段完井管柱受力不平衡以及完井方式的先天性不足等影響，決定了水平井修井技術難度高、風險大。

1 水平井修井技術難點及特點

水平井的典型井身結構一般包括直井段、造斜段和水平段。水平井由于井斜大、水平段長，導致常規打撈、磨銑技術難以有效實施，主要體現在:(1)打撈工具入魚難。(2)地面扭矩、拉力傳遞損失大。(3)修井液攜砂難度大。(4)鉆具組合受軸向、徑向力和井眼曲率的影響，在套磨銑作業中易損壞斜井段套管問題等。

2 水平井修井難點技術工藝探討

根據近幾年水平井修井的不斷摸索，冷家油田逐漸形成了水平井連續沖砂技術，管柱打撈，水平井井筒清理，套篩管打通道下襯管四種類型修井技術，具體如下。

2.1 水平井落物打撈技術

針對水平井自身結構的復雜性和特點研制了以下幾種打撈工具。(1)水平井套管破損檢測裝置。在水平井的水平段，井壁既是井底，井底又是井壁;該“檢測裝置”解決了對于套管破損、落物的形狀印證是比較難的問題。(2)水平井小件落物液壓打撈器。主要用于水平段打撈小件落物，如銅球、鉗牙、碎鐵塊等。由于其采用液壓方式將爪牙推出腔體并將小件物體包裹起來，同時該工具還將打撈杯、強磁打撈器以及碎物打撈器的功能集于一身，因此在水平井段使用效果很好。(3)水平井鉆柱軸向、徑向降摩阻扶正裝置研制及配套工藝技術該扶正器的應用平均降低上提摩擦阻力43.2%，提高鉆柱加壓力41.2%;減少反轉圈數55%。(4)水平井井下增力裝置研制及配套工藝技術水平井井下增力裝置的原理:當水平井的井斜大于85°以上，采用了前期地面投球放入，彈簧固定的方式并設計出泄壓機構，在起鉆柱時，將泄壓閥打開，致使油套暢通，起出被撈物體。

2.2 水平井井筒清理技術

水平井井筒清理技術就是對該井筒的疑難落物進行磨、套銑配套工藝技術。應用實例:冷42-H4C井筒清理。該井2009年4月為完成測試，下∮154mm通井規至814m遇阻，下筆尖至814m氣洗，熱水洗井;下填砂管至752.22m，填砂1立方，回探砂面在814.14m以下，上提管柱至732.96m，注水泥，凝固后實探水泥面為763.45m，試壓不合格;填砂1.4立方，實探砂面為779.54m，注水泥，凝固后實探水泥面深度780.96m，試壓合格，提出注水泥管柱完井。下管柱鉆灰塞遇卡，該井灰塞所在位置在拐點處，而灰塞上面有不明落物，下魚尾刮刀無進尺，只能選用套銑解卡后磨掉灰塞，效果很好。

2.3 水平井套管打通道下襯管技術

該技術是在直井套管打通道技術下的延伸和發展，主要利用降摩阻接頭和特制銑錐的組合。該技術主要體現在鉆具科學合理組合、受力分析上。

2.4 水平井連續沖砂技術

(1)水平井連續沖砂地面流程:由除砂收油車和(或)罐車為泵車供液，泵車泵出的高壓沖砂液通過高壓管線從沖砂自封進入井筒，經正循環或者反循環沖砂(洗井)后，從與井口四通連接的返液管線中進入除砂收油車的多級除砂裝置，泥砂從排砂口排出，液體通過溢流管進入大罐，較輕的原油留在罐體的上部，下部的清水循環使用。

(2)套管內自動換向連續沖砂襞置:套管內自動換向連續沖砂裝置由機械液壓雙補償沖砂自封、密封換向短節和村管總成三部分組成。沖砂自封安裝在井口，密封換向短節連接在沖砂管下部，村管通過襯管掛懸掛在井筒最上部的套管內。

(3)水平井連續沖砂工作原理:沖砂液從沖砂自封側向進入油管和襯管之間的環形空間后，向上的液流通道被自封膠芯阻斷，向下的液流通道被密封總成阻斷，液流只能通過換向閥外管側孔進入換向閥內部，推動閥芯向上移動，此時，換向閥內管的側孔被打開，液流通過換向閥內管進入油管內部，進行正沖砂。沖完一根單根后，井口接單根的同時進行不停泵洗井。接完單根后，上部密封換向短節進入襯管后，重復上述動作。此時下部的密封換向短節由于沖砂液從上根油管的內部下行，推動閥芯向下運動，打開內管側孔的同時關閉外管側孔進行正沖砂。

(4)操作規程:根據施工設計，下入足夠數量的無接箍油管，上部連接普通油管;油管下至井底輕探砂面核實砂面位置后，提出3～4個單根;如果需要反循環沖砂，將沖砂換向封隔器連接在油管上，下入井內。用油管矛將井內油管串吊起。計算所需油管和短節長度，準備短節，套下襯管;安裝沖砂自封，連接好地面流程。根據沖砂進尺，事先組裝足夠數量的專用沖砂單根，確保每一根油管下部的密封換向短節連接可靠;循環洗井后，將專用沖砂單根連接下人，進行正常沖砂即可。

施工結束后，回收車載除砂收油裝置大罐內的原油，必要時用羅茨泵清洗大罐內的泥砂。將密封換向短節從油管上卸下，清洗、檢查、維修。檢查沖砂自封的密封膠芯，必要時更換。

2.5 水平井連續沖砂的技術特點

(1)對提高沖砂施工效果和施工效率、延長油井生產周期、增加原油產量有重要作用，還可進行沖砂收油。(2)沖砂過程中不停泵，可以有效避免因為接單根停泵而造成的砂卡管柱事故。(3)沖砂管上部不用接沖砂活動彎頭和高壓水龍帶，能夠降低工人的勞動強度，提高施工效率，同時有利于安全生產。(4)沖砂液自動換向，不需要任何控制，施工簡單。

3 結論和研究方向

3.1 結論

水平井修井技術是依靠直井修井技術發展起來的一種新型的井下作業技術，是未來井下作業技術中重中之重。

3.2 研究方向

(1)水平井打撈工藝技術的研究和完善。水平井由于井斜大、水平段長，摩阻大，因此對各種下井工具和鉆具要求較高。

(2)水平井專用打撈工具的研制與應用，水平井打撈的難點之一是人魚困難和旋轉退出困難。

(3)水平井修井修井工藝操作規程制定。

(4)分支水平井技術修井的研究，分支水平井是水平井技術的延伸，是油田增儲上產的有效手段。它的技術研究也是刻不容緩的。