水平井修井技術探索

劉德利

（遼河油田興隆臺工程技術處，遼寧 盤錦 124010）

水平井鉆井技術，是油氣田高效開發的一項重要技術，起源于上個世紀的三十年，是當今石油工業最重要的關鍵技術之一。發展于八十年代，特別是在八十年代后期，隨著鉆井技術水平的不斷提高，和油氣田開采進入后期，為了提高單井產量，降低開發生產成本，水平井的應用越來越廣泛。水平井技術更加廣泛的用于，開發各種油氣藏，我國早在六十年代，全球每年鉆各類水平井在2000口以上。我國在四川碳酸鹽巖中，但限于當時的技術水平，嘗試打成了磨，未取得應有的效益，3井和巴24井兩口水平井。到1988年，石油水平井發展迅速，開發技術又重新興起。近年來，中主要以遼河、塔里木、翼東為代表，截止2007，累計水平井387口，累計原油生產能力125.5×104T。目前，水平井開井數、日產油和當年產油分別占總量的2%、14.2%和10%。西南油氣田水平井，工藝發展相對較緩。

1 水平井修井現狀

1.1 難點

水平段，斜井段管柱貼近井壁低邊，加之流體流動方向，受鐘擺力和磨擦力影響，與重力方向不一致和接單根，作業管柱容易被卡。小井眼水平井修井難度大，井內臟物如砂粒等容易形成砂床，風險大。與直井相比，水平井因為井身結構的特殊性，水平井修井難度大，受井眼軌跡限制，工程風險大。直井常規井下工具，斜井段，管柱難以滿足水平井修井要求。水平井摩阻大，水平段常規可退式打撈工具，不能正常工作，拉力、扭矩和鉆壓傳遞損失大，遇卡不易退出落魚。解卡打撈困難。打撈作業，魚頭引入和修整困難。套、磨、鉆工藝難度大，套管保護難度大。套管磨損問題突出，倒扣作業中和點掌握不準。設計的修井液，還要減少漏失保護油氣層。這對低壓中和特別是異常低壓井，除了保證減少鉆具摩阻和具有較好的攜砂能力，防漏及油氣層保護問題難度大。

1.2 工藝技術現狀

針對水平井的特殊性，如打撈工具、防掉鉛模、磨、鉆、銑工具以及鋼球扶正器、防砂管撈矛、液壓式安全接頭、滾子扶正器、撓性接頭、萬向節、液壓增力器輔助工具等，基本能滿足水平井修井需要。由于水平井井身結構的特殊性，各油田設計了相應的水平井修井工具，解卡打撈工具、檢測工具、磨、鉆、銑工具，起得出,通常需要特殊設計加工以及其他輔助工具等必須滿足井眼軌跡要求，才能滿足修井要求。下得去，斜井段水平段修井管柱要求，或無節箍油管，油管柱采用節箍倒角的油管，鉆桿采用18°斜坡鉆桿。

1.3 水平井解卡工藝

液壓增力器，地面設備提升力的不足，不僅可以補償鉆具，同時實現了大井斜段、抗拉強度，水平段解卡力的傳遞問題，管柱結構和震擊法管柱結構相似，實現解卡目的。適用于管柱掉井后，只是打撈工具采用可倒扣打撈工具。上述方法無法解卡的,可利用震擊配合倒扣進行解卡，砂卡或小件落物造成的管柱阻卡后的解卡。

2 水平井修井工藝

2.1 落物打撈技術

針對水平井自身結構的復雜性和特點，研制了打撈工具。水平井小件落物液壓打撈器，該“檢測裝置”，解決了落物的形狀印證，對于套管破損等比較難的問題。主要用于水平段打撈，小件落物，如鉗牙、銅球、碎鐵塊等。在水平井的水平段，水平井套管破損檢測裝置。井壁既是井底，井底又是井壁。因此，水平井徑向，鉆柱軸向降摩阻扶正裝置研制，應用平均降低上提摩擦阻力43.2%，及配套工藝技術該扶正器的，在水平井段使用效果很好。將泄壓閥打開，致使油套暢通，提高鉆柱加壓力41.2%，減少反轉圈數55%，起出被撈物體。由于其采用液壓方式，同時該工具還將強磁打撈器，打撈杯以及碎物打撈器的功能，水平井井下增力裝置，集于一身。研制及配套工藝技術水平井，將爪牙推出腔體并將小件物體包裹起來，井下增力裝置的原理。

2.2 井筒清理技術

應用實例，該井2009年4月為完成測試下，冷42-H4C井筒清理。154MM通井規至814M遇阻，熱水洗井，下下筆尖至814M氣洗，填砂1立方,回探砂面在814.14M以下，填砂管至752.22M，注水泥，上提管柱至732.96M，凝固后 實探水泥面為763.45M，填砂1.4立方，試壓不合格。實探砂面為779.54M，注水泥，凝固后實探水泥面深度780.96M。水平井井筒清理技術，水平井錯斷套管大修關鍵技術，就是對該井筒的疑難落物進行磨、套銑配套工藝技術，包括水平段錯斷套管取出，試壓合格，提出注水泥管柱完井。利用魚頂側鉆二次下套管完井兩部分，下管柱鉆灰塞遇卡，而灰塞上面有不明落物，該井灰塞所在位置在拐點處，下魚尾刮刀無進尺，如果需要反循環沖砂，只能選用套銑解卡后磨掉灰塞,效果很好。將沖砂換向封隔器連接在油管上，根據施工設計，下入井內。下入足夠數量的無接箍油管，用油管矛將井內油管串吊起。油管下至井底輕探砂面核實砂面位置后，上部連接普通油管。根據沖砂進尺，提出3～4個單根。事先組裝足夠數量的專用沖砂單根，計算所需油管和短節長度，確保每一根油管下部的密封換向短節連接可靠。準備短節，安裝沖砂自封，連接好地面流程。循環洗井后，將專用沖砂單根連接下人，套下襯管，進行正常沖砂即可。

2.3 連續沖砂技術

水平井連續沖砂地面流程，為泵車供液，由除砂收油車和罐車，泵車泵出的高壓沖砂液，套管內自動換向連續沖砂襞置，通過高壓管線從沖砂自封進入井筒。套管內自動換向連續沖砂裝置，沖完一根單根后，由機械液壓密封換向短節，雙補償沖砂自封和村管總成三部分組成。接完單根后，井口接單根的同時進行不停泵洗井。上部密封換向短節進入襯管后，經正循環或者反循環沖砂后，重復上述動作。從與井口四通連接的返液管線中，泥砂從排砂口排出，進入除砂收油車的多級除砂裝置，較輕的原油留在罐體的上部，液體通過溢流管進入大罐，下部的清水循環使用。水平井連續沖砂工作原理，向上的液流通道被自封膠芯阻斷，沖砂液從沖砂自封側向，向下的液流通道被密封總成阻斷，進入油管和襯管之間的環形空間后，推動閥芯向上移動。沖砂自封安裝在井口，液流只能通過換向閥外管側孔進入換向閥內部，村管通過襯管掛懸掛在井筒最上部的套管內。此時，換向閥內管的側孔被打開，密封換向短節連接在沖砂管下部，液流通過換向閥內管進入油管內部，進行正沖砂。

2.4 技術發展

水平井打撈工藝技術的研究和完善。分支水平井技術修井的研究，它的技術研究也是刻不容緩的。水平井修井修井工藝操作規程制定。分支水平井是水平井技術的延伸，水平井由于水平段長，井斜大、摩阻大，是油田增儲上產的有效手段。因此，水平井專用打撈工具的研制與應用，對各種下井工具和鉆具要求較高。水平井打撈的難點之一是人魚困難和旋轉退出困難。

結論

水平井修井技術是依靠直井修井技術發展起來的，是未來井下作業技術中重中之重，一種新型的井下作業技術。水平井修井處于初級階段，水平井作業技術滯后于鉆井技術，施工周期長，堵水工藝技術，水平井找水處于開發階段，工藝難度大，措施一次成功率低。小井眼水平井修井難度特別大，水平井欠平衡修井技術有待開發。

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