液壓式套管扶正器在側(cè)鉆水平井中的應(yīng)用

尹方雷 白冬青 龔建凱 徐肇國 于子涵 夏進(jìn)軍

（1.中國石油長城鉆探工程技術(shù)研究院，遼寧盤錦 124010；2.中國石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院，北京 102249；3.中國石油遼河油田金馬油田公司，遼寧盤錦 124010）

側(cè)鉆水平井是在側(cè)鉆井、水平井基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新型的石油開采技術(shù)，為老油區(qū)挖潛增效提供了一條十分有效的途徑，近幾年已成為國內(nèi)各油田關(guān)停井復(fù)產(chǎn)及油藏挖潛、提高油氣采收率的成熟的重要技術(shù)手段之一［1］。截至2010 年底，遼河油田已累計(jì)實(shí)施側(cè)鉆水平井3000 多口，為遼河油田原油增產(chǎn)做出了巨大貢獻(xiàn)。

常規(guī)側(cè)鉆水平井完井管柱的扶正器通常使用彈簧片式或剛性式。彈簧片式在過窗口及下入過程中非常容易損壞；而剛性扶正器在“糖葫蘆”、“大肚子”井段或擴(kuò)孔井段，由于井徑增大而扶正器直徑相對(duì)偏小，不能很好地起到居中作用［2］。雖然技術(shù)人員已經(jīng)采用如增加彈簧片高度、改變彈簧片的截面形狀、調(diào)整彈簧片熱處理的機(jī)械性能以及改用雙弓式結(jié)構(gòu)等方法［3-5］，但都不能有效解決造斜段及水平段的套管居中問題。為此，研制了液壓式套管扶正器，隨完井管柱一同下入井中，能夠有效解決套管不居中問題，極大地提高固井質(zhì)量［6］，延長側(cè)鉆水平井的壽命。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)

液壓式套管扶正器主要由中心管活塞、缸套、O型密封圈、剪銷、鎖緊環(huán)、錐體和分瓣扶正接頭等組成，結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 液壓式套管扶正器結(jié)構(gòu)

1.2 工作原理

液壓式套管扶正器隨套管下到預(yù)定深度后，利用液壓式尾管懸掛器憋壓坐掛工序來啟動(dòng)，由缸套推動(dòng)錐體使分瓣扶正接頭脹開，抵住井壁四周，實(shí)現(xiàn)套管居中。

2 主要技術(shù)參數(shù)與性能特點(diǎn)

2.1 主要技術(shù)參數(shù)

?117.8 mm、?139.7 mm 套管內(nèi)使用的液壓式套管扶正器技術(shù)參數(shù)見表1，2 種扶正器的連接扣型均為API 長圓扣/偏梯扣。

表1 液壓式套管扶正器技術(shù)參數(shù)

2.2 性能特點(diǎn)

（1）能夠產(chǎn)生強(qiáng)大的套管扶正力，可達(dá)到常規(guī)套管扶正器扶正力的10 倍甚至20 倍。

（2）受井徑影響小，在“糖葫蘆”、“大肚子”及擴(kuò)孔井段均能起到較好的扶正作用。

（3）預(yù)定的啟動(dòng)壓力可根據(jù)需要在8～16 MPa 之間調(diào)整。

（4）具備較高的復(fù)位力，能夠保證良好的居中效果。

3 試驗(yàn)與應(yīng)用情況

3.1 室內(nèi)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

液壓式套管扶正器研制成功后，在廠內(nèi)進(jìn)行了試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，其密封性、脹開直徑、抗拉強(qiáng)度、扶正力等參數(shù)均達(dá)到并超過了設(shè)計(jì)水平，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求（圖2）。

圖2 液壓式套管扶正器扶正接頭

2011 年，液壓式套管扶正器在遼河油田高3-7-8CH 井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。下入的完井管串為：浮鞋式旋流管+套管+浮箍+套管+球座式碰壓座+套管組合+液壓式套管扶正器+套管組合+尾管懸掛器總成+送入鉆具。根據(jù)井眼情況，液壓式套管扶正器與完井套管的組合分布為：在直井段每3 根套管下1 個(gè)扶正器，造斜段每2 根套管下1 個(gè)扶正器，擴(kuò)孔點(diǎn)以下直到水平段結(jié)束每根套管下1個(gè)扶正器。懸掛器下面的2 根套管連續(xù)下2 個(gè)彈性套管扶正器或剛性扶正器；造斜段開始根據(jù)井斜角等情況相應(yīng)下入剛性扶正器。

電測(cè)結(jié)果表明，高3-7-8CH 井水泥環(huán)厚度均勻，固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)。高3-7-8CH 井完井投產(chǎn)至今，生產(chǎn)狀況良好，未發(fā)生出水、出砂等問題。

試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用液壓式套管扶正器完井的側(cè)鉆水平井較應(yīng)用常規(guī)扶正器完井的側(cè)鉆水平井的固井質(zhì)量有了極大的提高。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

截至2012 年上半年，液壓式套管扶正器在遼河油田和冀東油田的側(cè)鉆水平井現(xiàn)場(chǎng)共應(yīng)用9 井次。施工完成后的測(cè)井曲線表明，9 口井全井段固井質(zhì)量均為優(yōu)良，且至今生產(chǎn)情況良好，無任何出水、出砂等影響側(cè)鉆水平井壽命的問題出現(xiàn)。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，側(cè)鉆水平井特制液壓式套管扶正器操作簡單，安全可靠，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用性強(qiáng)，能夠有效克服常規(guī)扶正器居中作用不強(qiáng)的弱點(diǎn)，極大地提高側(cè)鉆水平井完井管柱居中程度，進(jìn)而提高固井質(zhì)量，從而延長側(cè)鉆水平井的生產(chǎn)壽命，提高單井產(chǎn)量和效益。隨著側(cè)鉆水平井技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，液壓式套管扶正器完井工藝技術(shù)將具有廣闊的應(yīng)用 前景。

［1］ 劉乃震，王廷瑞，丁文正，等.油氣井側(cè)鉆技術(shù)研究與應(yīng)用［J］.特種油氣藏，2008，15（5）：97-100.

［2］ 徐鑫，魏新芳，王書峰.水平井固井液壓扶正器的研究與應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2012，34（2）：102-103.

［3］ 劉景伊，周全興，劉貴芝.鉆井工具使用手冊(cè)［M］.北京：科學(xué)出版社，1990.

［4］ 李克向.鉆井手冊(cè)（甲方）上冊(cè)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1990.

［5］ 李克向.實(shí)用完井工程［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2002.

［6］ 徐榮強(qiáng)，邢洪憲，張仁勇，等.渤海灣邊際油田水平井鉆完井技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2008，30（2）：53-56.

［7］ 張宏軍.勝利油田開窗側(cè)鉆井完井固井工藝技術(shù)的改進(jìn)與發(fā)展［J］.鉆采工藝，2009，32（3）：103-105.

［8］ 馬小龍，樂振好，王興武，等.文13-側(cè)305 井深部開窗側(cè)鉆井固井技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2012，34（2）：45-47.

［9］ 張吉江，張?chǎng)危坦饨埽?油管完井在QHD32-6-A 平臺(tái)的成功應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2010，32（5）：32-34.