南堡灘淺海單筒雙井完井配套技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用

（中國石油集團(tuán)海洋工程有限公司天津分公司 天津 300457）

因?yàn)楹Ｉ嫌吞镏饕驶訝罘植迹溆蛯虞^多、較薄，所以為了高效開采各個(gè)油層，就會(huì)鉆許多個(gè)熱采井，不過因平臺(tái)預(yù)留井槽的影響，要想增加井?dāng)?shù)就會(huì)非常的困難。而單筒雙井工藝把主井眼分成了兩個(gè)具有特定角度的分井眼，然后按照所設(shè)置的靶點(diǎn)坐標(biāo)實(shí)施二開鉆進(jìn)，分別向各自的方向鉆進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)單個(gè)槽口鉆2口井，此技術(shù)既有效解決了井?dāng)?shù)問題，又使得井眼間互不影響，具有良好的效果，對(duì)海上油田開發(fā)有著很大的幫助。不過單筒雙井技術(shù)在完井管柱以及小尺寸井眼充填上仍具有很大的困難和阻礙，必須根據(jù)這些問題，對(duì)其技術(shù)實(shí)施良好的優(yōu)化與改善，來滿足熱采的要求。

1.完井技術(shù)

(1)完井的井身設(shè)計(jì)

通常在熱采的時(shí)候，井眼會(huì)受熱應(yīng)力的影響而發(fā)生異常，不僅會(huì)破壞水泥環(huán)，而且還會(huì)使固井失敗，所以為有效避免上述情況發(fā)生，便對(duì)單筒雙井的井身展開了良好的調(diào)整，詳見圖1所示。首先，隔水導(dǎo)管φ762.0mm，在之前就已錘入，下深的高度是96.2m。其次，鉆φ660.4mm井眼在井下202.0m處，并在180.0m及202.0m處下入φ244.5mm的套管，其規(guī)格型號(hào)是：N80、69.95kg/m、BTC扣。再次，鉆φ215.9mm的井眼到著陸點(diǎn)，不過因兩個(gè)井眼的距離很近，所以熱應(yīng)力就使各個(gè)井之間產(chǎn)生了干擾，這時(shí)為有效解決干擾，并增強(qiáng)固井效果，便使用了φ241.3mm的擴(kuò)眼鉆頭實(shí)施擴(kuò)眼，隨后下入φ177.8mm的套管，深度在1747.0m與1883.0m，其規(guī)格型號(hào)為：P110H、43.18kg/m、BTC扣。最后，鉆φ152.4mm的井眼在1992.0m和2090.0m處，并下入φ101.6mm的篩管在1990.0m和2088.0m處。

圖1 單筒雙井井身結(jié)構(gòu)圖

(2)完井的工藝技術(shù)

在鉆完井的時(shí)候，其工藝主要有三個(gè)，分別為：表層鉆井工藝、定向井工藝和水平裸眼段鉆進(jìn)工藝。第一，表層鉆井工藝。其主要在φ762.0mm的隔水導(dǎo)管上實(shí)施作業(yè)的，因?yàn)榕赃叺你@井很多，所以在表層鉆進(jìn)時(shí)必須注意磕碰、傾斜等問題，要想有效防止上述情況發(fā)生，就必須使用該工藝：先借助φ444.5mm的鉆頭鉆到指定深度，并定向陀螺，隨后鉆到預(yù)先設(shè)計(jì)的深度，然后使用φ660.4mm的擴(kuò)眼器進(jìn)行擴(kuò)眼，并下入φ244.5mm的套管，最后運(yùn)用耐高溫水泥進(jìn)行固井，再返回到井口。第二，定向井工藝。使用此工藝主要為了解決磕碰與磁干擾等問題，但是由于兩井的距離較近，所以應(yīng)當(dāng)安全、迅速的造斜定向井，以防帶來嚴(yán)重的事故，通常會(huì)運(yùn)用如下的方法，首先，在造斜之前，對(duì)兩口井借助陀螺實(shí)施測斜，以完全清楚井眼的軌跡。其次，所選的兩口井的造斜點(diǎn)應(yīng)距離200m，并用陀螺進(jìn)行定向。再次，在防碰的時(shí)候，借助陀螺進(jìn)行測斜，以確保數(shù)據(jù)的可靠，并使用配套的陀螺及MWD兩種測斜儀器的鉆具組合。對(duì)于嚴(yán)重井段來說，應(yīng)運(yùn)用加密測斜，并提前造斜，以展開防碰。再次，對(duì)于上部井段來說，應(yīng)運(yùn)用牙輪鉆頭和馬達(dá)相結(jié)合的形式，以管控好造斜率，以免因造斜率太大，而影響接下來的工作；對(duì)于下部井段來說，應(yīng)運(yùn)用牙輪鉆頭、馬達(dá)和LWD隨鉆測井相結(jié)合的形式，并隨時(shí)調(diào)整鉆頭工具面。最后，增強(qiáng)套管水泥環(huán)的強(qiáng)度，其可先對(duì)φ215.9mm的井眼實(shí)施擴(kuò)眼工藝，并下入φ241.3mm的擴(kuò)眼器，當(dāng)擴(kuò)眼完畢，再下入φ177.8mm的套管實(shí)施全井段固井。第三，水平裸眼段鉆進(jìn)工藝。此工藝用于二開鉆到設(shè)計(jì)靶點(diǎn)之間，水平裸眼段鉆進(jìn)工藝運(yùn)用的是牙輪鉆頭和0.75°馬達(dá)定向鉆具，測井方式采用的是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向與LWD隨鉆測井，并依據(jù)地質(zhì)情況一邊鉆進(jìn)，一邊修改軌跡，既保證裸眼段充分鉆進(jìn)到油氣層，又保證熱采順利完成。

2.完井管柱設(shè)計(jì)

(1)熱應(yīng)力補(bǔ)償器

因?yàn)楹Ｉ嫌吞锏膸r石膠結(jié)非常松散，又含有大量的細(xì)砂和泥，所以非常容易出砂，因此在熱采的時(shí)候，就使用了裸眼水平井和礫石充填的方法，充分減少了細(xì)砂數(shù)量。同時(shí)防砂管柱和井眼都具有大量的礫石，為非自由的狀態(tài)，當(dāng)井底的溫度達(dá)到300℃的時(shí)候，其熱應(yīng)力會(huì)顯著大于篩管的屈服強(qiáng)度，從而很可能損壞防砂管柱，為避免熱應(yīng)力損壞防砂管柱，便應(yīng)用了熱應(yīng)力補(bǔ)償器，以減少管柱受熱的伸長量和軸向應(yīng)力，進(jìn)而避免防砂管柱發(fā)生形變。補(bǔ)償器的構(gòu)成部分非常多，主要為：中心管、耐高溫密封部件、安全銷釘、外管和接頭等等。其中，耐高溫高壓波紋管的密封部件是焊接在環(huán)上的，當(dāng)篩管受熱發(fā)生膨脹時(shí)，其熱應(yīng)力就會(huì)推動(dòng)外管，進(jìn)而產(chǎn)生位移，這時(shí)波紋管就會(huì)進(jìn)行壓縮，以發(fā)揮補(bǔ)償作用。

(2)充填轉(zhuǎn)向閥

一般單筒雙井的水平段會(huì)使用φ152.4mm的裸眼礫石來充填完井，不過在充填的時(shí)候，井口壓力會(huì)很大，所以需要計(jì)算礫石充填的排量，當(dāng)其排量為0.56m3/min時(shí)，其砂丘高比就是0.71，β波壓力就是8.56MPa，地層破裂壓力就是6.35MPa，α波壓力就是3.04MPa。由此可見，β波壓力顯著大于地層破裂壓力，為減小β波壓力，就必須在防砂管柱中加入轉(zhuǎn)向閥。當(dāng)防砂管柱到位以后，再開始實(shí)施礫石充填，這樣轉(zhuǎn)向閥和沖管密封短節(jié)就會(huì)呈閉合形式，此時(shí)的轉(zhuǎn)向閥前端壓力會(huì)低于后端壓力，攜砂液會(huì)向水平段的尾處流去，這就應(yīng)該對(duì)尾處進(jìn)行充填，當(dāng)充填慢慢靠近水平段的前端時(shí)，其底部就會(huì)充滿礫石，這樣攜砂液就能進(jìn)入篩管，使前端壓力高于后端，以打開轉(zhuǎn)向閥，完成裸眼礫石充填工作。

(3)完井管柱設(shè)計(jì)

一般單筒雙井的篩管膨脹量會(huì)是910mm，要是不減少其膨脹量，便會(huì)損傷防砂管柱，從而引發(fā)出砂情況，所以就應(yīng)參考熱應(yīng)力補(bǔ)償器的補(bǔ)償距離，結(jié)合水平段井底的溫度狀況，運(yùn)用兩套熱應(yīng)力補(bǔ)償器，第一套應(yīng)安裝篩管頂部在50-60m處，在第一套熱應(yīng)力補(bǔ)償器100m的地方安裝第二套熱應(yīng)力補(bǔ)償器。對(duì)于尺寸小、水平段長的裸眼礫石充填工段來說，其不僅工藝非常復(fù)雜，而且施工難度極大，所以就需要借助密封工具展開充填，依據(jù)α波與β波壓力的實(shí)際情況，應(yīng)調(diào)整充填轉(zhuǎn)向閥的位置，將其安在防砂管柱的中間，以增強(qiáng)充填效果。

3.應(yīng)用狀況

以南堡灘淺海單筒雙井中的其中一口井為例，該井先應(yīng)用φ444.5mm的鉆頭，鉆到145.0m處，再運(yùn)用陀螺定向鉆，鉆至344.0m，隨后換成φ660.4mm的擴(kuò)眼鉆頭，將其擴(kuò)眼到344.0m，然后下入φ244.5mm的表層套管于341.3m處，再運(yùn)用φ215.9mm的鉆頭，鉆到1229.0m起鉆，再應(yīng)用自然伽馬和深淺側(cè)向測井儀器進(jìn)行鉆進(jìn)到2032.0m，然后再換成φ241.3mm的擴(kuò)眼鉆頭，擴(kuò)眼到2032.0m，并下入φ177.8mm的套管到2029.0m處，最后使用φ152.4mm的鉆頭和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆，鉆到2305.0m處完鉆。借助膨脹量計(jì)算設(shè)備可算出它的膨脹量是821mm，補(bǔ)償距離是400-450mm，兩套熱應(yīng)力補(bǔ)償器分別裝在2103.0m與2200.0m處。完井的井眼軌跡符合設(shè)計(jì)規(guī)定，結(jié)果非常成功。

4.總結(jié)

通過上述內(nèi)容可知：單筒雙井完井技術(shù)能夠有效解決海上油田開采受限的問題，同時(shí)還能充分實(shí)現(xiàn)海上油田高溫?zé)岵晒に嚕哂辛己玫男Ч?/p>