Φ139.7 mm免鉆塞工具在春風油田的應用

張斌 (中石化新疆新春石油開發有限責任公司，山東 東營 257000)

0 引言

春風油田構造位置位于車排子凸起的東北部，區域構造上屬于準噶爾盆地西部隆起的次一級構造單元。排612塊位于春風油田東北部，該區塊油層薄、埋藏淺，水平井設計井深700 m左右，垂深270～320 m，位垂比大，井眼曲率高，造斜率大，平均達25°/100 m，在工具下入、鉆塞等方面存在較大困難[1]。

1 排612區塊前期完井概況

春風油田排612區塊前期施工的4口井采用水平井采用分級箍篩管頂部注水泥方式完井。其基本管串結構為：洗井閥+短套+精密篩管+套管+盲板+套管+封隔器+套管+封隔器+套管+分級箍+套管串至井口（如圖1所示）。

圖1 分級箍篩管頂部注水泥完井管柱圖

即在水平油層段下入精密濾砂管，防砂完井，以保持地層原始滲透率，利用分級箍、封隔器等工具進行篩管頂部進行注水泥固井作業，有效封隔異質層。

主要施工工序：下完井管柱、脹封管外封隔器、打開分級箍、固井、關閉分級箍、鉆塞、通井。

該工藝在本區塊完井施工過程中暴露出以下幾個問題：

（1）鉆塞過程中容易對分級箍和套管造成磨損或破壞，甚至鉆穿套管；

（2）鉆塞過程容易造成水泥環破裂，導致油氣水竄或注蒸汽熱量的散失；

（3)鉆塞后內壁不光滑，留有毛刺，下入作業生產工具時容易造成破損（特別是橡膠材質的工具）而增加施工風險；

（4)鉆塞碎屑造成洗井、充填工具堵塞，無法建立循環進行洗井或礫石充填作業；

（5)鉆塞周期長，增加完井成本。

本區塊已完成的4口井施工時間統計如表1所示。

表1 新春排612區塊鉆塞時間統計

如表1所示，排612區塊已完成的4口井中，純鉆塞時間平均超過40 h，加上起下鉆時間，超過60 h，大大增加了完井周期，提高了完井成本，延緩了施工進度和工作計劃。其主要原因是春風油田排612塊油層薄、埋藏淺，水平井設計井深700 m左右，垂深270～320 m，位垂比大，井眼曲率高，造斜率大，平均達25°/100 m，鉆塞時加壓困難，井口只能施加0.5～2 t的壓力，導致鉆塞困難，鉆塞時間過長，雖然采取了在井口加放鉆鋌，改進鉆頭，調整鉆進參數等諸多措施[2]，但收效甚微，效果不理想。

針對水平井分級箍篩管頂部注水泥完井工藝在春風油田排612區塊施工過程中暴露出來的種種問題，尤其是鉆塞困難，鉆塞耗時過長的嚴重弊端，并結合該區塊井深較淺的特點，我們在該區塊采用水免鉆塞篩管頂部注水泥完井方式進行完井作業，有效解決了上述問題（如圖2所示）。

圖2 鉆塞示意圖

2 水平井免鉆塞篩管頂部注水泥完井工藝在排612區塊的應用

目前，Ф177.8 mm水平井免鉆塞篩管頂部注水泥完井工藝已得到廣泛應用[3]。但Ф139.7 mm免鉆塞完井工藝由于施工井較深、打撈拉拔力大以及小尺寸打撈管柱抗拉能力低等原因，導致現場應用較少，而春風油田排612區塊由于油藏較淺，井深僅700 m左右，為Ф139.7 mm免鉆塞完井工藝的現場應用創造了有利條件。

Ф139.7 mm免鉆塞完井工藝是在水平井油層段下入精密濾砂管，篩管頂部利用免鉆塞工具進行注水泥固井作業[4]，有效封隔異質層，防砂完井。其基本管串結構為：洗井閥+短套+精密篩管+套管+免鉆塞工具+套管串至井口（如圖3所示）。

圖3 免鉆塞篩管頂部注水泥完井管柱圖

施工步驟：（1）通井，按要求下入完井管柱；（2）打壓8～10 MPa，穩 壓3～5 min，脹 封 免 鉆 塞 膠 筒（如 圖4所示），繼續打壓至15～17 MPa，開啟注水泥循環通道；（3）循環、固井；（4）碰壓關閉注水泥循環通道；（5）憋壓候凝4 h；（6）下入打撈工具，打撈出免鉆內套；（7）電測固井質量；（8）下入Ф116 mm磨鞋通井至人工井底；

圖4 免鉆塞工具圖

φ139.7 mm免鉆塞篩管頂部注水泥完井技術優勢：

（1）免鉆工具等完井附件在作業過程中不受鉆磨影響，使用壽命大大延長，有效降低了修井作業時間及成本；

（2）完井管柱內通徑大且內表面光滑通暢，有利于后期作業工具順利下入；

（3）無需鉆塞降低了套管破損風險，增加了油井使用壽命。

3 現場試驗及及應用效果

3.1 現場試驗

P612-P17井為φ139.7 mm免鉆塞在春風油田排612區塊的首口應用井，該井井深722 m，垂深318 m，造斜點89 m，水平位移492 m，最大造斜度11.88°/30 m。

管柱結構：洗井閥（715.06～712.48 m）+短套1根（712.48～709.9 m）+精密篩管4根（709.9～665.72 m）+套管3根+精密篩管12根（632.41～499.63 m）+套管6根+免鉆塞工具（400.37～394.89 m）+套管串至井口。

施工過程：2018年9月19日09:30開 始 下完井管柱；12:00下入免鉆塞裝置；19:00下完全部管柱；20:00開始脹封免鉆封隔膠筒，打壓5 MPa試壓 ，穩壓2 min不降；繼續打壓10、12 MPa，各穩壓3 min 不降，繼續打壓18 MPa，打開循環通道，接大泵循環，循環壓力2 MPa； 2018年9月20日00:15開始注水泥；01:00碰壓20 MPa，穩5 min 不降；放壓至4 MPa憋壓候凝；04:00放壓正常；07:00 下入組合打撈矛；11:00打撈成功，起出免鉆內芯；通井正常。

3.2 應用效果

目前，φ139.7 mm免鉆塞篩管頂部注水泥完井工藝已在排612以成功應用7口井，其打撈時間統計如表2所示。

表2 新春排612區塊打撈時間統計

如表2所示，采用免鉆塞工藝完井的7口井，其平均打撈時間約4.3 h，與分級箍平均鉆塞時間40 h相比，每口井節約36 h，大大縮短了完井周期，節省鉆頭2～3只，為后期作業和固井質量的提高等帶來諸多益處。φ139.7 mm免鉆塞篩管頂部注水泥完井工藝在排612區塊運用7口井，免鉆塞工具在下入、脹封、循環通道打開、關閉以及打撈等各個環節表現穩定、可靠，在國內首次規模化應用成功，同時也為春風油田淺層水平井的提質提效提供了技術支持。

4 結語

（1）春風油田排612塊油層薄、埋藏淺，位垂比大，造斜率大，采用分級箍篩管頂部注水泥完井工藝存在鉆塞困難，鉆塞周期長的難題。

（2）春風油田排612區塊井深淺，免鉆打撈力低，適合免鉆塞篩管頂部注水泥完井施工。

（3）采用φ139.7 mm免鉆塞工具后，從下入打撈矛到起出免鉆內芯只需4～5 h，大大縮短了完井周期，平均每口井可節約36 h，有效降低了完井成本。

（4）φ139.7 mm免鉆塞篩管頂部注水泥完井不改變固井工藝流程，施工簡單可靠，建議在類似春風油田排612區塊等油藏較淺、鉆塞困難的井上推廣應用。