水平井鉆磨橋塞技術研究與應用

尹立明

摘要：本文分析水平井橋塞鉆磨工藝技術現狀及存在問題，優化鉆磨工藝技術，解決了鉆磨橋塞處理時效，減少低效、無效工序，降低作業成本、縮短措施作業周期的問題，并在XXX井成功應用，效果顯著。

關鍵字：水平井;鉆磨橋塞;技術

一、前言

在鉆磨橋塞施工中，經常面臨磨銑長時間無進尺或進尺緩慢、卡鉆等難題，導致延長了作業施工周期甚至造成井下事故，影響了油井產量，增加作業成本。因此，分析水平井橋塞鉆磨工藝技術現狀及存在問題，優化鉆磨工藝技術，解決鉆磨橋塞處理時效，減少低效、無效工序，降低作業成本、縮短措施作業周期的問題。

二、水平井鉆磨橋塞工藝及配套技術研究

1、WBM橋塞結構

目前我廠水平井使用的橋塞都為四機賽瓦WBM型，具體尺寸：本體最大外徑110mm，中心管直徑69.85mm，壓環至膠筒180mm，材質為鑄鐵。

WBM橋塞是一種性能可靠、結構緊湊的橋塞;承受壓差70MPa，適用于多種規格的套管。這種橋塞與其它類型的橋塞相比有外徑小、中心管短、膨脹比大的特點。WBM 橋塞主要用于對油、氣、水層進行臨時、永久性封堵。具體可配合用于生產井封竄、堵水、壓裂、酸化等施工。該橋塞是利用液壓在坐封工具產生的推力作用于上卡瓦，拉力作用于釋放栓，通過上下錐體對密封膠筒施以上壓下拉兩個力，在一定拉力范圍內，橋塞上下卡瓦破裂并鑲嵌在套管內壁上，膠筒膨脹并密封，完成坐封。

理論上將橋塞中心管外部隔環、上錐體鉆磨完（總長76.21mm），橋塞即可失封、膠筒回縮，若長時間膠筒碳化已經則需要將膠筒鉆磨完才能導致橋塞失封（總長220mm）。

2、配套技術研究

水平井與直井作業區別是受重力的影響，入井管柱和工具在水平段緊貼在套管底部，在直井中是相對居中;入井流體在水平段存在層流，而在直井中是紊流。

2.1、入井鉆具和工具配套

入井鉆具和工具滿足安全要求：下得去、起得出，在入井鉆具中水平段和造斜段全部采用18°斜坡鉆具，鉆具推薦使用S135鉆桿（本體外徑73mm，接箍外徑110mm），與套管間隙小，抗扭矩大，且起到扶正作用。鉆具組合安全系數在1.5以上，滿足解卡時噸位需求，一般鉆具負荷余量40t。

鉆磨工具尺寸需要根據水平段套管尺寸和井斜數據，鉆磨工具本體外徑小于套管內徑6-8mm（一廠5寸半套管內徑多為118mm/121mm），便于起鉆時減小掛卡，長度根據入井工具長度和井筒軌跡要求確定，磨鞋宜選用平底磨鞋、凹底磨鞋，合金鋪焊厚度不小于30mm，水眼不小于15mm：

曲率半徑是從圓心O點到井眼中心線F點的距離OF=360/（2π*k），可以看出MN與內弧相切，OG垂直與CD，OE=OF-EF、OG=OE+EG。由勾股定理可得CG長度，求得CD。

k—造斜率;EF—油層套管半徑;EG—下井工具直徑;

鉆磨工具下鉆要求：為確保下鉆安全，對水平井起下鉆應有更加嚴格要求，當作業井斜超過60°后，下鉆速度控制在5m/min，出現刮卡現象應下兩根起1根，直至無刮卡現象后按正常速度下鉆。鉆磨管柱組合中在造斜點附近加撈杯，確保小件異物循環干凈，為打撈創造條件。

鉆磨工具上部應連接安全接頭，在發生異?？ㄣ@無法解卡時可進行丟手（若發生卡鉆，水平井倒扣不易從卡點倒扣容易造成大段落魚管柱），便于后期的打撈處理，縮短處理周期。

鉆磨處理橋塞過程中要重點關注好處理進尺，下鉆磨鉆具到位后首先核實橋塞位置，若偏差較大先嘗試正沖循環洗井，將橋塞上部地層砂等異物充分循環干凈，加壓20KN再次核實橋塞深度并標記方入，鉆磨過程中按照轉速60-100rpm，并在磨銑工具上加2.27-3.63T 的鉆壓，記錄好處理過程中有效進尺，觀察出口碎屑返出情況。

在磨進過程中，應注意泵壓變化，磨到膠筒部位時，泵壓有可能突然升高，此時應停泵，但要保持懸重，輕微的活動管柱，待泵壓恢復正常后繼續磨進。

2.2、循環系統及修井液選擇

現場應配套1000型撬裝泵或700型泵車進行鉆磨施工，排量不低于450L/min，確保橋塞被鉆磨后的碎屑能及時返出地面防止因上返問題導致卡鉆，提高鉆磨效率。在漏失井、7寸套管未回接的井應考慮適當增加壓井液的粘度，提高入修井液的攜帶能力，同時大排量洗井，避免卡鉆事故。

2.3、井控配套技術

井控裝置方面選擇70MPa壓井節流管匯、雙閘門液壓防噴器，并在施工前對其按標準試壓合格，確保鉆磨過程中井控保障。

若考慮封堵層位以下長時間關井壓力較高，則根據地層壓力恢復情況選擇合適密度的壓井液，防止因井底壓力不夠發生溢流、井涌，確保井控安全。

鉆磨橋塞至人工井底后大排量循環洗井1.5周，確保井筒穩定后起鉆至直井段觀察穩定時間，無溢流無氣泡后方可起鉆，并在起鉆過程中按管柱壁排及漏失量及時補液。

三、現場應用

1、井況概述：

AT1-8H井是西北油田一口水平井，井下2013年在水平段座封WBM橋塞封堵下部產層。該井目前高含水低效生產，需鉆塞回采T2a3：4530-4645m井段與目前井段T2a3：4400-4440m合采，釋放井周油氣潛力。

2、鉆磨橋塞情況：

鉆具組合：114mm平底磨鞋+安全接頭+73mm鉆桿72根+撈杯+27/8鉆桿328根+88.9mm鉆桿

處理過程：加壓20KN探底4499.47m，比設計高9.99m，判斷井底有地層砂埋橋塞。接方鉆桿正循環至4508.74m，排量450L/min，泵壓8MPa，轉速60-80r/min，鉆壓0.5-1t，進尺9.27m。繼續處理橋塞，排量450L/min，泵壓8MPa，鉆壓0.5-2t，轉速60-80r/min，泵入189m3，漏失9.4m3，進尺0.2m，橋塞松動，出口有少量鐵削，后推橋塞至人工井底4650m，達到地質目的要求。

四、結論與認識

1、水平井的鉆磨橋塞入井工具和管柱需要合理配套，必須滿足能有效處理橋塞，且能防止發生卡鉆事故。

2、水平井鉆磨橋塞過程中需密切關注鉆磨參數的變化及鉆屑返出情況，判斷井下情況，防止發生復雜情況，確保有效處理。

參考文獻

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