修井作業(yè)配套技術(shù)研究與應(yīng)用

李曉斌 王新柱

摘要：受井斜大、生產(chǎn)井段長(zhǎng)等因素影響，H區(qū)塊水平井、側(cè)鉆井作業(yè)過程中存在摩阻大、拉力、扭矩、鉆壓傳遞損失大以及遇卡不易退出等技術(shù)難題，增加修井難度，為此開展井下作業(yè)配套技術(shù)研究，包括大斜度井震擊解卡作業(yè)技術(shù)、大斜度井倒扣打撈作業(yè)技術(shù)和水力破碎沖砂一體化工藝技術(shù)等，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用46井次，節(jié)約創(chuàng)效170萬元，低油價(jià)下實(shí)現(xiàn)降本增效目的，可為同行提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：修井作業(yè) ?配套技術(shù) ?解卡 ?打撈 ?研究與應(yīng)用

1.概況

H區(qū)塊為復(fù)雜斷塊稀油油藏，構(gòu)造形態(tài)為5條主斷層圍成的斷背斜構(gòu)造，儲(chǔ)層受構(gòu)造-巖性雙重控制，主要采用水平井、側(cè)鉆井開發(fā)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)量有效控制。但由于水平井、側(cè)鉆井存在井斜大、生產(chǎn)井段長(zhǎng)等特點(diǎn)，施工作業(yè)過程中存在摩阻大、拉力、扭矩、鉆壓傳遞損失大以及遇卡不易退出等技術(shù)難題，增加修井作業(yè)難度，解卡、打撈工作量逐年增多（圖1），常規(guī)井下工具難以滿足修井要求，需要開展適合水平井、側(cè)鉆井的井下作業(yè)配套技術(shù)。

2.井下配套技術(shù)研究

2.1大斜度井震擊解卡作業(yè)技術(shù)

（1）技術(shù)原理

將打撈工具、震擊器依次連接下入井內(nèi)，當(dāng)打撈工具抓住被卡落物魚頂后，上提管柱，震擊器開始伸長(zhǎng)，壓縮內(nèi)部液壓油，儲(chǔ)存彈性勢(shì)能，當(dāng)?shù)竭_(dá)工作行程后，將彈性勢(shì)能突然釋放，瞬間產(chǎn)生向上沖擊力，對(duì)被卡落物實(shí)施上擊解卡。

（2）技術(shù)用途

大斜度井震擊解卡作業(yè)技術(shù)主要用于大斜度井水平段卡管柱后的解卡作業(yè)，解決常規(guī)解卡鉆柱有效載荷損失大、成功率低、作業(yè)成本及風(fēng)險(xiǎn)高等問題，安全系數(shù)高，能大幅提高解卡成功率。

（3）工具組成

整套技術(shù)工具主要由液壓加速器、超級(jí)震擊器和安全接頭組成，其中液壓加速器可增加震擊效果2-3倍，緩沖設(shè)備震擊，超級(jí)震擊器可以重復(fù)使用，多次震擊，震擊瞬間相當(dāng)于80～100噸提拉力，直接作用于落魚。

①液壓加速器

在斜度較大的井眼中，井壁的摩擦阻力會(huì)減弱震擊器的震擊作用，使用液壓加速器則可以加強(qiáng)震擊器的震擊功能，同時(shí)也可以克服鉆柱伸長(zhǎng)不足的弊端，使震擊器能產(chǎn)生強(qiáng)大的震擊力。另外液壓加速器可以減弱對(duì)地面設(shè)備的沖擊作用，保障施工安全。

②超級(jí)震擊器

超級(jí)震擊器主要應(yīng)用液壓工作原理，通過錐體在壓力體內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)壓縮液體和鉆具被提拉貯存能量，當(dāng)管柱上提到釋放點(diǎn)后，瞬間向上產(chǎn)生巨大解卡力，實(shí)現(xiàn)解卡功能，可以多次連續(xù)震擊，提高解卡有效載荷，實(shí)現(xiàn)大斜度井管柱解卡。

2.2大斜度井倒扣打撈作業(yè)技術(shù)

（1）技術(shù)用途

該技術(shù)主要應(yīng)用于大斜度井（水平井、側(cè)鉆井），解決因井斜段長(zhǎng)、摩擦阻力大造成井下落物打印不準(zhǔn)確、倒扣、打撈作業(yè)難度加大等問題，縮短作業(yè)周期，提高油井生產(chǎn)時(shí)率。

（2）工具組成

整套工具由井口鉆桿倒扣裝置、同向和逆向大扭矩減速倒扣器、液壓鉛印、減阻扶正器等組成，各工具用途和特點(diǎn)如下：

①井口鉆桿倒扣裝置

該工具的外、中、內(nèi)方柱結(jié)構(gòu)可坐在大方瓦內(nèi)，通過大方瓦的轉(zhuǎn)動(dòng)而把扭矩傳遞給倒扣裝置，然后再傳遞給鉆桿，提高解卡、倒扣實(shí)效和成功率。

②同向.逆向大扭矩減速倒扣器

該工具主要用于解決大斜度井倒扣作業(yè)時(shí)，由于井身結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的摩阻增加，倒扣管柱有效負(fù)荷降低、倒扣成功率低的問題。同向.逆向大扭矩減速倒扣器采用了諧波齒輪減速機(jī)構(gòu)，與原來的行星齒輪減速結(jié)構(gòu)相比，傳動(dòng)比更低，傳遞扭矩更大，降速傳動(dòng)比可達(dá)18：1～40：1 ，特別適用大斜度井的井下事故倒扣處理，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆桿扣型選擇同向或逆向倒扣器。

③液壓鉛印

液壓鉛印主要用于精確核實(shí)大斜度井井下落物狀態(tài)，該工具在地面投球打壓時(shí)，鉛印伸出對(duì)魚頂進(jìn)行打印，上提及下放管柱過程中鉛印在彈簧力作用下收回，始終在保護(hù)套中，避免井壁對(duì)鉛模的二次破壞，可以精準(zhǔn)判斷井下狀況。

④減阻扶正器

減阻扶正器主要配合其他工具完成大斜度井解卡、倒扣、打撈等作業(yè)，可使鉆桿在井下套管內(nèi)上下移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)時(shí)，大幅度降低磨阻，減小鉆柱接頭的磨損，維持鉆柱作業(yè)能力，實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)鉆柱及套管的使用壽命目的。

2.3水力破碎沖砂一體化工藝技術(shù)

（1）技術(shù)用途

水力破碎沖砂一體化工藝技術(shù)主要解決壓裂井沖砂作業(yè)遇到砂橋和砂面膠結(jié)時(shí)，進(jìn)尺困難的問題。

（2）工具組成

整套工具由上接頭、單流閥、旋轉(zhuǎn)總成、空心刮刀等組成，可實(shí)現(xiàn)正破碎、反沖砂一體化功能，有效節(jié)約沖砂進(jìn)尺困難造成的磨銑作業(yè)費(fèi)用。

（3）工作流程

正循環(huán)破碎狀態(tài)：高壓水由上部進(jìn)入，由于中心管上部有單流閥，高壓水只能流經(jīng)旋轉(zhuǎn)總成內(nèi)腔，沖擊上面的葉片產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩，葉片帶動(dòng)中心管在傳動(dòng)總成上旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)空心刮刀旋轉(zhuǎn)，刮刀對(duì)砂面破碎鉆進(jìn)。

反循環(huán)沖砂狀態(tài)：液體攜砂后流經(jīng)中心管，頂開上部凡爾球，進(jìn)入油管由井口返出，因定子與旋轉(zhuǎn)總成內(nèi)腔下部有單流總成，所以反循環(huán)時(shí)攜砂液只能流經(jīng)中心管內(nèi)腔。

3應(yīng)用效果

在上述技術(shù)對(duì)策指導(dǎo)下，2020年以來共實(shí)施大斜度井震擊解卡作業(yè)技術(shù)6井次，累節(jié)省修井工期18天，應(yīng)用實(shí)施大斜度井倒扣打撈作業(yè)技術(shù)20井次，應(yīng)用水力破碎沖砂一體化工藝技術(shù)20井次，節(jié)約創(chuàng)效170萬元，低油價(jià)下實(shí)現(xiàn)降本增效目的。

4結(jié)論

（1）水平井、側(cè)鉆井井斜大、生產(chǎn)井段長(zhǎng)，增加修井作業(yè)難度，解卡和打撈工作量增多。

（2）開展井下作業(yè)配套技術(shù)研究，包括大斜度井震擊解卡作業(yè)技術(shù)、大斜度井倒扣打撈作業(yè)技術(shù)和水力破碎沖砂一體化工藝技術(shù)等，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果較好。

（3）本文在油氣水井解卡、打撈作業(yè)方面取得成果和認(rèn)識(shí)，可為同行提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙丹. 探討水平井大修的工藝技術(shù)[J].化工管理.2013（18）.

[2] 孔祥云. 塔河油田斜井水平井打撈技術(shù)研究與應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工.2014（08）.

作者簡(jiǎn)介：李曉斌，男，1992年6月出生于陜西鳳翔，漢族，2021年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京），現(xiàn)于青海油田井下作業(yè)公司從事修井作業(yè)工作。

中國(guó)石油青海油田公司 青海省海西州花土溝 ?816400