侧钻井免射孔滑套工艺技术研究.pdf

2 01 4芷 第 1 期 第 4 3卷 第 8 8页 石 油矿 OI L FI ELD 场机 械 EQUI P ME NT 2 0 1 4， 4 3 1 8 8 9 0 文 章 编 号 1 0 0 1 3 4 8 2 2 0 1 4 0 1 - 0 0 8 8 0 3 侧钻井免射孔滑套工艺技术研究 齐月魁 ， 张 飙 ， 秦 飞翔 ， 袁 照永 ， 陆 辉 ， 赵 津 ， 关 月 大港油 田 石油工程研究 院， 天津 3 0 0 2 8 0 摘 要 从 工具性 能 、 工作原 理 、 施 工工 艺等 方 面 出发 ， 介 绍 了一套 侧 钻 井免 钻 射 孔 滑套 工 艺 ， 主要 应 用 o 1 3 9 ． 7 mm 套 管 内开窗侧 钻 完井 ， 解 决 了常规 侧钻 完井采 用 0 9 5 mm 套 管 内径 o 8 2 ． 2 5 mm 固 井后下入 7 3枪6 0 ． 3 mm过油管射孔的工序复杂、 出水后卡层 困难等问题 。该工艺施 工作业 简 单， 有效减少射孔作业及对产层的伤害， 能有效保证 固井质量 ， 可达到投产快 、 费用低等效果。 关键 词 侧 钻 井 ； 膨 胀尾 管 悬挂 ； 免 射孔 ； 滑 套 中 图分类 号 TE 9 2 5 文 献标 识码 B S t u d y o f S l i d i n g - s l e e v e Te c hn o l o g y o f Pe r f o r a t i o n - f r e e f o r S i d e t r a c k i ng W e l l QI Yu e k u i ， Z HANG B i a o ， QI N F e i x i a n g， YUAN Z h a o y o n g， LU Hu i ， ZHAO J i n， GUAN Yu e Pe t r o l e u m Pr o j e c t Re s e a r c h I n s t i t u t e， Da g a n g Oi l fi e l d， Ti a n j i n 3 0 0 2 8 0， Ch i n a Ab s t r a c t A s l i di ng s l e e v e t e c hno l o gy o f pe r f o r a t i o n f r e e i n s i d e t r a c ki n g we l l i s i n t r od uc e d， i nc l u di n g pe r f o r ma nc e， p r i nc i pl e a nd op e r a t i on ．A 01 3 9 一m m c a s i n g i n c o m p l e t i o n o f s i de t r a c k dr i l l 一 { i ng， wh i c h m a i nl y s ol v e s c o mpl i c a t e d o pe r a t i on of c o nv e n t i o na l 09 5 m m i nne r d i a me t e r i s 0 8 2 ．2 5 rama n d 7 3 s h o o t s 6 0 ． 3 mm t h r o u g h t u b i n g s h o o t i n g a n d t h e d i f f i c u l t y o f s t r a t a b o u n d wh e n wa t e r bu r s t i n g． Th e t e c hno l o gy f e a t u r e s f o r i t s s i mpl e o p e r a t i on， l e s s h a r m t o p r od uc t i o n l a y e r s ， t hus t o e ns ur e t h e c e me nt i ng q ua l i t y， q ui c k pr o du c t i o n， a n d l ow c o s t ． Ke y wo r d s s i d e t r a c k d r i l l i ng； e xp e nd a b l e l i ne r ha n ge r ； pe r f o r a t i o n f r e e； s l i d i ng s l e e v e 0 1 3 9 ． 7 mm套管侧钻井 完井是指在原地质或 工程报废油水井某个 预定井段的套管开窗 ， 在钻 出 新 的井 眼 中下 入 小套 管 的 固井 完 井 技 术 ] 。 由 于 利用了原井场及原集输、 供电设备和原井眼 ， 所 以这 一 工艺既节约了建井费用 ， 又激活了老井的生命力 。 由此可见， 开窗侧钻井技术是一种充分利用报废井 、 挖掘老油田油藏潜力 、 提高采收率的有效方法 。 目前 ， 侧钻井完井工 艺相对复杂， 如 果油 层水 侵入套管很 难实 现卡层 。因此 ， 本文 介绍 1种 套 管 滑 套 的完 井 管 柱 工 艺 技 术 ， 如 果 后 期 出 水 ， 可 以对滑套进行 关 闭和打 开重复 动作 ， 达到 有效 卡 层 的 目的 。 1 相关配套工具 1 ． 1 膨 胀悬 挂器 膨胀悬挂器主要应用于侧钻井悬挂尾管完井作 业中。膨胀悬挂器安装在尾管 串上部 ， 利用液压膨 胀使悬挂胶皮与套管紧密贴合实现悬挂 。 膨胀悬挂器具有 以下优点 1 悬挂力 大， 每个橡胶达到 6 0 0 k N， 悬挂密 封 性 能可靠 。 2 悬挂后通径≥1 0 0 mm， 为后期生产管柱下 入提供保证 。 收稿 日期 2 0 1 3 0 7 3 1 作者 简介 齐月魁 1 9 6 7 一 ， 男 ， 山东 阳谷人 ， 高级工程师 ， 主要 从事石油钻井完井工艺技术研究 。 第 4 3卷第 1期 齐月魁 ， 等 侧钻井免射孑 L 滑套工艺技术研究 1 ． 1 ． 1 结构 连接螺纹 膨胀悬挂器 。 主要 由发射室、 带胶皮的膨胀管 、 1 ． 3 脱落滑套 胀头组成， 可直接与尾管串联接 ， 如图 1 。 1 ． 3 ． 1 结构与功能 图 1 膨 胀 悬 挂 器 1 ． 1 ． 2 技术 参数 适用 井 眼尺 寸 D 2 1 5 ． 9 mm 适用套管尺寸 p 1 3 9 ． 7 mm 工具 长度 1 2 1 0 mm 发射室外径 1 l 4 mm 最大 外径 1 1 6 mi t t 膨 胀 悬挂 后通 径 1 0 5 I T I 1 T I 膨 胀 最大 压 力 2 5 ～3 0 MP a 连接螺纹0 7 3 ram 2 英寸 I F 公 0 9 5 ram 3 英寸 T B G 母 悬 挂 力 6 0 0 ～1 2 0 0 k N 1 ． 1 ． 3施工工艺 1 膨胀悬挂器下端与尾管 串连接 ， 上端与钻 杆串连接 ， 膨胀悬挂器上下扣必须用锁扣连接 ， 上扣 转矩 6 ． 8 k N m。 2 通过地面设备加压使膨胀管膨胀 ， 橡胶与 原井壁紧密贴合 ， 形成悬挂密封 。 1 ． 2压差 滑套 1 ． 2 ． 1结构 与功能 压差滑套 如图 2 是在类似泄油器外装 1个用 剪钉 固定的密封套 ， 管柱 内憋压时形成内外压差 ， 此 压差作用在 2个 O形圈环形面积上 的力剪短销钉， 滑套 立 即滑 开 ， 露 出滑套 孔 ， 此 时与 目的层 相 连通 。 1 ． 2 ． 2技术 参数 适用 井 眼尺 寸 适用套管尺寸 工具 长度 工具 内径 最大外径 打开压力 图 2 压差 滑套 0 2l 5 ．9 m m o1 39 ．7 m m 7 5 0 m m 8 2 i T l m 1 1 7 mm 4 5 MP a 根据 井深 可调 整 3 TBG 脱落滑套 如图 3 上下部分与尾管螺纹连接 ， 插入 到膨 胀悬 挂 器 喇 叭 口形 成 密 封后 ， 投 入不 同尺 寸的球 ， 通过压力打开滑套 ； 利用滑套喷射孔将水泥 与地层沟通 ， 使地层产生微裂纹 ， 实现射孑 L 压裂作 用 。后期可通过专用工具实施换向操作 ， 将滑套 内 套通 入 到井底 。 图 3 脱落 滑套 1 ． 3 ． 2技术参数 适 用 井 眼尺 寸 适 用 套管 尺寸 工具 长度 脱落后工具 内径 最 大外 径 滑套 打开压 力 连接 螺纹 1 ． 4 柔 性胶塞 1 ． 4 ． 1结构与功能 柔 性胶 塞 如 图 4 要 通 过 不 同直 径 的 脱 落 滑 套 ， 并将水泥浆顶替到球座上 ， 实现碰压作业 。柔性 胶塞插入到球座实现密封， 为后期打开压差滑套和 脱落滑套实现功能性准备 。 l _ 4 ． 2技术 参数 工具 长度 插入 头 胶塞 最 大外径 通过 最小 直径 2 完 井工 艺 图 4柔性胶塞 2 8 0 mm 4 3 m m 8 8 mm 5 5 m m 完井 管柱 结 构 自下 向上 为 0 9 5 mm 浮鞋 0 9 5 m m m m m G 眦 ∞ 3 5 9 7 1 】 3 1 3 { 石 油 矿 场 机 械 2 0 1 4年 1 月 mi I l 浮 箍 球 座 0 9 5 mm 压 差 滑 套 0 9 5 mm 尾 管 0 9 5 mm 滑套 0 9 5 mm 尾管 串 O 1 3 9 ． 7 mm 膨胀尾管悬挂器钻杆 串。尾管 串连接的滑套数量 根据 目的层的数量而设定。该工艺步骤如下 1 通井 。 2 下完井管柱 如图 5 。 套 图 5 侧钻井免射孔滑套工艺管柱 3 下 到 预定 位 置 后 ， 投 入 0 3 5球 ， 憋 压 1 O ～ 1 4 MP a ， 稳 压 2 ～ 5 mi n ， 坐 挂 悬 挂 器 ； 升 压 至 1 8 MP a ， 打掉球 座 。 4 循环 钻井 液 ， 泵 入水 泥 。 5 投入 柔性 胶塞顶 替 水泥 浆 。胶塞 通过 不 同 的滑 套 内径替 至碰 压 座 上 ， 柔 性 胶 塞 头插 入 到碰 压 座内形成密封 。压力升高到通过地面加压膨胀悬挂 器 的值 。 6 将悬 重 提 至送 入 钻 具 的重 力后 ， 压 力 升 高 到 3 5 MP a ， 稳 压 2 ～ 3 mi n ， 压 力 突 降 为 零 ， 显 示 膨 胀悬挂器膨胀体胀封完成 。悬挂器膨胀后能够有效 地对尾管进行悬挂 ， 同时可实现与上部套管的密封， 提高 密封 和悬挂 能 力 。 7 立即循环钻井液， 将多余水泥浆循环干净 ， 上提 5 0 m， 停泵 观察 3 0 mi n ， 井 口无溢 流后 提 出 管柱 。 3投产 完井工艺 1 下 入插 入 密 封 ， 与 膨胀 悬 挂 器 喇 叭 口形 成 密 封 。 2 憋 压 4 5 MP a 打 开压差 滑 套 沟通地 层 。 3 当目的层数 量较多需要多个滑套时， 需继 续投入不同直径球 ， 加压 打开滑套 ， 露 出滑套 喷射 孔 ， 压 裂 目的层 。 4 提 出插 入密 封 。 5 下泵 投产 如 图 6 图 6完 井 工 艺 4 结 论 1 根据油藏和流体特性、 地层伤害情况 、 侧钻 情况和油田生产条件 ， 合理选择 了免射孔滑套工艺 技术 。 2 此工艺利用液压打开滑套 ， 施工工艺简单 ， 同时利用滑套喷射孔将水泥 与地层沟通 ， 并产生微 裂 缝 ， 实现射 孔 压裂 作 用 。如果 后期 出水 ， 可 以对 滑套进行关闭和打开， 可重复动作_ 4 ] 。 3 该工艺完井后 内径为 8 2 mm， 保证统一内 通径尺寸 ； 减少射孔作业费用 ， 投产快捷 ； 后期出水 可控 。 4 利用 膨胀 尾管 悬挂 技术 不但 保证 了悬挂 器 悬挂后套管与尾管的密封 ， 同时能产生稳定 的悬挂 效果 ， 悬 挂后 悬挂 器通 径 为 1 0 5 mm， 为 下步 施 工 提 供 良好 的条 件 。 5 该 工艺 有 效 减少 射 孔 作 业 ， 从 而减 少 了对 产层的伤害， 还能有效保证 固井质量。 6 该工艺施工作业简单 ， 利用小修 和 1台泵 车 即可完成 施工 。 参考文献 [ 1 ] E r i k B Ne l s o n ． 现代固井技术[ M] ． 刘大为， 田锡君， 廖 润康 ， 译． 沈阳 辽宁科学技术 出版社 ， 1 9 9 4 ． E 2 ； 万 仁 溥 ． 现 代 完 井 工 程 [ M] ． 北 京 石 油 工 业 出 版 社 ， 1 9 9 6 ． [ 3 ] 刘凤 ， 罗西超 ， 王瑞霄 ， 等 ， 膨胀式尾管悬挂器 用膨胀 管 受力分析[ J ] ． 石油矿场机械 ， 2 0 1 2 ， 4 1 1 3 0 3 2 ． E 4 ； 姚展华 ， 张世 林 ， 韩祥海 ， 等 ， 水平井压 裂工艺技术 现状 及展望[ J ] ． 石油矿场机械 ， 2 0 1 2 ， 4 1 1 5 6 6 1 ．