水平井的修井技术

【摘 要】水平井是油田中较为常见的油井,该油井的延伸方向是水平方向.鉴于该类油井的特殊性,在进行修井时,工作流程较为复杂,难度较大,且具有一定的风险,可能出现许多意外状况,因此水平井在进行修井时需要较为先进及严密的技术,以排除各项障碍.本文本文从水平井研究和应用现状出发,分析了水平井各项修井工艺,为从事水平井修井技术的人员提供一定的参考与借鉴.

【关 键 词】水平井；修井；施工工艺

水平井是井身沿着水平方向钻进一定长度的井.这类油井的修井技术难度较大,风险较高而且技术工艺复杂.在水平井实施修井作业过程中,需要面临和克服多种困难.考虑到水平井的造斜井段及水平井段较长、井筒轴线变化不规则等原因在水平井实施修井作业时,一定要遵循以下原则：工艺过程必须保证安全、灵活、可靠.

1.水平井修井现状

1.1难点水平段,斜井段管柱贴近井壁低边,加之流体流动方向,受钟摆力和磨擦力影响,与重力方向不一致和接单根,作业管柱容易被卡.小井眼水平井修井难度大,井内脏物如砂粒等容易形成砂床,风险大.与直井相比,水平井因为井身结构的特殊性,水平井修井难度大,受井眼轨迹限制,工程风险大.直井常规井下工具,斜井段,管柱难以满足水平井修井要求.水平井摩阻大,水平段常规可退式打捞工具,不能正常工作,拉力、扭矩和钻压传递损失大,遇卡不易退出落鱼.解卡打捞困难.打捞作业,鱼头引入和修整困难.套、磨、钻工艺难度大,套管保护难度大.套管磨损问题突出,倒扣作业中和点掌握不准.设计的修井液,还要减少漏失保护油气层.这对低压中和特别是异常低压井,除了保证减少钻具摩阻和具有较好的携砂能力,防漏及油气层保护问题难度大.

1.2工艺技术现状针对水平井的特殊性,如打捞工具、防掉铅模、磨、钻、铣工具以及钢球扶正器、防砂管捞矛、液压式安全接头、滚子扶正器、挠性接头、万向节、液压增力器辅助工具等,基本能满足水平井修井需要.由于水平井井身结构的特殊性,各油田设计了相应的水平井修井工具,解卡打捞工具、检测工具、磨、钻、铣工具,起得出,通常需要特殊设计加工以及其他辅助工具等必须满足井眼轨迹要求,才能满足修井要求.下得去,斜井段水平段修井管柱要求,或无节箍油管,油管柱采用节箍倒角的油管,钻杆采用18°斜坡钻杆.

1.3水平井解卡工艺液压增力器,地面设备提升力的不足,不仅可以补偿钻具,同时实现了大井斜段、抗拉强度,水平段解卡力的传递问题,管柱结构和震击法管柱结构相似,实现解卡目的.适用于管柱掉井后,只是打捞工具采用可倒扣打捞工具.上述方法无法解卡的,可利用震击配合倒扣进行解卡,砂卡或小件落物造成的管柱阻卡后的解卡.

2.水平井修井工艺技术分析

2.1水平井的清洗技术分析.清洗技术也即通常提到的冲砂工艺.在水平井开采过程中,最容易出现的问题就是井内砂堵,因此,冲砂工艺是水平井修井作业中最常见的一种工艺.在水平段冲砂时,从安全和效果的角度出发,必须做好如下几点：（1）要采用高粘携砂液加大排量进行冲洗,提高携砂能力和液流速度；（2）要尽量缩短洗井时管柱在井内的静止时间,以避免砂粒的二次沉淀所导致的卡钻.（3）要实施暂堵技术,平衡井底压力.对负压层段用暂堵剂进行暂堵,再对措施层段进行冲洗.在井口压力的许可范围内,泵的排量一定要大,以足以形成高速紊流,有效地将井筒中形成的致密砂床进行破碎,对井筒进行充分清洗.

2.2水平井的解卡技术分析.因为使用常规解卡工艺在解卡不成功的情况下往往造成井下事故复杂化,本文根据水平井井身结构的特殊性和解卡作业的具体要求,主要对以下工艺进行探讨：增力解卡技术.针对水平井井斜角大、在井口活动管柱能量传递效果差、不易解卡的实际,利用井下打捞增力器把大钩的垂直拉力转变成水平拉力并具有增力效果,二力共同作用实现解卡.震击解卡技术.针对水平井钻压传递困难的情况,可采用倒装钻具结构或配合下击器共同作用进行震击解卡,或利用连续油管配合连续油管震击器、加速器等管柱进行近卡点震击解卡.

2.3水平井的打捞技术分析.和直井相同,水平井在生产、各项工作过程中,出现工具落井的意外情况时有发生,造成下步措施受阻,所以必须实施打捞作业,以保证后续工作实施.此外,鉴于防砂和堵水等工艺的要求,部分井下工具及管柱会留在井中.如果管柱失效,也必须进行打捞.井下增力打捞工艺是针对水平井实施打捞的一项技术,对卡点附近的打捞解卡,尤其是防砂失效井滤砂管的解卡效果非常明显.打捞管柱主要由可退式捞矛、井下打捞增力器、扶正器和配套工具等组成,对于普通落鱼的打捞解卡,直接下可退式打捞工具倒扣处理至卡点附近,再下入井下增力器将落鱼捞获以井下打捞增加产生的大吨位拉力将落鱼捞出.

2.4水平井的卡堵水技术分析.对长井段、非均质严重的水平井,以及阶梯式水平井一般采用分段射孔的完井方案,先射开下部井段生产,生产一段时间后,由于受底水或边底水的影响,射开井段含水率上升,将会影响了水平井的开发效果.其一,机械卡堵水法.机械卡堵水法技术安全、可靠,成功率高,是利用在水平井中下入封隔器的机械办法来实现对出水层段的封堵.并且需要重新利用油层时,可以打捞出分层工具,重新生产,用于水平井机械卡堵水的封隔器只要有卡瓦封隔器和皮碗封隔器,其中卡瓦封隔器卡水管柱只能实现下段油层的封堵,而皮碗封隔器卡水管柱可以实现任意油层的封堵,同时这两种管柱都能够可靠地封堵水层,重新射开新油层以后又可以正常生产.其二,水泥封堵法.主要用于水平段油层与水层之间的封堵.但是由于水泥浆粘度低,悬浮性差,在重力的影响下会产生置换分离,造成同一截面的水泥浆密度不同,影响封堵效果,另外,水泥收缩后会在水平段套管内壁形成微孔裂缝,并且封堵后油层不能再次开发利用,因此该项工艺应用的比较少.其三,化学堵水法.针对不同的出水原因,需要采取不同类型的注入调堵技术,化学堵水法又可细分为分隔注入,定位注入和笼统注入三种工艺.

2.5水平井的钻铣技术分析.水平井钻铣作业所使用的井下动力钻具管柱主要由钻头、滚动扶正器、动力钻具等工具组成,其中动力钻具提供旋转动力,滚动扶正器可以保证钻头沿着井眼的方向钻进,防止工具损伤井壁,避免钻侧孔现象发生.采用该套钻具组合能够完成对水平井套管内水泥塞、可钻材料封隔器等井下工具的钻铣.

3.结语

水平井修井技术是依靠直井修井技术发展起来的,是未来井下作业技术中重中之重,一种新型的井下作业技术.水平井修井处于初级阶段,水平井作业技术滞后于钻井技术,施工周期长,堵水工艺技术,水平井找水处于开发阶段,工艺难度大,措施一次成功率低.小井眼水平井修井难度特别大,水平井欠平衡修井技术有待开发.