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水平井免钻塞筛管顶部注水泥完井工艺及应用

水平井免钻塞筛管顶部注水泥完井工艺及应用水平井筛管顶部注水泥完井技术特点是采用管外封隔器、分级箍、盲管以及尾管悬挂器等特殊完井工具配合下部筛管共同实施的完井技术。

在主要油层段采用筛管完井,保持了油层的原始渗透率,适合裂缝灰岩油藏、特低渗砂岩油藏等。

在上部井段采用配合工具实施固井,可有效封隔水层等异质层,兼顾了筛管完井和固井完井共同的特点。

其主要工作程序是:下管串,压力胀封管外封隔器,继续打压打开分级箍,循环固井,电测、候凝,钻塞钻附件,通井刮管,下内管酸洗、胀封筛管段封隔器,起出内管柱完井。

但该工艺后期需要钻塞钻附件形成通径,但钻塞钻附件存在较严重的弊端,主要体现在:
1、钻塞对分级箍和套管造成磨损或破坏,易形成渗漏,还可能破坏钻塞附近的水泥环;
2、钻塞后内壁不光滑,留有毛刺,下入作业生产工具时容易造成破损(特别是橡胶材质的工具)而增加施工风险;钻塞后内径减小,也影响生产及作业工具的下入。

水平井免钻塞筛管顶部注水泥完井技术是筛管顶部注水泥完井工艺技术的完善与革新,实现了免钻塞完井,克服了钻塞弊端,减少建井周期,充分发挥该技术的优越性。

1、工艺管柱结构:
2、免钻塞装置特点:
本装置将筛管顶部注水泥完井中使用的盲板、封隔器、分级箍三件工具整合在一起,工具内部有通过销钉固定的可钻式铝制内套,其特点在于固井后,可以下入捞矛打捞内套完井,即使不能捞获免钻内套,仍可以通过钻除内套方式,实现通径完井。

其参数是:
最大外径212mm,最小内径156mm,长度6m;
打捞内套长度2.2m;
胶筒2组,长度1.2m*2,开启压力:7-8MPa,关闭压力9 MPa。

注水泥通道打开压力14~16MPa,胶塞关闭压力5~7 MPa。

打捞工具:最大外径:152mm,包含小钻头+滑块式捞矛+大钻头三部分。

3、施工程序
1.通井;
2.按设计依次下入管串组合;
3.套管下到设计井深后,水泥泵车开泵憋压9MPa,稳压5min;打开胶筒胀封通道,
胀封,继续打压到11MPa,稳压3min;关闭胶筒胀封通道;
4.继续打压14~16 MPa,注水泥通道开启,建立循环;
5.泥浆泵单凡尔小排量缓慢开泵循环1周以上,待泥浆循环压力正常后三凡尔大排量
循环至正常;
6.焊井口,进行注水泥作业;
7.注完设计水泥浆总量后,释放顶替胶塞;先用水泥泵车顶替2m3压塞液后换成泥浆
泵顶替,留3m3余量再换成水泥泵车碰压,碰压至22 MPa,稳压5min;
8.缓慢释放套管内压力观察有无水泥浆倒返,如有倒返,立即憋压候凝,不再胀封管
外封隔器;如碰压正常无倒返,释放套管内压力到0MPa,进行水泥浆胀封封隔器
作业。

9.保持井口压力为0MPa,2~3min,使液压注水泥器腔体内充满水泥浆,然后慢慢
升高泵压至20MPa,稳压2~3min,水泥浆憋入封隔器腔体内;缓慢泄压至0MPa;
重复上述步骤4~5次,完成管外封隔器的胀封;(本工序是胀封上部辅助固井的封
隔器,与免钻塞工艺无关)
10.注水泥结束后,焊井口,尽快下捞矛开始打捞。

11.检查打捞矛循环通道是否畅通,滑块移动灵活;
12.与技术员协调,精确计算打捞矛下入深度;
13.连接打捞矛与小钻杆,下井;
14.打捞矛下到深度后加压50KN;如果打捞矛下不到指定位置,可接方钻杆开泵循环,
加钻压(20-40)KN进行磨削,直到指定位置;
15.缓慢上提管柱400mm,观察压力表,如果负荷不上升,缓慢下放管柱后再上提管柱,
直到有负荷显示为止;
16.缓慢上提管柱,观察指重表指数变化,当负荷达到(50-70)KN左右,下降到原负荷;
缓慢上提管柱105mm;
17.观察指重表指数变化,当负荷达到(80-100)KN左右,下降到原负荷;缓慢上提管柱;
同时观察指重表指数变化,负荷会有所增加,当负荷下降后;表明免钻结构已经开始随管柱上行;
18.上提管柱,用I挡车低速,控制上提速度、操作要平稳、严禁急刹,卸扣要求用液压
大钳,禁止用转盘卸扣,同时观察指重表指数,取出免钻部件;
19.检查免钻部件是否完整;
20.下Φ152mm*1.5m通井规通井至筛管底部充填装置顶端;
21.下一步作业,酸洗或下内管胀封筛管段封隔器。

4、应急措施:
1.如果免钻装置密封不好,筛管内有水泥混浆,开转盘,钻头清理到底;
2.胀封过程中不能稳压,则加大泵排量循环稳压胀封;
3.注水泥循环通道提前打开,先做一次泥浆循环周检测,确定正确的通道井深位置;
若是注水泥循环通道提前打开,采取下小管柱带专用胀封工具胀封封隔器;分析确
定油层不漏失,直接固井;
4.注水泥循环通道开启失败,如果压力上升到23MPa,压力表指数仍然不回零,说明
通道开启失败,采取下小管柱带专用打开工具强行打开水泥循环通道,或射孔固井;
5.如果碰压后注水泥循环通道关闭不好,采取憋压(平衡压力附加2~3MPa)候凝;
6.碰压后注水泥循环通道关闭不好,免钻内套上部有水泥,利用打捞装置上的钻头钻
除水泥塞后再进行打捞,如果不能打捞,下152mm钻头钻除2.2m长铝合金内套;
7.打捞过程遇阻
(1)打捞遇阻:上提管柱400~500KN,在免钻结构尾部有一处薄弱环节被拉断,留在井内的仅仅是盲板结构,打捞出上部结构后,剩余部分实施钻塞。

(2)起钻中间过程遇阻:上替管柱600~700KN,将打捞矛和打捞筒提出,再根据具体情况实施打捞方案
5、应用情况
本工艺在石油开发中心草104块实施4口井,完井方式采用挡砂精度150um的防砂筛管顶部注水泥完井。

即水平油层段下入150m精密复合滤砂管,防砂完井,保持地层原始渗透率,上部采用免钻塞分级注水泥装置进行注水泥固井,有效封隔异质层。

在完成了下入滤砂管并对滤砂管顶部进行注水泥固井作业后,进行水平井筛管外酸洗、砾石充填防砂作业,清洗近井地带的泥饼及其它污染物,沟通井底油流通道,形成挡砂屏障。

三口井获得成功,一口井免钻装置注水泥通道未关闭,打捞不成功,通过钻塞钻除内套。

说明:
草104-平18井免钻塞筛管顶部注水泥完井施工中,注水泥循环通道提前打开,未能胀封胶筒,考虑到油层承压能力,不会发生水泥漏失,正常固井,注水泥结束后,碰压但注水泥通道不能关闭,憋压候凝。

打捞时,因为免钻装置内套上覆水泥钻除后不能捞获,决定采用磨鞋钻头钻除免钻装置2.2m铝合金内套,通井到底,耽误施工7天。

10.29-10.30,下管柱,固井;
10.30日晚打捞失败;
10.31-11.7钻除内套,铣锥通井(中间卡钻1次,90t解卡;磨鞋刃落井1次,强磁打捞未果,强行钻除)。

打捞装置。

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