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国内井下作业配套技术快速发展

时间:2013-09-30 13:53 来源:

井下作业配套技术是恢复油气水井正常生产、改善油层渗流条件及油、水井技术状况、提高采收率的一项重要技术手段。目前经过多年的井下作业技术研究及现场应用,长城钻探工程院集成形成了一整套有效保证油气井正常运行的井下作业配套技术。

四大特色成形技术

油气水井井下作业设计与施工方案编制技术  井下作业设计与施工方案对设计人员的素质要求较高,不仅需要拥有丰富的现场作业经验,而且要求熟练掌握各种工具性能和各种作业工艺技术。通过有效整合人力资源,形成了丰富的设计和方案编制技术,满足油气井各种井下作业设计及施工方案的编制要求。

套管修复技术  针对套管腐蚀、错断、变形等情况,形成了套管高效磨铣技术、套管液压整形和爆炸整形技术、热采井及水平井套管补贴技术、长井段大通径管加固技术。在套管高效磨铣技术中,研究开发了多种类型多种用途的高效磨铣工具,这些工具包括高效平底磨鞋、高效领眼磨铣、高效铣锥、高效防偏磨磙子扶正器等磨铣工具,这些工具使得作业中磨铣速度达到常规磨铣工具的2倍以上,而工具寿命达到常规磨铣工具的3倍以上,形成了一整套从直井到水平井的套管磨铣打通道技术,满足套管修复中的打通道需要。在液压整形技术和爆炸整形技术中,开发的井下液压推进器和防卡式套管整形工具,有效解决了大斜度井、水平井中机械整形传重难以到达整形工具的问题。套管爆炸整形技术是利用炸药爆炸瞬间产生的巨大能量,通过液体介质的传递,将化学能转变为机械能来克服套管和岩石等变形应力和挤压应力等,使套变处套管向外扩张膨胀使地应力在局部范围内被迫重新分布,达到整形目的。通过对药筒定位技术、药量分析等技术,有效避免了爆炸整形技术对套管修复的盲目性和破坏性。热采井及水平井套管补贴技术是对热采井套管损坏的一种有效补救措施技术,研究开发了自挂液压膨胀式套管补贴工具(图1),补贴长度可达10米,补贴后密封耐压可达20MPa,有效解决了常规补贴工具的悬挂和密封问题。而对长井段的套管漏失等损坏,研究开发形成了长井段大通径管加固技术(图2)。该技术是对套管补贴工艺的技术延伸,主要是依靠非常规的大通径套管和工具下入到套损漏失部位,进行大通径套管固井作业完成套管加固。加固后内通径可满足油气井后期的采油作业要求。

打捞技术 油气井中各种落物杂乱无章,小到钻头齿,大到整个钻井或采油管柱,都对钻井和采油的正常生产造成很大损失。针对五花八门的落物,分门别类的开发研制了管类打捞工具、 杆类打捞工具 、绳缆类打捞工具、 测井仪器类打捞工具、小物件类打捞工具等系列工具,并形成了配套的打捞工艺技术。而仅仅依靠工具本身并不是打捞作业的全部,经验丰富的现场作业工程师也至关重要。通过合理的打捞工具、精细的打捞作业工艺技术和经验丰富的现场打捞作业工程师有机结合,才能提高打捞作业的成功率。

特殊结构井修井技术 为了降低油气井综合开采成本,大幅度提高油气采收率,在常规钻井技术的基础上,陆续开发了定向井,定向侧钻井、侧钻水平井、水平井、分支水平井等特殊工艺钻完井配套工艺技术,在老油区挖潜增效和新油田整体高效开发中取得了显著的经济效益和社会效益。在特殊工艺井中,水平井发展最快,应用最广泛。随着特殊工艺井,特别是水平井、侧钻井数量的增加,针对这类特殊工艺井的修井作业技术问题越来越突出。在辽河油田中,水平井和侧钻井是重要的油气开发手段,对这类井的修井矛盾尤为突出。通过工具技术研究和现场大量应用,形成了水平井/侧钻水平井磨铣打捞技术、水平井连续冲砂技术、侧钻小井眼压裂技术等多项特色技术,有效解决了特殊结构井的复产要求。在水平井/侧钻水平井磨铣打捞技术,研制开发了液压拉拔器,配套其它工具可满足水平井等大斜度井的落物卡死捞获,特别是对需要捞出井内筛管的井,形成了特色的水平井筛管打捞技术。侧钻小井眼压裂技术是对侧钻井的一种增产有效措施,常规的压裂工具较大,无法满足小井眼的压裂要求,开发了适合于小井眼的压裂封隔器等关键工具,并形成了适合小井眼条件的压裂设计优化技术。

应用实例

沈24井的补贴及大通径管加固:该井完钻日期为1973年4月1日,人工井底:2617m,射孔井段:2169~2200m(12m/6层,分别为2169~2171.6m、2173.8~2175.2m、2177.4~2178.6m、2187.8~2189.2 m、2191.6~2192.6m、2195.4~2200 m)、2252.2~2516.4m(66.8m/23层),水泥返高1585.5m,套管规格φ139.7mm/7.72mm,套管下深2628m,最大井斜1200m/10°,方位150°。

该井在采油过程中发现含水升高,作业中用K344-114找漏封隔器找漏发现1502m~1509m处、2104m~2242m处套管漏失,因此通过施工方案设计,决定对1502m~1509m 处实施液压补贴,2104m~2242m段进行大通径管加固。施工过程中,各种作业工具达到施工要求,性能可靠。作业完成后试压15MPa,达到密封试压要求。该井在采油施工后的采油过程中,含水恢复至套管漏失前水平。

井下作业配套技术中各类工具设计独特、操作简单、安全可靠,目前广泛应用于辽河油田、冀东油田等国内各大油田中井下作业施工现场,施工成功率98%以上。随着水平井、侧钻水平井、分支井、大位移井等在油气开采中的大量应用,井下作业配套技术也将随之丰富和成熟,并为油气井的有效运行保驾护航,产生了巨大的经济效益和社会效益。

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