海上油氣田完井手冊 第八章 特殊完井方法-文庫吧

【正文】 井壁有可能垮塌的井，也可以采用下入生產(chǎn)套管或尾管，然后用水泥封固整個(gè)水平段及油層頂部；對于一些有可能在生產(chǎn)過程中發(fā)生頂部氣錐或底部水錐情況的井更需要將套管下入抽層段，以便將來發(fā)生氣、水錐進(jìn)時(shí)，通過擠水泥把氣、水錐井段封住的補(bǔ)救措施。 在水平井鉆井設(shè)計(jì)時(shí)，技術(shù)套管一般都要下到生產(chǎn)層頂部并注水泥固井，封隔生產(chǎn) 層及以上部位的鄰近層段。對于將來要采取強(qiáng)化增產(chǎn)措施的井段，在技術(shù)套管下到油層頂部固井以后，在水平段下入生產(chǎn)套管或尾管以后還必須與技術(shù)套管有一段搭接或直接連接到井口，以保證在采取增產(chǎn)措施時(shí)有足夠的抗內(nèi)壓強(qiáng)度。 由于在油層段下有套管或尾管，在油井投產(chǎn)前必須用油 管或鉆 桿傳 送的方 法進(jìn) 行射 孔（即T． C． P），以形成油氣進(jìn)入井筒的通道，也可以有選擇性地對某些要采取措施的井段加密射孔，對有底水或氣頂?shù)牟课槐荛_不射孔，以獲得最好的生產(chǎn)效果。 對于有氣頂或底水的油層，在射孔時(shí)對射孔槍在水平井段中的方位，可 選用 360176。的全方位射孔或小于 180176。的低邊射孔以及 120176。的低邊射孔，見圖 816。 對于膠結(jié)性能好，無氣頂也無底水的油層，可選擇大孔徑的全方位負(fù)壓射孔。高密度大孔徑能有效提高射孔完善程度。而對于膠結(jié)不好有氣頂?shù)挠蛯觿t應(yīng)采用 180176。或 120176。的低邊射孔，以避免高邊射孔引起地層砂脫落到井筒內(nèi)發(fā)生砂卡現(xiàn)象。 四、水平井尾管懸掛法完井 水平井完井設(shè)計(jì)中，一般在水平段都是采用尾管掛下入尾管或襯管。尾管掛通過卡瓦和錐套懸掛在上層套管的內(nèi)壁上。 尾管懸掛器的類型，是根據(jù)坐掛的方式分為三 種類型。 1．機(jī)械式懸掛器 通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)或上下活動(dòng)進(jìn)行坐掛。 （ 1）“ J”型槽式尾管懸掛器 其結(jié)構(gòu)參看圖 817。將“ J”型槽式尾管懸掛器送入井下設(shè)計(jì)懸掛位置后，先上提 ～ 后反轉(zhuǎn)管柱 20176。，使“ J”型槽內(nèi)的導(dǎo)向銷釘由短槽進(jìn)入長槽，再慢慢下放管柱，上部錐體使卡瓦張開卡在上層套管內(nèi)壁上，實(shí)現(xiàn)懸掛。然后通過找中和點(diǎn)倒開上部反扣接頭，提出全部送入工具。 （ 2）楔塊式懸掛器 其結(jié)構(gòu)如圖 818。在下入上層套管時(shí)，先在其下部懸掛器懸掛位置接一個(gè)專用聯(lián)頂節(jié)，用送入鉆具將楔塊式懸掛器及襯管送至設(shè)計(jì)位置，原來處于張開狀態(tài)的楔塊進(jìn)入聯(lián)頂節(jié)上的環(huán)槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)懸掛。 （ 3）軌道式尾管懸掛器 軌道式懸掛器的結(jié)構(gòu)及作用原理（圖 819）跟卡瓦軌道式封隔器相似，它的主要部件除了卡瓦、錐體外，還有一個(gè)長短槽相間的軌道管及一套換向機(jī)構(gòu)。當(dāng)懸掛器入井時(shí)，讓換向銷處于短槽內(nèi)，由于“弓”形彈簧扶正片的摩擦作用，只要在接單根時(shí)，井口管柱上提高度小于短槽長度，使換向銷釘始終處于短槽中，卡瓦便始終在錐體下部；當(dāng)送人鉆具將懸掛器送到設(shè)計(jì)位置時(shí)，上提管柱高度大于短槽長度，再下放大于 長槽長度。由于換向銷在提放過程中，自動(dòng)進(jìn)入長槽，卡瓦便沿著錐體移至較大端，卡在錐體與上層套管內(nèi)壁之間，這時(shí)再稍微下放管柱，襯管重量便經(jīng)錐體卡瓦懸掛在上層套管下部，完成懸掛。 2．液壓式尾管懸掛器 其結(jié)構(gòu)見圖 8110。當(dāng)襯管懸掛器及下部連接的尾管（襯管），由送入鉆具下至井中設(shè)計(jì)位置后，從井口投入一個(gè)鋼球，讓其在管柱內(nèi)自由下落（也可以小排量泵送）至球座后，井口加泵壓 6～ 12MPa，將液缸銷釘剪斷，環(huán)形活塞推動(dòng)推桿帶動(dòng)卡瓦沿錐體的錐面上行到錐體的大端，卡瓦牙卡住上層套管內(nèi)壁，這時(shí)再慢速下放送人鉆具，就 可以將尾管（襯管）座掛在上層套管內(nèi)壁，實(shí)現(xiàn)坐掛，然后找中和點(diǎn)倒扣并提出送入工具。 3．機(jī)械－液壓雙作用懸掛器 這種懸掛器具有軌道式和液壓式懸掛器的雙重功能。采用液壓式懸掛時(shí)，其操作方法與液壓式相同，采用機(jī)械懸掛時(shí)操作方法與軌道懸掛器操作方法相同。 第二節(jié) 多底井完井 近年來，隨著水平鉆井和完井工具的不斷發(fā)展，鉆多底井，水平分枝井技術(shù)有了很大進(jìn)步。在美國、英國、加拿大、中東和東南亞相繼鉆成 100 多口多底井或分枝井，投人生產(chǎn)后都獲得滿意結(jié)果。在底水 油田開發(fā)和老油田二次采油中極大地改善了油田開發(fā)條件，使單井產(chǎn)量、采收率明顯提高，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用有很大誘惑力。 一、多底井分枝井的主要優(yōu)點(diǎn) 1）可以充分發(fā)揮油氣藏潛力，提高采油速度和采收率。 2）利用鉆井地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)控制井眼走向提高油井泄油面積，減少生產(chǎn)壓差，改善底水錐進(jìn)狀況。 3）在鉆多底井和分枝井時(shí)可以節(jié)省深井上部主井眼的鉆井時(shí)間和費(fèi)用。 4）新開發(fā)海上油田可以節(jié)省生產(chǎn)平臺井口區(qū)面積，降低平臺造價(jià)和設(shè)備投資。老油田利用報(bào)廢井眼側(cè)鉆分枝井開采殘余油提高采收率。 二、水平多底分枝井己達(dá)到的主要技術(shù)指標(biāo) 1）利用地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)可在 2m 油層厚度中鉆水平井段。 2）在主井眼內(nèi)已有鉆成 8 個(gè)支井眼實(shí)例。 3）從主井眼開窗側(cè)鉆后水平井段已達(dá) 300m。 4）通用的井眼尺寸目前有： 主井眼鉆 井眼，下入 套管。 主井眼鉆 井眼，下入 套管。 三、多底井、分枝井完井方式分類 1．主井眼井底分枝井 在 套管底部安裝分枝導(dǎo)向接頭，在裸眼段分別鉆出兩 個(gè)以上斜井或水平井，即多底井。每個(gè)井眼都下套管固井，可以連接到地面裝兩個(gè)井口完井采油或利用轉(zhuǎn)換接頭用一條套管連到地面裝井口完井。 2．裸眼分枝井 在碳酸巖裂縫性地層或膠結(jié)好的砂巖地層，采用裸眼分枝井可達(dá)到高效開采目的，上部主井眼鉆至油層上部下套管固井后裸眼鉆主井眼斜井或水平井，再在適當(dāng)部位鉆一個(gè)或多個(gè)分枝井進(jìn)行合采或分采。 3．套管內(nèi)側(cè)鉆分枝井 在套管內(nèi)側(cè)鉆分枝井，適用于各類油氣藏。主井眼鉆至設(shè)計(jì)層位后下套管固井，做好下段油層投產(chǎn)準(zhǔn)備。在生產(chǎn)層上部用電纜或鉆具坐封一個(gè)導(dǎo)向永久型封 隔器。這種封隔器的卡瓦和中心管設(shè)計(jì)有抗上、下滑動(dòng)和抗轉(zhuǎn)動(dòng)功能，中心密封孔有定位凸塊，用相配套的專用導(dǎo)向工具帶測斜儀下井，坐在封隔器密封孔定向槽塊內(nèi)可準(zhǔn)確測出定位槽凸塊方位，根據(jù)凸塊方位調(diào)整組裝側(cè)鉆造斜器總成和導(dǎo)向工具方位下井。導(dǎo)向工具進(jìn)入永久封隔器定位凸塊后就可按設(shè)計(jì)的側(cè)鉆方向開窗側(cè)鉆。造斜器總成如圖 821。 造斜器總成造斜方位準(zhǔn)確，上下皮腕可防止鉆屑下落造成打撈困難。控制短節(jié)帶有彈簧鎖塊，側(cè)鉆完成并水泥固好井后用帶打撈槽的套銑筒套銑主井眼中分枝井套管，到達(dá)上皮腕，沖洗皮腕上的碎屑。套銑皮腕時(shí)泵 壓有明顯變化，通過觀察可以判斷套銑工作是否徹底完成。上提鉆具控制接頭上的彈簧爪塊進(jìn)入銑筒打撈槽，可一次完成套銑下來的分枝井套管和造斜器總成的打撈。完成第一個(gè)分枝井施工后采用上述同樣方法再在上部鉆第二個(gè)分枝井。 四、多底分枝井的生產(chǎn)完井 多底分枝井鉆井和生產(chǎn)完井技術(shù)交叉滲透，從鉆井方案設(shè)計(jì)開始就要考慮鉆井完井方式與油井生產(chǎn)操作的關(guān)系。采油工程師有義務(wù)協(xié)助鉆井人員完成方案設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確下入生產(chǎn)要求的特殊完井工具。生產(chǎn)完井有裸眼合采，分枝井合采，分枝井重新進(jìn)入等多種形式。 1．分枝井合采完井 分枝井合采，有重新進(jìn)入式（圖 822）和非重新進(jìn)入式（圖 823）兩種生產(chǎn)完井。重新進(jìn)入式分枝井眼可以是下套管固井，也可以用管外封隔器分隔，下部裸眼上部固井完成。完井時(shí)利用相應(yīng)的配套工具分別在主井眼和分枝井眼中下入油管，主、支井眼油管用選擇性插入接頭轉(zhuǎn)換成一條油管引導(dǎo)至地面生產(chǎn)。需要對某一井眼進(jìn)行鋼絲或連續(xù)油管作業(yè)時(shí)，由鋼絲操作轉(zhuǎn)換井眼通孔位置就可對主井眼或支井眼施工。 2．重新進(jìn)入式雙管完井 分枝井雙管分采完井。主井眼鉆達(dá)采油目的層直接下套管固井或懸掛尾管固井完成，分枝井按照完井生 產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)采用固井或下套管部分固井完成。圖 824 是采用管外封隔器和防砂管上部固井的組合結(jié)構(gòu)。有一部分工具需要在鉆井完井時(shí)下入。 （ 1）鉆井下入的完井工具 永久型定位封隔器。鉆井時(shí)用于定位和導(dǎo)向，生產(chǎn)時(shí)用密封總成插入后起封閉環(huán)空作用。 分枝井管柱工具。按圖 824 分枝井套管完井時(shí)，下段用預(yù)制防砂管裸眼完成，裸眼段上部用管外封隔器分隔進(jìn)行上部固井。用鉆具送入分枝井套管時(shí)按生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)要求接上專門送人入具攜帶浮鞋、坐掛短節(jié)、可鉆密封補(bǔ)心、預(yù)制防砂管、裸眼管外封隔器、注水泥分流開關(guān)閥、密封筒、 加焊扶正塊的套管等附件。套管下到位后清洗井眼，上提中心沖管坐封管外封隔器進(jìn)行固井，上提沖管關(guān)閉分流閥起鉆洗井和候凝。套銑分枝井套管撈出造斜器，鉆井完井工作結(jié)束。 （ 2）生產(chǎn)完井施工 主井眼生產(chǎn)層射孔完成后按下列步驟施工： 1）按生產(chǎn)要求配制定位密封總成以下主井眼管串。 2）按照高度、方位用主井眼油管連接、配制完井導(dǎo)向器及回接頭，用油管和送入工具下井固定分枝井導(dǎo)向器，丟手后起出送人油管和工具。 3）按照回接頭至分枝井