浅谈水平井修井工艺技术

2022-09-15

一、水平井修井工艺技术的特点

水平井修井技术具有难度高、风险大、工艺要求复杂等特点, 这进一步导致常规直井修井技术在难以水平井中有效实施。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, 需遵循以下原则:

工艺过程必须保证安全、灵活、可靠;采用有效的油管扶正技术, 提高成功率和有效率;受曲率半径的影响, 在保证其结构和密封性的条件下, 下入工具的数量、长度和外径尽可能的限制, 同时管柱也应相对集中;井下工具全部采用地面液压控制, 以消除井筒摩阻所带来的影响。

二、水平井修井工技术的工艺介绍

修井工艺技术是指在油田生产过程中, 因油、气、水井经常发生一些故障, 致使井的减产, 甚至是减产而对其进行维修、维护的技术。修井技术能够使井的正常生产得到恢复, 或是能够进一步提高井生产能力, 是井下解除故障和实施措施的作业, 并达到以最大限度的增加井的产量的目的。

根据修井作业的难易, 一般修井有小修和大修两种。小修是仅需起下作业和冲洗作业就可完成修井范围。而大修是需要动用工具和设备较多的工艺复杂的修井。

一般修井作业基本过程如下:首先要弄清楚地质动态、井下现状以及事故原因;接着进行作业准备, 进行压井, 安装作业井口, 并起下或换新的管柱;然后设计好作业方案, 进行事故的处理;最后起下完井管柱, 交替喷洗井, 并进行试生产。

因为水平井的中大斜度段和水平段造成的复杂条件, 使得水平井修井工艺与普通竖直井不一样, 所以, 在水平井实施修井方案时, 还要遵循一下原则:

1. 工艺实施过程一定确保安全、灵活可靠;

2. 油管扶正技术的有效使用, 可以提高修井的成功率;

3. 在保证其结构和密封性可靠的情况下, 下入工具的数量、长度和外径要收敛, 另外管柱的安放也要相对地集中;

4. 修井工具所有都使用地面液压控制, 以消除井筒摩擦阻力所带来的影响。

三、水平井修井工艺技术的应用

1. 清洗技术

清洗技术, 亦称冲砂工艺。井内砂堵是水平井在开采过程中最容易出现的问题, 所以冲砂工艺也是修井工艺技术中最常见的。在对管套内部进行清洗时, 要通过井下旋流冲砂器破坏井筒内壁形成的致密的砂床, 以达到充分清洗的目的。而在清洗滤砂管时, 要采用“隔离法”人工在油管和冲管内形成循环通道, 再进行冲砂。这种方法不仅耗费成本低, 并且能够反冲洗, 安全性很高, 不容易卡砂。

当然也有一些种类的井无法直接应用冲砂工艺, 比如水平井的水平段很长, 流动阻力过大, 因此携砂液无法达到临界速度, 砂的下沉速度超过携砂速度, 很容易导致卡砂;还有就是老油区的底层压力较低, 水力冲砂时携砂液会漏进地层, 这样井筒清洗会不彻底, 并且携砂液的漏失还会导致储层破坏。

2. 打捞技术

打捞技术是在实施生产和各项井下作业时会出现工具落井的情况, 为了使下一步作业能够顺利进行, 要使用的技术。还有就是因为防砂和堵水等工艺的要求, 一些井下工具和管柱可能会留在井里, 如果管柱失去作用, 也必须进行打捞。

3. 挤 (漏) 堵 (水) 工艺技术

挤 (漏) 堵 (水) 工艺技术包括对水平井中的长水平部分进行分段挤堵和油层上部漏点的挤堵, 还有一些技术作业实施时所需的配套工具的研制, 例如封隔器、节流器、分流阀等等, 以此来确保工艺的顺利实施应用。一般针对不同的出水原因, 要采取相应的注入调堵技术, 包括化学堵水、水泥封堵和机械卡堵水。利用这些堵水工艺保证修井的顺利进行。

4. 冲钻工艺技术

钻具的使用是冲钻技术的关键, 钻具必须要有剪切破碎的能力, 还要有能在水平段内顺利起下而不挂卡, 另外也不会对套管壁进行侧钻。又因为水平段的管柱阻力大, 所以还要防止钻具脱扣落井。因此, 要研制专业的螺杆钻和磨鞋。对于螺杆钻要短的同时还要有丝扣锁紧机构, 来防止螺旋杆钻脱落扣落井。磨鞋则要细齿的, 磨铣的碎屑要细, 避免大颗粒卡钻。

5. 解卡技术

应用常规的解卡工艺在解卡失败的情况下一般会导致井下事故更加复杂, 所以针对水平井井身结构特点以及解卡作业的具体要求, 主要对以下工艺进行讨论:

增力解卡技术主要针对井斜角大、在井口活动管柱能量传递效果差、不易解卡的水平井问题, 通过井下打捞增力器可以将大钩的垂直拉力转化为水平拉力, 而且还有增力的效果, 在二力的共同作用下可以达到解卡的目的。

震击解卡技术是用于解决水平井钻压传递困难的问题, 可以通过倒装钻具结构或是配合下击器共同作用来震击解卡, 也可以利用连续油管搭配连续油管震击器和加速器等管柱对近卡点进行震击解卡。震击解卡使用于管柱掉落井下后砂卡或是小件物体落井导致的管柱组卡。

震击倒扣解卡技术则是在前两种方法解卡技术不成功的情况下使用的。管柱结构和震击法管柱结构大概相同, 不同的是打捞工具需要使用可倒扣打捞工具。由于在倒扣过程中没办法准确的掌握好中和点和倒扣打捞落物的长短, 因此, 在倒出一部分管柱过卡阻点后, 需要在配合震击技术, 然后再进行打捞。

6. 钻铣技术

在进行水平井的钻铣作业时, 要用到的井下动力钻具有管柱包括钻头、滚动扶正器、动力钻具等工具组成。动力钻具主要用于提供旋转动力, 滚动扶正器则可以确保钻头能够准确的沿着井眼的方向钻进, 以防止工具在作业时损坏井壁, 避免钻侧孔现象的出现。应用这个套具组合可以完成水平井的套管内水泥塞、可钻材料封隔器等井下工具的钻铣

总结

总之, 通过对水平井修井工艺技术的浅析, 基本了解了修井工艺技术, 并逐渐形成了相对成熟的水平井修井工艺技术, 能够有效预防水平井在修井作业中事故的进一步严重, 使修井质量提高, 并缩短了修井周期, 这对于保护油层及提高油井的采收率有着非常重要的意义。尽管如此水平井的修井工艺技术依然不够完善, 为确保工人井下作业的安全, 还有水平井生产的顺利进行, 人们还需要不断的探究和摸索, 形成更加完善有效的修井工艺技术。

摘要：水平井作为高效开发油气田的一项重要技术, 其随着油气田产量、采收率的提高, 还有降低油气田开发成本的需要, 数量和类型不断增多, 其应用也逐渐广泛起来。但是随着水平井的发展, 又出现了一些新的问题, 由于水平井井身轨迹的特殊性, 其油套管比较容易磨损、腐蚀, 而且还会发生故障, 因此, 水平井修井工艺技术就要面临更加困难的调整。本文将浅析一下水平井修井工艺技术的特点和技术的应用, 以增加对水平井修井工艺技术的了解。

关键词：水平井,修井工艺,技术