非常规油气井带压修井工艺及现场试验_王作勇.pdf

化学工程与装备 2023 年 第 1 期 146 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 1 月 非常规油气井带压修井工艺及现场试验非常规油气井带压修井工艺及现场试验 王作勇（大庆油田有限责任公司井下作业分公司工程地质技术大队，黑龙江 大庆 163000）摘摘 要：要：古龙页岩油勘探开发过程中，四口井出现了压裂工具、钻磨桥塞工具和套管损坏等不同类型复杂状况（古页 2HC 井、古页 39 井、古页 24 井、古页 29 井）。为不伤害储层、保证压后效果，迫切需要带压修井方式进行处理。创新研究了带压套磨铣、带压打捞等 4 项技术，开创了大庆油田带压修井工业化应用先例。关键词：关键词：非常规油气井；带压修井 前前 言言 页岩油气、致密油气等非常规油气勘探开发作为国家非常规油气资源战略重点，“十三五”以来发展势头较为迅猛。2021 年，大庆油田古龙页岩油新探明地质储量 12.68 亿吨，预计当年新钻井增加 100 口。伴随着非常规油气井勘探开发，多口井发生井筒故障，出现地层吐砂、套管变形、卡管柱等情况。1 1 带压修井技术特点带压修井技术特点 带压修井是指在不压井状态下采用带压作业设备进行打捞、磨铣、套铣等作业，处理井下落物、套损套变，恢复井筒完整性。带压修井较常规带压作业能实现管柱旋转磨铣和倒扣打捞；与常规修井相比较，具有保护储层、维持地层能量、保护环境、安全可控等优势；与连续油管修井相比较，具有提升负荷大、不受井身结构和井深限制的优势。主要技术优势：（1）保护油气层。对于井口溢流大的井，常规修井需要压井，压井施工就会导致压井液或泥浆污染地层，压井液中固相颗粒堵塞储层空间，影响单井产量。（2）保持地层能量，提高和稳定单井日产量。带压作业施工无须单井和邻井放溢降压，不影响区块正常注采开发，地层压力始终保持稳定。（3）节能减排，保护环境。带压作业施工，减少地层流体外排，减少废液处理成本；地面循环流程全程密闭，有效防止循环液跑冒滴漏。（4）安全可靠。带压作业设备可以有效预防管柱上顶和异常高压释放，较常规修井更为安全可靠。（5）与连续油管修井相比较，带压作业设备提升负荷和下压能力更高，对于管柱遇阻、遇卡等复杂情况处理更为灵活高效。2 2 带压修井工具、设备带压修井工具、设备 2.1 带压作业机 独立式带压作业设备整体分为：举升系统、防喷器组、泄压/平衡四通、液压钳吊臂、液压控制面板、桅杆总成、工作台、液压泵站。2.1.1 举升系统 举升系统由移动卡瓦组、固定卡瓦组、举升/加压液压缸组成，主要作用是管柱上下运动输送、管柱防顶及防掉落。2.1.2 防喷器组 防喷器组作用主要是实现环空压力控制。防喷器组根据井口压力进行配套，一般是由工作防喷器组（工作环形、上/下工作闸板防喷器）、安全防喷器组（半封、全封、卡瓦、剪切）构成。2.2 带压作业机、顶驱、修井机集成化设备 分公司带压作业装备没有配备转盘，不具备管柱旋转、钻磨套铣要求。在现有装备上额外加装主动转盘，需要对设备进行大规模改造，经济性差，因此需要额外装备提供液压动力。为实现带压钻磨套铣，提出了带压作业机+顶驱+修井机的设备集成化方案。利用带压作业机起下管柱、提供旋转作业时油套环空动密封及防管柱上顶。顶驱输出管柱旋转动力。修井机作为辅助设备，起到悬挂顶驱作用。2.2.1 带压作业机 采用杰瑞 DYZ75/35-D 带压作业机，设备最大提升负荷750kN，最大下压力 420kN，举升油缸行程 3.5m，环形防喷器密封压力 21MPa，工作防喷器组静密封压力 35MPa、动密封压力 21MPa。带压作业机具备起下管柱、提供旋转作业时油套环空动密封及防管柱上顶能力。2.2.2 顶驱 采用沈阳龙德产 50T 顶驱，最大输出扭矩 8000N.m，最大转速 120r/min，为正向旋转。由于采用 73mm 油管作为磨套铣管柱，50T 顶驱具备轻微套变整形和套磨铣能力。2.2.3 修井机 采用 80T 修井机，井架高度最大可达到 31m。DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.01.015 王作勇：非常规油气井带压修井工艺及现场试验 147 2.3 修井工具 修井工具主要包括双瓣单流阀、马达、马达头总成、GS打捞矛、打捞筒、磨鞋、套铣筒、套铣头及相应变扣接头。根据施工需要，配备不同扭矩、高低转速的马达。2.4 钻具 钻具主要采用73mm 正扣（反扣）钻杆、60.3mm 正扣钻杆、73mm N80/P110 外加大油管、89mm N80/P110外加大油管。2.5 辅助用具 辅助用具包括：水龙头、高压三通、吊具等。3 3 带压修井工艺带压修井工艺 3.1 管柱内压力控制工艺 油管压力控制工具是能够实现隔离井内压力，防止井内流体从管柱溢出的专门用于封堵管柱的井下工具统称。油管压力控制工具种类繁多，通常选用：堵塞器、油管桥塞、双瓣单流阀及其他特殊油管压力控制工具。3.2 油套环空压力控制工艺 油套环空压力控制主要采用带压作业机防喷器组、平衡泄压四通、套管闸门实现控制。3.3 带压打捞工艺 带压打捞工艺管柱主要包括双瓣单流阀、丢手接头和打捞工具。目前，以活动管柱解卡打捞和套铣倒扣打捞工艺为主。带压打捞管柱结构带压打捞管柱结构 3.4 带压作业机、顶驱、修井机集成化施工工艺 集成化工艺流程集成化工艺流程 （1）带压作业机下管柱：使用带压作业机下管柱至设计深度，拆桅杆。（2）安装修井机，对正井口；在修井机上安装顶驱反扭矩绳。（3）安装顶驱：将顶驱悬挂到修井机大钩上；连接液压管线和高压水龙带；顶驱试运转。（4）带压钻套磨铣施工：启动顶驱，观察顶驱液控箱压力状况及反扭矩情况；操作修井机上提下放管柱。（5）钻套磨铣施工完毕后，拆顶驱和修井机，安装带压作业机桅杆，采用带压作业机起管柱。4 4 现场试验现场试验 4.1 古页 29 井套变整形、套铣打捞 古页 29 井，采用可溶桥塞分层套管压裂，共计压裂 6层，下入可溶桥塞 5 个。连续油管钻磨第二级可溶桥塞时遇卡，采用活动管柱、液氮气举等方式无法解卡，在钻磨工具串以上切割连续油管，需要采用带压修井方式套铣冲砂、打捞井内工具串。第 1 趟管柱：采用114mm 套铣头、105mm 套铣筒，遇阻深度 2123m，起出套铣头四周有明显划痕，判断套管损坏。114mm114mm 套铣头下井前后对比图套铣头下井前后对比图 第 2 趟管柱：采用112mm 偏心磨鞋，使用顶驱同步处理套变点和修整连续油管鱼头，磨铣总进尺 2.08m，至井深2125m。顶驱施工参数：压力 10-15MPa，转速 80-100r/min。第 3 趟管柱：采用114mm 套铣笔尖、89mm 油管，使用顶驱套铣连续油管环空沉沙。套铣总进尺 6.04m，至井深2131.1m。顶驱施工参数：压力 10-13MPa，转速 20-40r/min。（下转第（下转第 137137 页）页）刘晓瑜：海上油田生产流程乳化液的治理 137 5 37.1 36.3 15.1 0.82 6 36.9 35.6 16.0 0.81 7 36.1 36.1 15.8 0.78 8 36.2 34.9 16.7 0.79 9 32.0 35.3 12.0 0.85 10 35.4 35.2 15.2 0.81 针对油田生产流程乳化液积聚所带来的各种问题，研究并推动了生产流程乳化液综合治理项目。本项目的顺利完成，显著提高了中心平台原油流程的处理效果，解决了乳化液积累所带来的问题，同时确保了外输原油含水稳定控制在1%以下，取得了显著的成效：（1）一级分离器 A 出口原油含水由 33.8-40.5%降至现在的 32.0-37.1%，平均下降了 3%左右；一级分离器 B 出口原油含水由40.2-46.7%降至33.7-36.3%，平均下降了8.5%；（2）二级分离器出口原油含水由 17.4-30.3%降至12.0-17.1%，平均下降 9%；（3）治理项目完成后，外输原油含水稳定在 1%以下；（4）平台原油处理流程趋于稳定，电脱增压泵泵效显著提升，未发生因乳化液积聚导致的流程波动及油井降频事件，有力保障了油田产能的进一步释放。参考文献参考文献 1 刘艺萌,杜晓峰,黄晓波,等.高孔高渗型特稠油藏油水界面不统一特征及成因:以辽东湾坳陷旅大油藏为例J.地球科学,2022,47(05):1669-1683.2 彭烨,张贤明,余保,等.乳化油液双场联合脱水净化技术研究现状J.应用化工,2019,48(06):1456-1462.3 王平.影响油田联合站电脱水器的因素分析J.中国石油和化工标准与质量,2019,39(01):27-28.4 梁建斌,尹旭明,韩荣山,等.渤海 A 平台电脱进料泵泵效影响因素及优化J.设备管理与维修,2021(21):93-94.5 王会,赵林,靳晓霞,等.海上油田蒸汽加热器中含油污水防垢技术研究J.工业水处理,2016,36(05):75-78.（上接第（上接第 147147 页）页）_ 第 4 趟管柱：采用105mm 套铣头、105mm 套铣筒、89mm 油管，使用顶驱套铣卡瓦连接器以下工具串。套铣总进尺 0.5m，井内压力释放，关井，观察压力情况，套管压力迅速上升至 13MPa。待压力稳定后，下探落物，落物下行至 2150m。顶驱施工参数：压力 10-13MPa，转速40-60r/min。4.2 古页 39 井带压打捞 古页 39 井完成第 24 段压裂（剩余 2 段），上提压裂管柱至 2414.5m 遇卡，采取上提下放、开套管放喷、油套冲洗等解卡措施均无效。工具串丢手，遗留压裂工具串一套。采取带压打捞工艺，捞出喷枪、封隔器胶筒等部分，总长3.16m，具备后续排液求产条件。5 5 结结 论论（1）采用带压作业机+顶驱+修井机的设备集成化方案，可满足套管轻微变形整形、落物磨铣和套铣冲砂能力。（2）建议配套系列化油管压力控制工具，与所用钻具内径相匹配，承压能力不小于 35MPa。（3）建配备足够数量 70MPa 管汇、高压直管、活动弯头、闸阀等，满足放喷点火、压力控制、直通排液等条件。参考文献参考文献 1 黄杰,徐小建,等.气井带压作业技术在苏里格气田的应用与进展J.石油机械,2014,42(9):105-108.