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篇(1)

【關(guān)鍵詞】鍛銑 井筒準(zhǔn)備 擴(kuò)眼 封堵

1 前言

套管鍛銑是采用套管鍛銑工具將套管從預(yù)計(jì)位置截?cái)啵缓髮⑻坠苣ャ娨欢蔚墓に嚒Ｔ谔坠苠戙姽に嚰夹g(shù)的前期發(fā)展中，其施工的主要目是為了在側(cè)鉆過程中進(jìn)行套管開窗，即依據(jù)設(shè)計(jì)要求，在套管內(nèi)某位置開一窗口或銑掉一段套管，側(cè)向鉆出一新井眼，實(shí)現(xiàn)側(cè)鉆完井。然而，隨著鍛銑工藝技術(shù)的成熟，它所應(yīng)用的領(lǐng)域也在逐漸擴(kuò)大。比如，在老井封堵上，鍛銑掉一段套管并掃掉套管外的水泥，然后在將鍛銑井段從新固井，使水泥直接和地層接觸，達(dá)到了更好的封堵效果。HU2004井就是一口鍛銑封堵井。HU2004井位于呼圖壁油氣田呼2井區(qū)，是國(guó)家儲(chǔ)氣庫(kù)工程中的一口重點(diǎn)封堵井，本井的重點(diǎn)工藝就是套管鍛銑，其鍛銑段長(zhǎng)達(dá)35.7m，創(chuàng)造了新疆油田鍛銑長(zhǎng)度之最。

2 鍛銑封堵方案確定

HU2004是呼圖壁氣田紫泥泉子組氣藏的一口開發(fā)評(píng)價(jià)井，目的層為始新統(tǒng)紫泥泉子組。該井鉆深為3710.0m，目前人工井底3695.0m。中子測(cè)井顯示射孔層與上部水層之間存在竄槽通道，因此要對(duì)直接蓋層進(jìn)行鍛銑。該井鍛銑井段套管型號(hào)為Ф139.7mm，材質(zhì)為N80，壁厚為9.17mm。避開套管節(jié)箍，選擇開窗位置為3494m，鍛銑直接蓋層至3529.7m，鍛銑長(zhǎng)度為35.7m，鍛銑、擴(kuò)眼后井筒注G級(jí)微膨脹水泥至鍛銑段頂部以上20m，帶壓候凝試壓合格后，在灰面以上10m內(nèi)下入電橋，保證封堵效果。

3 鍛銑前井筒準(zhǔn)備工作

3.1 提結(jié)構(gòu)

提出井內(nèi)Ф73mm外加厚油管388根×3693.76m尾帶Ф105mm結(jié)箍。

3.2 通井

下Ф73mm外加厚油管尾帶Ф115mm通井規(guī)，通井至人工井底3695m。用清水洗井2周至井內(nèi)徹底干凈。提出通井規(guī)。

3.3 套管刮削

下Ф73mm外加厚油管尾帶GX-T140刮削器，全井筒刮壁，在3525m-3535m之間反復(fù)刮削3次，用清水洗井2周至井內(nèi)干凈。提出刮削器。

3.4 上部套管試壓

下Ф73mm外加厚油管尾帶Y211-114封隔器至井深3530m，對(duì)上部套管試壓18Mpa，30min后，壓力下降至10MPa，有漏點(diǎn)。用Y211-114封隔器找漏，確定漏點(diǎn)在 1937.52m-2353.69m之間。雖然油層套管存在多個(gè)漏點(diǎn)，但外層技術(shù)套管完好，不影響下部產(chǎn)層及井筒的封堵。因此直接進(jìn)行產(chǎn)層段封堵，待下部鍛銑封堵施工結(jié)束后，再在竄漏段下部2383m處下橋塞，上部打500m灰塞對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行封堵。

3.5 封堵油層

下Ф73mm外加厚油管尾帶Φ54mm喇叭口至井深3691m，注入密度為1.9g/cm3的G級(jí)微膨脹水泥漿1.3m3，頂替清水10.8m3。上提鉆具至井深3522m，用清水反洗井至出口干凈。上提鉆具至井深3320m憋壓8MPa關(guān)井候凝48h，提出喇叭口。

3.6 鉆灰塞

下Φ73mm正扣鉆桿尾帶Φ118mm磨鞋至井深3527.18m，鉆灰塞至井深3545m。用清水洗井2周。

3.7 底塞試壓

對(duì)灰塞試壓15MPa，經(jīng)30min后無(wú)壓降，試壓合格。

3.8 替漿

用密度為1.15g/cm3，粘度為85s的泥漿頂替井內(nèi)全部清水。提出Φ118mm磨鞋。

4 套管鍛銑

4.1 套管鍛銑器結(jié)構(gòu)

套管鍛銑器由本體、活塞、節(jié)流閥、刀具、扶正器組成。

如圖1所示：

4.2 套管鍛銑器技術(shù)特點(diǎn)

（1）設(shè)計(jì)有6個(gè)刀片，鍛銑套管，壽命較長(zhǎng)，速度較快，易于更換刀片。

（2）采用水力活塞結(jié)構(gòu)，可靠性高。

（3）設(shè)計(jì)有節(jié)流閥，易于判斷套管是否切斷，當(dāng)套管被割斷后，刀片張到最大位置，泄流面積達(dá)到最大，泵壓明顯下降。

（4）設(shè)計(jì)有扶下器，保證工作狀態(tài)平穩(wěn)，能有效地延長(zhǎng)刀片使用壽命，正確引導(dǎo)工具下行，提高鍛銑速度。

（5）刀片采用硬質(zhì)合金切削元件，具有自動(dòng)斷落和自銳功能。

4.4.2 鍛銑鉆具組合

鍛銑鉆具組合：Ф1 1 6 m m套管鍛銑器* 1 . 5 8 m + 2 11 * 2 A 1 0轉(zhuǎn)換接頭*0.43m+Ф89mm鉆鋌10根*91.55m+2A11*210轉(zhuǎn)換接頭*0.23m+Ф73mm加重鉆桿10根*93.3m+Ф73mm正扣鉆桿346根*3297m，接方鉆桿下至井深3494m。

4.4.3 套管開窗

將鉆機(jī)剎把剎死，先緩慢啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤，保持轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，鉆柱旋轉(zhuǎn)正常、無(wú)明顯扭矩和鱉跳。啟動(dòng)泥漿泵，使泵壓為15Mpa，排量400 L/min，定點(diǎn)切割套管，20分鐘后泵壓由15MPa降至13MPa，證明套管已鍛銑開。繼續(xù)旋轉(zhuǎn)工具30分鐘，以修整切割斷面。

4.4.4 套管鍛銑

將開窗切割斷面修整好后可進(jìn)行加壓鍛銑，鍛銑參數(shù)：鉆壓10KN-20KN，泵排量500-600L/min，泵壓18-15Mpa，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速50-70rpm。由3494m鍛銑至3529.7m完成鍛銑。

洗出鐵屑300--375公斤。根據(jù)套管參數(shù)，30m套管的重量為892.8公斤，洗出鐵屑約占40%。

5 套管鍛銑時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)

（1）下鉆要求：司鉆操作平穩(wěn)，嚴(yán)格控制下放速度，做到精心操作。要求每柱下放時(shí)間在4～5min，防止損壞刀片，以免影響鍛銑進(jìn)度和質(zhì)量。如下鉆過程中出現(xiàn)遇阻現(xiàn)象應(yīng)停止下放，遇阻不超過10kN，采取緩慢上下活動(dòng)鉆具使其順利通過。下鉆中途嚴(yán)禁隨意轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具和開泵，防止刀片中途張開損壞套管及鍛銑工具。

（2）證實(shí)套管被切斷后，這時(shí)排量要由小到大逐漸增至正常排量（若突然加大排量，鉆具伸長(zhǎng)量過大造成鉆壓突然增加，從而轉(zhuǎn)盤負(fù)荷增加，造成憋跳嚴(yán)重，甚至?xí)斐赊D(zhuǎn)盤停轉(zhuǎn)現(xiàn)象，輕者工具損壞，重者會(huì)造成遇卡現(xiàn)象。

（3）司鉆操作一定要平穩(wěn)，送鉆要均勻，千萬(wàn)不能溜鉆，保持鉆壓10KN-20KN。而且特別要注意接第一個(gè)單根前的鍛銑施工，鉆壓一定要小，防止鉆壓過大等情況造成刀片變形收不回刀槽內(nèi)，從而造成提鉆時(shí)鍛銑工具進(jìn)入不了上窗口、接不上單根，既無(wú)法再繼續(xù)進(jìn)行鍛銑施工作業(yè)，又很可能造成卡鉆具事故。

（4）鉆井液性能要保持穩(wěn)定，若遇流體污染泥漿，應(yīng)及時(shí)調(diào)整泥漿性能。

（5）經(jīng)常觀察鐵屑返出情況，包括其數(shù)量、大小和形狀。正常情況下，返出的鐵屑厚度約為0.5-0.2mm，長(zhǎng)400-800mm，呈卷曲狀，如機(jī)床加工的鐵屑一樣。如果鐵屑太厚，說明鉆壓太高，如果鐵屑太薄，說明鉆壓偏小。鍛銑過程中，鐵屑有可能在鉆柱周圍形成“砂橋”，可定時(shí)上提下放活動(dòng)鉆具，破壞砂橋，將鐵屑及時(shí)攜帶出來(lái)。并且及時(shí)清除返出管線以及震動(dòng)篩處的鐵屑，防止堵塞泥漿通道，保證作業(yè)連續(xù)、順利的進(jìn)行。實(shí)際上在管線的轉(zhuǎn)彎處容易堆積鐵屑。

6.1 泥漿性能的選擇

根據(jù)鍛銑設(shè)計(jì)要求，泥漿的密度為1.15g/cm3，粘度為90～120s，動(dòng)切保持在18以上。然而在鍛銑作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)，粘度為90～120s的泥漿并不是最合理的選擇，因?yàn)楦哒扯鹊哪酀{流動(dòng)性差，容易造成套管鍛銑器堵塞，造成施工復(fù)雜，在鍛銑時(shí)逐漸降低泥漿粘度，發(fā)現(xiàn)粘度為70～80s時(shí)，即能滿足攜帶鐵屑要求又能加強(qiáng)泥漿流動(dòng)性能，因此在后期鍛銑作業(yè)時(shí)選擇泥漿的粘度在70～80s之間。

6.2 鍛銑器下到位后循環(huán)洗井不通

6.2.1 鉆具下放到開窗位置準(zhǔn)備開窗，開泵洗井不通

原因分析：鍛銑器自身結(jié)構(gòu)存在問題，開窗時(shí)刀具不能完全張開，節(jié)流針處在活塞內(nèi)徑中，循環(huán)間隙過小僅為3mm，導(dǎo)致憋泵。

解決辦法：取下節(jié)流針或縮小節(jié)流針外徑。

6.2.2 提出鍛銑器，在下放鍛銑器到鍛銑井段時(shí)，開泵洗井不通

原因分析：（1）鍛銑時(shí)鉆井液粘度要求90～120秒，靜止時(shí)間長(zhǎng)，鉆井液成糊狀，造成洗不通。解決辦法：增加提下鉆速度，減少修井液靜止時(shí)間。如果井筒內(nèi)修井液靜止時(shí)間長(zhǎng)，在下鉆過程中采用分段洗井，特別注意在洗井時(shí)不要?jiǎng)愚D(zhuǎn)盤，不要上下活動(dòng)鉆具。

（2）鍛銑時(shí)鉆井液中的鐵屑不能被完全洗出來(lái)，在下鉆過程中，修井液進(jìn)入鉆具內(nèi)，而修井液中的鐵屑則被擋在鍛銑器活塞內(nèi)，越積越多，造成堵死。解決辦法：用木塞子把鍛銑器底部水眼堵上或在鍛銑下部加一個(gè)單流閥。

6.3 鍛銑器加不上鉆壓、刀具收不回

原因分析及解決辦法：加不上鉆壓，就是刀具沒有打開。刀具打不開和收不回的原因就是鐵屑把活塞、刀片堵死，使其不能移動(dòng)。解決辦法就是在鍛銑時(shí)經(jīng)常活動(dòng)鉆具，沖洗堆積在工具周圍的鐵屑。一般每鉆進(jìn)半米就進(jìn)行活動(dòng)鉆具，或出口返出鐵屑量突然減少時(shí)進(jìn)行活動(dòng)鉆具，沖洗鐵屑。

圖7 擴(kuò)眼器

擴(kuò)眼鉆具組合：Ф1 1 6 m m擴(kuò)眼器×1 . 5 8 m + 2 1 1×2 A 1 0轉(zhuǎn)換接頭×0 . 4 3 m +Ф8 9 m m鉆鋌6根×5 4 . 9 4 m + 2 A 1 1×2 1 0轉(zhuǎn)換接頭×0 . 2 3 m +Ф7 3 m m加重鉆桿8根×74.4m+Ф73mm正扣鉆桿串至3494.5m，動(dòng)轉(zhuǎn)盤擴(kuò)眼至3528.5m，完成擴(kuò)眼。擴(kuò)眼參數(shù)：轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速40r/min，無(wú)鉆壓或輕微鉆壓，泵壓10MPa，排量550L/min。

擴(kuò)眼時(shí)注意的問題：

（1）下鉆過程中，司鉆要求操作平穩(wěn)，嚴(yán)格控制下放速度，做到精心操作。要求每柱下放時(shí)間在4～5min，防止損壞擴(kuò)眼鉆頭，以免影響擴(kuò)眼進(jìn)度和質(zhì)量。 如下鉆過程中出現(xiàn)遇阻現(xiàn)象應(yīng)停止下放，遇阻不超過10KN，應(yīng)采取緩慢上下活動(dòng)鉆具使其順利通過。 下鉆中途嚴(yán)禁隨意轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具和開泵，防止擴(kuò)眼工具中途張開損壞套管及擴(kuò)眼工具。

（2）擴(kuò)眼工具必須下至鍛銑井段上窗口以下0.5m才可以進(jìn)行擴(kuò)眼；擴(kuò)眼至鍛銑段下窗口以上0.5m，必須停止擴(kuò)眼。

（3）為了使鉆井液能充分的攜帶擴(kuò)眼工具切削下來(lái)的巖屑，對(duì)于成功的擴(kuò)眼作業(yè)來(lái)說非常重要，鉆井液粘度50～60S范圍以內(nèi)。動(dòng)切保持在12-14 Pa.

8 封堵鍛銑井段及井筒

8.1 封堵鍛銑井段

下打灰管柱Ф7 3 m m斜尖×0 . 4 1 m + K C F Z - 1 2 8彈性扶正器×0.83m+Ф73mm外加厚油管1根+ KCFZ-128彈性扶正器×1.08m+Ф73mm外加厚油管串至井深3530m，洗井3小時(shí)，泵壓9MPa，排量500L/min 。正循環(huán)注前置液8m3，正循環(huán)注隔離液2 m3，正循環(huán)注 r=1.9水泥漿2.5 m3，正循環(huán)注隔離液2 m3，正循環(huán)注頂替液泥漿8.2 m3，上提管柱20m至井深3510m，然后下放至井深3530m，上提下放3趟。提鉆7立根，使管角位于3387m，反洗井至進(jìn)出口液性一致，泵壓11MPa，排量510L/min。提鉆5立根使管角位于3273m，反擠泥漿1.14 m3，憋壓20Mpa，關(guān)井候凝48h。本次下KCFZ-128彈性扶正器的目的是因?yàn)殄戙娋尉圯^大，用扶正器攪動(dòng)鍛銑井段內(nèi)水泥漿，使其鍛銑井段內(nèi)水泥漿均勻。

8.2 下電橋

電纜下Ф108m m電橋，電橋座封于3395m，對(duì)電橋試壓15MPa，穩(wěn)壓30min，無(wú)壓降，試壓合格；

9 總結(jié)

套管鍛銑是一項(xiàng)特殊的修井工藝，我們要特殊對(duì)待，除了優(yōu)質(zhì)快速外，防止卡鉆工作尤為重要，一旦發(fā)生卡鉆，沒有好的處理手段，因此，在鍛銑作業(yè)過程中，要有一套優(yōu)質(zhì)的泥漿性能，即能保證地層穩(wěn)定，又能把銑出的鐵屑攜帶出來(lái)，并且要用好固控設(shè)備，保證泥漿的凈化。在操作方面，技術(shù)人員和司鉆要不斷的認(rèn)真分析井下情況，密切注意參數(shù)變化，特別是扭矩和泵壓，除在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)活動(dòng)鉆具外，發(fā)現(xiàn)扭矩增大、泵壓上升，應(yīng)立即對(duì)井下情況進(jìn)行分析，及時(shí)的活動(dòng)鉆具，并且不要強(qiáng)提硬壓，還要注意防頓鉆事故的發(fā)生。