摘要:福山油田朝陽(yáng)區(qū)塊注水系統(tǒng)環(huán)保隱患治理井是一口對(duì)高壓注水井(井口壓力20MPa),但由于注水系統(tǒng)故障,需要實(shí)施泄壓、壓井、起油管以及后續(xù)側(cè)鉆作業(yè)和井下作業(yè),目的是消除安全隱患、恢復(fù)注水系統(tǒng)的完整性。但由于該井承壓時(shí)間長(zhǎng)、井口壓力高、井下情況風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn),帶來(lái)較大的環(huán)保隱患,施工風(fēng)險(xiǎn)與難度相對(duì)較高。本文對(duì)該井的施工難點(diǎn)進(jìn)行了分析,對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行了總結(jié),重點(diǎn)對(duì)前期井眼準(zhǔn)備中壓井過(guò)程、裸眼側(cè)鉆經(jīng)過(guò)及后期井下作業(yè)中的洗井、射孔、試注進(jìn)行了詳細(xì)闡述。該井施工包括了修井、鉆井及試油的一系列工程,在類似井施工中有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞:風(fēng)險(xiǎn)控制;壓井;高壓;注水井;側(cè)鉆

1老井眼簡(jiǎn)況及施工風(fēng)險(xiǎn)

需治理的老井井號(hào)為朝4x,為福山油田朝陽(yáng)區(qū)塊一口高壓注水井(井口壓力20MPa),但存在注水系統(tǒng)環(huán)保隱患治理。但由于注水系統(tǒng)故障,需要實(shí)施泄壓、壓井、起油管以及后續(xù)側(cè)鉆作業(yè)和井下作業(yè),目的是恢復(fù)注水系統(tǒng)的完整性。但由于該井承壓時(shí)間長(zhǎng)、井口壓力高、井下情況風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn),帶來(lái)較大的環(huán)保隱患,施工風(fēng)險(xiǎn)與難度相對(duì)較高。該井為一口三開(kāi)井,套管結(jié)構(gòu)為Φ339.7mm+Φ244.5mm,井深4510m,未下油層套管,曾經(jīng)采取技套鞋(1998.12m)打水泥塞完井,塞面深度1946.84m。后期在1833.4-1889.4m技套內(nèi)井段實(shí)施射孔,下十字叉+Φ73mm加厚油管至1900.35m,轉(zhuǎn)為注水井,日注量80m3,注水期約3年。由于朝4x井注水壓力高達(dá)20MPa,不能正常注水,同時(shí),由于井口長(zhǎng)期承壓較大、井口控壓設(shè)備的逐年老化,存在極大的環(huán)保隱患,需側(cè)鉆、治理環(huán)保隱患,同時(shí)恢復(fù)注水系統(tǒng)。

施工難點(diǎn):

(1)井眼準(zhǔn)備復(fù)雜。老井朝4x井井口壓力達(dá)20MPa,如何壓穩(wěn)地層、安全地起出油管,做好側(cè)鉆井眼準(zhǔn)備是個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題。

(2)側(cè)鉆難度大。若射孔段套管變形嚴(yán)重則采用Φ244.5mm技套鍛銑側(cè)鉆,若技套內(nèi)下Φ215.9mm鉆頭+Φ212mm穩(wěn)定器通井正常,則采用裸眼側(cè)鉆,老井眼浸泡時(shí)間長(zhǎng),可能垮塌嚴(yán)重,存在大肚子井眼。

(3)卡鉆風(fēng)險(xiǎn)大。老井眼壓完井后,側(cè)鉆鉆進(jìn)鉆井液密度較高,壓差卡鉆風(fēng)險(xiǎn)大;老井眼采取技套腳打水泥塞完井,后期施工存在技套腳掉水泥塊卡鉆風(fēng)險(xiǎn)。

(4)后期井下作業(yè)恢復(fù)注水系統(tǒng)復(fù)雜。井口需換裝采油樹(shù)及封井器,增加了工作難度;鉆井隊(duì)井架不便于立油管,每趟下井油管都需起甩油管,增加了安全風(fēng)險(xiǎn)。

2地面隱患治理與壓井

清理井場(chǎng)地面注水設(shè)備,安裝鉆井隊(duì)設(shè)備及連接泄壓流程,共泄出1370m3水,井口靜止壓力降為油壓7.5MPa、套壓8MPa。壓井前地面配置密度1.55g/cm3鉀鹽聚合物鉆井液120m³,正循環(huán)壓井排量0.65-0.68m³/min,控制返出量0.60-0.72m³/min。壓井液出油管前立壓由14MPa降至10MPa,套壓8-10MPa;出油管后,立壓逐漸上升至12MPa,套壓逐漸下降至4MPa。返出壓井液密度1.50g/cm³,當(dāng)測(cè)得出口密度1.53g/cm³時(shí)停泵,套壓、立壓為0,出口無(wú)溢流,壓井成功,累計(jì)注入壓井液80m³,返出79m³。壓井成功后,采取同比重鉆井液循環(huán)2個(gè)全程,排量0.65m³/min,無(wú)溢流。開(kāi)井靜止觀察24h無(wú)溢流,壓井成功。之后安裝2FZ18-35型封井器后起出井內(nèi)油管。起出油管125根,發(fā)現(xiàn)環(huán)空有小量鉆井液外溢,關(guān)井套壓為0,外溢流量1L/8min,組織下油管、地面配1.60g/cm3壓井液。壓井一個(gè)循環(huán)周至出口密度1.60g/cm3,入口密度1.60g/cm3,靜止觀察期間出口無(wú)外溢。靜止觀察32h無(wú)明顯受侵情況,判斷井控風(fēng)險(xiǎn)不大,下步?jīng)Q定井漿密度提至1.70g/cm3后起油管。之后拆井口2FZ18-35封井器,安裝FH35/70+2FZ35-70+ST35-70防噴器組及節(jié)流、壓井管匯等井控設(shè)備,并試壓合格。

3通井?dāng)D水泥與承壓

下鉆通井(Φ215.9mmHA517G×0.25m+430/410×1.22m+Φ165mm浮閥×0.5m+Φ212mm穩(wěn)定器×1.81m+Φ127mm加重鉆桿×159.776m+Φ127mm鉆桿),探塞塞面深1946m,下鉆過(guò)程中無(wú)阻卡情況,鉆塞至1949m,循環(huán)返出為硬水泥顆粒,無(wú)鐵屑。下光鉆桿至1910m,接固井設(shè)備擠水泥作業(yè),共注入平均密度為1.88g/cm³水泥漿12m³,替漿13.8m³,起鉆至1453m關(guān)井?dāng)D入6m³鉆井液,立壓12MPa,憋壓20min后套壓7.5MPa,開(kāi)井泄壓,返出0.72m³,繼續(xù)起鉆完,候凝36h。下鉆探塞,塞面位置1780m,即封固段為1780-1910m,已封固射孔段(1833.4-1889.4m),鉆塞至技套腳,做承壓試驗(yàn),當(dāng)量密度為1.94g/cm³,未漏,滿足后期施工要求。繼續(xù)鉆塞出技套(技套深1998.12m),鉆塞出套管5m后進(jìn)入老井眼,已無(wú)水泥塞,繼續(xù)劃眼至2017m,由于井塌嚴(yán)重,無(wú)放空情況,開(kāi)泵可承受240KN靜壓,計(jì)劃在該位置側(cè)鉆。

4側(cè)鉆與鉆完井

4.1裸眼側(cè)鉆

第一次側(cè)鉆失。簜(cè)鉆鉆具Φ215.9mmBIT+Φ172mm1.25°螺桿+浮閥+MWD+Φ165mmNMDC 1根+Φ127mmHWDP17根+Φ127mmDP。從2017m側(cè)鉆至2052m鉆時(shí)突然變快,鉆回老井眼,停泵觀察無(wú)泥漿外溢情況,起鉆換常規(guī)鉆具下鉆在老井眼沖劃通井?紤]到老井眼浸泡時(shí)間長(zhǎng),下部可能存在垮塌、大肚子情況,劃眼難度大,經(jīng)和甲方領(lǐng)導(dǎo)溝通打水泥塞側(cè)鉆。第二次側(cè)鉆成功,但下鉆風(fēng)險(xiǎn)較大:為確保側(cè)鉆成功,采用“直螺桿+彎接頭”組合,側(cè)鉆組合為Φ215.9mmBIT+Φ172mm直螺桿+Φ165mm1.75°彎接頭+Φ165mm浮閥+Φ165mmMWD +Φ165mmNMDC 1根+Φ127mmHWDP 17根+Φ127mmDP,從2037側(cè)鉆至2054m,測(cè)得夾壁墻1.23m,返出巖屑為綠灰色泥巖,無(wú)水泥顆粒,確定側(cè)鉆出老井眼,起鉆換“PDC+1.25°螺桿”定向鉆具下鉆至2037m(側(cè)鉆造斜點(diǎn)位置)遇阻,各個(gè)方位試下入無(wú)效,原因分析:造斜位置可能存在臺(tái)階,本趟鉆下入PDC+1.25°螺桿,剛性改變,鉆頭難以入造斜位置?紤]到PDC工具面不穩(wěn)、切削水泥快,不容易入窗口,下步起出鉆具換牙輪鉆頭,擺好方位后劃眼、修整窗口。再次下入“牙輪鉆頭+1.25°螺桿”組合,下鉆至2037m仍有遇阻情況,擺方位至原先定向方位240°定向劃眼,逐漸偏離老井眼,側(cè)鉆成功。

4.2鉆完井作業(yè)

鉆進(jìn)風(fēng)險(xiǎn):側(cè)鉆成功后,主要存在問(wèn)題是該井使用1.70g/cm3壓井液密度壓井成功,雖然后期擠水泥封固了射孔段,無(wú)溢流情況,但是否將所有炮眼封固好,沒(méi)有檢驗(yàn)措施,后期采用高密度鉆進(jìn),一方面容易發(fā)生井漏,一方面容易發(fā)生粘卡,若是降低密度有可能上部注水層段再次出水,造成溢流,同時(shí)在使用高密度鉆進(jìn)的井段突然降低密度,存在井眼垮塌的風(fēng)險(xiǎn)。

風(fēng)險(xiǎn)控制措施:

(1)簡(jiǎn)化鉆具組合。

(2)逐漸把密度降至1.50g/cm3,過(guò)程中加強(qiáng)坐崗、加密測(cè)量泥漿液量與性能,如出現(xiàn)水侵、掉塊情況,及時(shí)提高泥漿密度。

(3)加入石墨、極壓潤(rùn)滑劑等將鉆井液摩阻系數(shù)降至 0.10 以下,提高鉆井液潤(rùn)滑防卡能力。

(4)鉆井液粘度控制在50-70s,預(yù)防粘吸卡鉆。

(5)提前儲(chǔ)備好充足的單封、復(fù)合堵漏劑等堵漏材料,發(fā)生漏失隨即堵漏。該井后續(xù)施工過(guò)程中逐步把密度降至1.54g/cm3完鉆,未發(fā)現(xiàn)水侵及地層垮塌情況。后期在潿三段鉆進(jìn),接完單根粘鉆具,下放不明顯,上提附加14-22t,現(xiàn)場(chǎng)主要加乳化瀝青和石墨改善泥漿潤(rùn)滑性;鉆進(jìn)至2744m短起下8柱因粘卡每次卸立柱后上提附加拉力30t左右方可提開(kāi),起鉆過(guò)程中無(wú)拉力顯示,下鉆到底開(kāi)泵正常,停泵及短起下期間高架槽無(wú)外溢情況。鉆進(jìn)至2826m完鉆,兩次完井電測(cè)順利,固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)。

5井下作業(yè)

5.1洗井與射孔

測(cè)聲幅合格后,進(jìn)行油層套管坐卡,安裝35MPa采油樹(shù)四通及2FZ18-35封井器,連接洗井管線。下Φ116mm *1.42m通井規(guī)+Φ73mm加厚油管162根,坐油管掛,完成Φ116mm通井規(guī)深度1530m,清水18m³反替泥漿;之后拆除洗井管線起出油管掛,繼續(xù)下油管。下Φ116mm *1.42m通井規(guī)+Φ73mm加厚油管134根,實(shí)探人工井底深度2801.2m,坐油管掛,完成φ116mm通井規(guī)2798m,連接替漿管線,清水33m³反替泥漿,洗至進(jìn)出口液性一致。起完油管后拆原井井口大四通,換裝QS65-70型采油樹(shù)大四通,坐油管掛,完成射孔管柱深度,射孔槍底孔2715.8m,頂孔2481.6m,起爆器2478.22m,篩管2477.735m,定位短節(jié)2457.783m。連接放噴管線、投棒、槍響,射孔井段(潿三段):2481.6-2715.8m,觀察2h,出口返液,流量2.2m³/h。使用密度1.05g/cm³壓井液60m³反循環(huán)洗井,洗至進(jìn)出口液性一致,停泵觀察無(wú)流體外溢。拆采油樹(shù)上掛,裝2FZ18-35防噴器,起甩油管,起完射孔槍,檢查發(fā)射率為100%。

5.2試注

下十字叉+Φ73mm加厚油管289根,下深2735.53m,反洗井45m3,測(cè)得進(jìn)出口液性一致,安裝QS65-70型采油樹(shù),泵車注清水試注,泵壓12MPa,穩(wěn)壓10min,注入0.7m3;泵壓15MPa穩(wěn)壓10min,注入1.2m3;泵壓20MPa穩(wěn)壓10min,共注入2.2m3,完井。連接注水流程,交井,污水處理廠開(kāi)始注水,日注水量200-280m3。

6結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1)各項(xiàng)作業(yè)前,應(yīng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與安全交底,切實(shí)做好安全措施。

(2)井口壓力高,小井眼壓井作業(yè)時(shí),井口壓力控制與常規(guī)壓力計(jì)算值不符合,實(shí)際施工時(shí),要密切測(cè)量注入液量與返出液量的平衡,合理控制閘門(mén),確保壓穩(wěn)地層。

(3)在老井眼側(cè)鉆時(shí),可能存在井眼垮塌、大肚子井段,側(cè)鉆初期導(dǎo)向鉆進(jìn)容易鉆回老井眼,導(dǎo)致側(cè)鉆失敗。

(4)在使用高密度壓穩(wěn)地層后施工的井,在鉆進(jìn)施工中鉆井液密度高,建議使用鹽水泥漿,同時(shí)加大潤(rùn)滑劑的投入,確保鉆井液有良好的潤(rùn)滑性,同時(shí)簡(jiǎn)化鉆具組合,防粘卡。

(5)在進(jìn)行后期井下作業(yè)時(shí),需要多次拆換井口,安裝循環(huán)流程,在作業(yè)時(shí),要提前做好準(zhǔn)備工作,加強(qiáng)工序的銜接。

參考文獻(xiàn):

[1]崔連可,單敬福,張文澤.工程師法壓井在浩X井的應(yīng)用[J].當(dāng)代化工,2016(11):2570-2572.

[2]王小龍.準(zhǔn)噶爾盆地滴西地區(qū)高壓氣井壓井工藝的分析[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013(14):121.

[3]李洪俊,代禮楊,蘇秀純等.福山油田流沙港組井壁穩(wěn)定技術(shù)[J].鉆井液與完井液,2012(06):42-44+48+88.

[4]練欽.海南福山油田易塌層段鉆井液施工技術(shù)[J].西部探礦工程,2010(04):45-46+49.

[5]李遠(yuǎn)兵,王加強(qiáng),趙彬等.高壓注水井測(cè)試井口裝置和加重桿研究[J].油氣田地面工程,2010(09):99.

[6]王繼偉,張嘯,王海樓等.注水井壓控結(jié)合大修作業(yè)技術(shù)研究與應(yīng)用[C].長(zhǎng)春:吉林省第六屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì),2010(10):113-115.

[7]任美鵬,劉書(shū)杰,耿亞楠等.置換法壓井關(guān)井期間壓井液下落速度計(jì)算方法[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2018(06):128-133.

[8]袁波,汪緒剛,李榮等.高壓氣井壓井方法的優(yōu)選[J].斷塊油氣田,2008(01):108-110.

[9]陳曉華,劉學(xué)子.液面監(jiān)測(cè)技術(shù)在塔河油田TK916井修井中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工,2012(20):73-74.

[10]張喜明,樊建春,代濠源等.環(huán)空帶壓氣井液位測(cè)試方法改進(jìn)研究及應(yīng)用[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2018(10):93-98.