复杂结构井开采-修井作业

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1、第五章复杂结构井增产措施与井下作业修井作业中国石油大学(北京)目录§复杂结构井作业技术难点§复杂结构井冲砂工艺§复杂结构井打捞工艺复杂结构井修井作业复杂井身结构井由于受特殊的井身结构、大井斜角和小井眼尺寸等因素的影响,给后期修井作业带来了很大难度,致使常规的井下作业方法和工具已不能有效地实现修井的目的。复杂结构井管柱受力较为复杂，特别是“钟摆力”和弯曲应力很大、分力多，活动解卡时的拉力和扭矩不易最大限度的传递到卡点上，解卡成功的机率低。倒扣时也无法准确掌握中和点，倒扣打捞落物长度短，提下打捞工具次数多。复杂结构井修井作业斜井、水平井的修井与直井相比有如下特点1.油层砂粒

2、更容易进入井筒，结果是形成长井段的“砂床”，严重时砂堵井眼。2.井内管柱贴近井壁低边，“钟摆力”获得平衡。长井段“砂床”中的管柱，受“钟摆力”的摩擦面积大的双重作用，更容易形成卡钻。所以冲砂、解卡打捞成为常见的井下作业之一。3.水泥浆中过剩的水可沿着注过水泥的环形空间高处侧面造成一条水流通道，造成挤注水泥失败，这是挤注水泥过程中值得注意的问题。复杂结构井修井作业打捞解卡作业技术难点在复杂井身结构井生产过程中,由于套管变形,砂、蜡、落物、水泥卡管柱,小井眼作业,大直径工具下井,分层注采等原因经常需要进行打捞解卡作业。常规小修打捞技术是利用油管将通井机额定提拉载荷传递到井底

3、,作用在落鱼上,达到解卡的目的。如果不能解卡,则用大修钻机进行大力提拉解卡或钻、磨、铣处理。复杂结构井修井作业打捞解卡作业技术难点由图分析知,作业设备的提拉载荷Ｆｋ要克服打捞管柱重力Ｗｍ及套管与打捞管柱之间的摩擦力ｆｍ才能传递到落鱼。打捞解卡的技术核心是保证作用在落鱼上的力,即解卡力足够大,以克服落鱼所受的阻力。打捞解卡力Ｆｄ为：式中,Ｆｄ为解卡力,ｋＮ;Ｆｋ为通井机额定提升载荷,ｋＮ;Ｈｚ为造斜点深度,ｍ;ｑｍ为单位长度打捞管柱在井筒液体中的重力,ｋＮ;ｆｍ为摩擦力,ｆｍ=ｆ(Ｆｋ,α,μ),ｋＮ;α为鱼顶深度井眼井斜角,(°);Ｒ为造斜井段的曲率半径,ｍ。复杂结构井

4、修井作业打捞解卡作业技术难点由前式知,作业设备提升能力、打捞管柱强度、井深及井眼曲率是影响复杂井身结构井打捞解卡力的主要因素。ａ)解卡力对作业设备的要求目前油田投入生产的小修作业设备,以配置390ｋＮ级提升系统的通井机为主,作业井架极限载荷为750ｋＮ。深井、复杂结构井解卡力往往超过通井机许用最大工作载荷,不能满足打捞作业施工的实际需要。这样就必须使用大修作业车载钻机完成解卡施工,增加了施工成本,延长了躺井时间,降低了油井产量。复杂结构井修井作业打捞解卡作业技术难点ｂ)复杂井身结构对解卡力的影响复杂井身结构井大多为定向井,一般在造斜段具有较大的井眼曲率,在井口大力提拉时

5、,打捞管柱与套管内壁发生多点接触,在触点产生纯滑动、纯滚动及滑动与滚动等3种形式的相对运动,地面设备的提拉载荷大部分用于克服打捞管柱与套管内壁之间的摩擦力,这部分解卡力作用在套管上,而不能直接作用在落鱼上,这样作用在落鱼上的解卡力非常小,而且井越深、井眼曲率越大,其传力效率越低。复杂结构井修井作业打捞解卡作业技术难点ｃ)打捞管柱强度对解卡力的限制油井常用生产管柱为88.9和73ｍｍ的油管,对深井、复杂结构井,通常根据实际情况采用变径、变钢级组合管柱来提高上部管柱的安全系数。而钢级Ｎ80的88.9和73ｍｍ油管螺纹最小屈服强度为707.22-921.04ｋＮ,同时打捞管柱

6、自身的重力也要消耗部分提拉力,在大力上提解卡时,造成打捞管柱的疲劳损坏,容易使井下情况复杂化,达不到解卡的目的。复杂结构井修井作业打捞解卡作业技术难点ｄ)打捞作业存在较高的安全隐患在大力提拉解卡时,容易造成井架绷绳地锚拔脱、油管脱螺纹弹跳伤人、大绳跳槽、倒井架等事故,存在极大的安全隐患。复杂结构井修井作业冲砂工艺水平井沉砂、冲砂有以下特点1.在已完成试产的水平井中，沉积物是钻屑、油砂、钻井液和完井液中的固相，以及其他措施后的固相沉积。2.地层砂随原油运动到井筒内并重新沉降形成新的沉砂床，同时在压差作用下，沉砂床发生“固化”。3.对已下打孔管完井的井，沉积物主要是地层砂及

7、完井液的单封、暂堵剂等残留物，由于固相颗粒很细且有部分高分子物质，因此沉积物很“顽固”。复杂结构井修井作业冲砂工艺水平井沉砂、冲砂有以下特点4.沉积时间较长，必须要有大于钻井过程中的液体能量冲起沉砂。5.同一口井中，不同井段的作业参数不同。6.冲起的砂粒在造斜段和水平段容易再次沉积。7.修井的水平井冲砂作业往往与解卡打捞工作同时进行，作业难度增加。复杂结构井修井作业冲砂工艺洗井液洗井液的功能与常规井有所不同，受多种影响因素制约，应全面考虑其特殊需要。应以安全快速、不损害油气层、有利于钻屑运移及低成本为目标。必须具有高携砂能力、抗剪切、低摩