中国石油大庆油田有限责任公司试油试采分公司
摘要:水平井进行泵送分簇射孔+复合桥塞分段封堵+体积压裂后,投产时常用连续油管携带工具钻磨复合桥塞,实现井筒畅通,达到增产效果。但是国内连续油管设备数量不多,安装拆卸工序繁琐,存在易卡钻等风险,况且对于工具的要求高,各项成本也很高。结合南贝尔凹陷地区地层压力低的特点,对XXI区块TXXI-X-P1、TXXI-X-P2及TXXI-X-P3等3口水平井压裂后,应用了油管输送钻磨工具钻磨复合桥塞技术;采用5LZ 95×7.0-VII-S螺杆钻具及φ114 mm 四刃平底磨鞋,优化碎屑补集器等地面流程,严格控制泵压、排量、钻压等技术参数;实现单趟钻磨管柱最多钻除14个复合桥塞,单个桥塞平均钻磨时间为79 min,单个桥塞最快钻磨用时40 min,并且施工途中管柱无砂卡、不进迟等现象。现场实践证明,油管输送钻具钻磨桥塞工艺效率不低于连续油管作业,且达到了节省施工成本的目的。
关键词:水平井;增产;复合桥塞;钻磨 ;连续油管;油管输送
油田抢抓技术攻关,加大投资力度,开发水平井采用水力泵送桥塞分段压裂技术[1-3]。该工艺不受压裂层数的限制, 钻磨掉桥塞后,有助于井筒畅通,达到增产目的又方便后续工艺管柱的下入[4-5]。复合桥塞在射孔时在直井段通过电缆进行输送,水平段则利用压裂泵车打压送至设计位置;复合桥塞具有较高的承载能力,满足大排量泵入、钻磨效率高等特点[7-8]。
1 钻磨工具选择
钻磨桥塞工具选配依据突出功能、考虑井内压力、适合本地区的原则。油管与工具丝扣处涂好丝扣油,缠好生胶带,依次连接,不增加多余接头。
1.1 单向阀
单向阀型号为FP2 7/8″ ×35 MPa,可实现流体的单向流动,阻止井底流体沿管内上窜,保护螺杆钻具和实现油管内防喷,可承压35 MPa。
1.2 螺杆钻具
优选5LZ 95×7.0-VII-SF型螺杆钻具,在一定的排量和泵压条件下马达转动有效,能够两全均衡转动速度和扭矩力,又能承压较大载荷。
1.3 平底磨鞋
4列平底磨鞋,本体底部分列4个凸起的板形刃体,每个刃体前端并列镶嵌板状硬质合金柱体,后端焊死合金颗粒,与刃体同高,具有刚度大,材料布置适合等特点,能够阻止大颗粒物质的返铣,重新钻磨到尺寸足够小方能返出。
2 采用技术措施
水平井钻磨桥塞施工中现场必须控制好排量、泵压及钻压等施工中重要的参数。撬装泵排量显著影响螺杆钻具工作效率、环空返液流速和携带碎屑效果,泵压的变化直接反映井下钻磨情况,钻压是钻磨作业中操控的关键。施工中要保障环保工作,确保循环洗井足够量的基液,做好过程控制。
2.1 撬装泵排量
由于XXI区块3口井都已投产,因此桥塞上端都有一定量的压裂砂沉积。以TXXI-X-P2井为例,由于该井安装抽油机投产一个多月,探第一个桥塞时,管柱遇阻深度距离桥塞深度91.43 m,作业人员随即组织冲砂。启泵循环,排量缓慢提升至0.45—0.55 m3/min之间,先测量记录螺杆钻具空转泵压,随后参考螺杆钻具所允许的最高压力降,计算出施工过程中可以控制的最大泵压和最佳工作泵压。
2.2 施工钻压与泵压
钻磨桥塞过程中真实钻压控制在20 kN左右,由于套管水平段摩擦阻力过大,拉力表显示钻压不一定是实际作用在桥塞上的钻压,钻磨后几个桥塞过程中,由于套管水平段摩擦阻力过大,施加钻压应主要参考泵压,以工作泵压大于空转泵压2-3 Mpa为准。密切监控泵压、排量变化,如果泵压过大,应及时活动管柱至正常压差。在泵压和排量无异常的情况下,尽量采用低钻压、高泵压、大排量可加快钻磨的速度。
2.3过程控制
保持工作泵压,每次下放管柱10 cm,钻磨时间3-5 min;在钻磨进尺0.8 m后,每间隔15-20 min应上提下放活动管柱2-3 m,判断是否钻除桥塞;如未继续进尺,可重复以上过程。地面流程套管出口先连接碎屑补集器,后进入沉砂池,沉砂池以及与之连接的循环池钻磨桥塞前应清理干净。钻磨桥塞过程中合理施加钻压,避免卡钻、顿钻,减少钻具损伤,以便一趟管柱钻磨完全部桥塞。
3 应用实例及效果分析
TXXI-X断块地理位置位于TAMSAG盆地XXI区块内,构造位于南贝尔凹陷东次凹北洼槽,TXXI-X-P1、TXXI-X-P2及TXXI-X-P3等3口水平井位于断块东北部,附近6口井地温梯度为3.47-3.80 ℃/100m,平均3.62 ℃/100m,预计地层温度65-70 ℃,附近4口井南一段实测地13.71-16.69 MPa,平均15.13 MPa,地层压力系数0.90-0.93,平均0.91。
构造位置相对较低,有效厚度小,采用水平井开发。已TXXI-X-P3井为例,采用复合桥塞进行分隔,套管逐层压裂,共计压裂9层,打复合桥塞8个,于9月30日完成全井压裂施工,10月1日8:18开始放喷,施工前敞口放喷,日产液为48 m³。用底部带四刃平底磨鞋连接螺杆钻具管柱一次钻通井内全部桥塞,单个桥塞平均钻磨成功时间为55 min,最快用时40 min;3口井中单趟管柱最多钻除14个复合桥塞,单个桥塞平均钻磨时间为79 min。
4 结论
(1)油管输送钻具钻磨复合桥塞技术,适用于地层压力低,放喷结束后井口压力不高,日排液放喷出液量小的水平井,钻磨作业效率不低于连续油管作业。
(2)地面流程简捷实用,井内无需多余工具,设备设施成本低廉,使用操作方便可靠,同时保证了钻磨作业高效率需求。
(3)整体试验效果良好,成本相比连续油管设备低、钻磨桥塞效率高、施工区域适应性强,可在地层压力低压区块推广应用。
参考文献
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第一作者简介:高苏日塔拉图,男,1992年出生,大学本科,助理工程师,2014年毕业于东北石油大学石油工程专业,现从事油气测试技术工作。