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覃?立?文?兵?趙正紅?吳志國?蔣?利

（ 中國石化西南打撈技術中心，四川德陽  618000）

 

摘?要：在定向、水平井套變中修復處理通徑的難點在于：井眼曲率變化大、井眼小、易出新井眼、修復工具選擇困難、處理管柱結構復雜、處理參數不易控制。本文根據套變類型，從套變形態診斷、修復工具選擇、修復管柱優化、修復方案制訂等幾個方面進行分析，總結出定向水平井套變的修復處理技術，成功修復了WY26-5HF井、WY26-4HF井的井筒通徑，為今后的定向、水平井套變的通徑修復施工積累了經驗。

關鍵詞：定向水平井；套變；磨銑；通徑修復技術 

中圖分類號：TE122 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2024）14-0008-03

 

0引言

近年來，定向、水平井在油氣勘探開發工程中已成為常態，以其能有效提高單井產量，提高開發效益，獲取更多地質資料正逐步成為各大油田經濟開發的有效手段。隨著定向水平井開采數量逐年增加，在生產及井下作業過程中，由于地質情況復雜及開采工藝缺陷，不可避免地會發生套變，甚至失掉井筒通徑等復雜情況。由于定向、水平井井眼軌跡的特殊性，在找回井筒通徑作業上存在較大難度。本文從套變形態、修復工具、修復管柱等幾個方面，對威頁26-5HF井井筒通徑修復處理過程進行了深入分析、總結，為今后的定向、水平井套變井筒通徑修復處理提供了推薦處理方法。

1威頁地區套變井筒通徑修復的難點分析

1.1曲率變化大、井眼小

威頁地區勘探開發以定向、水平井為主（套管內徑121.42mm和114.3mm），存在高溫、高壓、井眼軌跡曲率變化較大等情況。一旦發生套變，多數是破損型，甚至是封堵型。要對井筒通徑進行修復處理，處理管柱的軌跡必須滿足井筒軌跡的要求，并要求泥漿性能必須穩定且抗污染。由于井控風險較大，增加了處理的難度。

1.2修復工具選擇困難

由于定向水平井的特殊性，修復工具在設計、加工制造上比常規井要求嚴格。在材料選擇上，比常規工具強度要求更高，更耐磨。修復工具的尺寸受到套管內徑、套變形態、井眼曲率變化等限制，往往需要特殊加工^[1]，所需的工具必須保證下得去、起得來、修復有效率；與常規井所用工具相比較，修復管柱的強度要求更高、工具更耐用、處理參數選擇面更窄，修復工具還要有更高的材質強度保證，才能實現修復通徑的目的，滿足修井作業施工的需要。

1.3處理管柱結構復雜

威頁地區在處理復雜事故時，涉及沖砂、打印、套銑、磨銑等多項工藝，每種工藝的管柱結構各不相同，均包含多個輔助工具和連接接頭，處理管柱結構復雜。在確保下入工具的正常使用下，對修復管柱的抗拉、抗扭要求極高，管柱尺寸必須與套管內徑、井眼曲率等相適應，確保管柱順利入井、出井，并要滿足壓井、抗拉、套磨銑等要求^[2]。若操作不當或出現失誤，極易導致事故復雜化。

1.4處理參數難以設定

在定向水平井中，由于處理管柱緊貼井筒底邊的特性，受管柱屈性、井眼曲率、井深及修井液性能的影響較大，管柱摩阻不易確定，且規律性較差，需要及時對操作和處理參數進行調整。若調整不及時，極易導致處理時效低下或事故復雜化。

1.5 修井液性能要求高

威頁地區定向、水平井由于井斜大、位移長、地質構造復雜、大斜度井段套磨銑碎屑濃度高，極易在井眼下井壁堆積形成屑床，導致扭矩增大、摩阻升高，易發生阻卡現象。根據威頁地質資料提供的地層特點及鉆井難點和以往積累的大斜度定向、水平井修井經驗，為了確保定向、水平井修井成功，必須重點解決井眼凈化、減阻潤滑、抗溫穩定等技術難題。井眼凈化是水平井修井的一個主要組成部分。另外，一些非人為因素造成的停泵、檢修、接單根等許多工程因素影響增大風險。因此，要求修井液具有良好的流變性、較強的懸浮攜砂能力，能確保良好的井眼凈化效果^[3]。

2定向水平井套變井筒通徑處理技術

定向、水平井開發生產中，在井下作業工序常規工具通井時，發現遇阻異常，應及時停止作業，先對是否套變進行診斷，以免造成井筒更復雜^[4]。一般采用以下方式進行施工操作判斷。（1）選擇合適的通徑工具進行通井，判斷通過性及通過尺寸；（2）采用鉛模打印方式，分析套變初始形態；（3）采用可視工藝進行相對直觀判斷套變形態，或以上方式交替進行。對于不同情況要分別根據其特點采取相應的修復方案進行處理。處理前，應離遇阻處0.5～1m充分循環井內修井液，并記錄好處理管柱在循環時和不循環時上提、下放和旋轉的指重表、扭矩儀及泵沖等初始讀數，以便處理時參照對比，選擇施工參數^[5-6]。威頁地區定向水平井的套變主要有以下三種形態。（1）套變量較小，有一定的通過性，有可選用的井下工具；（2）套變量較大，沒有可選用的井下工具；（3）套損型套變，無通過性，或以上3種形態并存一井。通過近年來對套變事故井的處理，總結出定向、水平井套變井筒通徑的修復技術。

2.1變形量較小的套變通徑修復技術

通過對套變形態的診斷，套變井筒通徑的通過尺寸有可選用的井下生產工具，且套管較完整。此類問題主要解決下入工具管柱的安全性，要求工具下入管柱的軌跡與井筒軌跡相一致。處理管柱結構推薦使用引錐+帶修復功能的模擬通井工具+安全接頭+打撈杯+扶正器+上部管柱組合，要求有足夠的抗拉、抗扭強度。通井遇阻時采用極低鉆壓，小扭矩，較大排量旋轉修復，往復通過，能正常下入時即修復完成。繼續下至要求井深，如再次遇阻，重復以上操作。

2.2變形量較大的套變通徑修復技術

通過對套變形態的診斷，套變量較大，沒有可選用的井下工具，但有一定的通過性，通過尺寸大于預選井下工具的半徑。此類問題主要解決井筒通徑和工具下入管柱的軌跡與井筒軌跡相一致。推薦分兩步處理，即先處理通徑問題，再解決軌跡問題。

處理通徑和處理管柱結構推薦使用引子銑錐+井眼軌跡穩定工具+安全接頭+打撈杯+扶正器+上部管柱組合，要求有足夠的抗拉、抗扭強度。引子銑錐的引子要解決井眼軌跡跟蹤問題，要求強度安全可靠；磨銑材料要求高效、耐用，提高時效。遇阻時采用常規鉆壓，常規扭矩，較大排量旋轉修復，往復通過，能正常下入時即修復完成。繼續下至要求井深，如再次遇阻，重復以上操作。如較長時間（半小時左右）無進尺，且鉆壓正常、扭矩較小或扭矩無明顯變化，起鉆檢查引子銑錐，判斷是否為引子遇阻或磨銑材料磨損。如引子遇阻，選用2.3工藝；如磨銑材料磨損，則更換引子銑錐繼續修復通徑。

處理工具下入管柱軌跡問題與2.1相同。

2.3套損型套變通徑修復技術

一般通過對套變井筒修復處理逐步診斷發現套損型套變，無通過性，通過尺寸小于預選工具的半徑或通徑丟失。此類問題最復雜，套變往往發生在井眼曲率變化較大的井段，井眼軌跡很難跟蹤，以往都是修出新井眼后結束修井。在總結多次失敗經驗的基礎上，創新優化以下處理管柱結構方法。凹面底銑錐鞋+井眼軌跡跟蹤工具+井眼軌跡穩定工具+安全接頭+打撈杯+扶正器+上部管柱組合，要求管柱有足夠的抗拉、抗扭強度，井眼軌跡跟蹤工具通過旋轉管柱解決井眼軌跡跟蹤問題，要求強度安全可靠。凹面底銑錐鞋磨銑材料要求高效、耐用，提高時效。通井遇阻時采用提前旋轉鉆具，較高轉速，極低鉆壓，常規扭矩，較大排量旋轉修復，往復通過，能正常下入時即修復完成，繼續下至要求井深，如再次遇阻，重復以上操作。如較長時間（1小時左右）無明顯進尺，且鉆壓正常、扭矩較小或扭矩無明顯變化，則起鉆檢查，更換凹面底銑錐鞋，繼續修復通徑，或下入工具診斷磨銑情況，調整工具參數。以上套變形態結構均可修復通徑，但時效較低，非套損型套變不推薦選用，應根據套變形態選擇更優的修井管柱結構。

2.4套變通徑修復技術的修井液優選

合適的鉆井液體系性能是修井作業成功的關鍵。根據威頁地區地層特征和施工作業的要求，優選修井液配方是4%坂土漿+0.5%SMP-2+0.5%SMP-1+1%SMC-1+ 1%LV-PAC(LV-CMC)+3%SPNH+3%BY-2+3%WDN-7+ 0.2%NaOH+5%KCL+防卡劑。該體系修井液具有良好的潤滑、抗溫、抗污染、穩定的流變性能、良好的攜屑洗井能力，能較好滿足修井施工作業。

3典型案例

威頁26-5HF井是威頁地區的一口定向水平井，完鉆斜深5490m/垂深33834.62m，油層套管下入139.7mm套管（鋼級125V+125HC，套管內徑114.3mm，氣密扣）至井深5488.82m。在完井通井工序中，用φ111mm單牙輪鉆頭鉆具組合通井至4131.5m時，發現溢流及套損現象，用105mm、73mm通徑工具通井驗證，本井發生破損型套變，套變形態為3種并存一井。通過以上修井工藝，經過29天修復井筒通徑110mm至5488.82m。

威頁26-4HF井的情況與威頁26-5HF井類似。在總結、優化威頁26-5HF井施工經驗的基礎上，本井經過19天完成套變井筒通徑修復作業。

4結語

根據威頁26-5HF井及威頁26-4HF井的處理過程及以往的處理經驗，對定向、水平井套變井筒通徑修復技術形成了初步技術配套。但隨著井的深度、水平段長度和小井眼趨勢發展，更多井筒的復雜情況將繼續出現，還會有更多的疑難問題有待進一步加強研究，需要逐步向系列化發展，才能逐步適應定向、水平井和井下作業施工的需要。

（1）定向、水平井發生套變等復雜情況，能夠通過修井技術處理，但在處理過程中，應慎重使用套、磨銑技術，特別是長段套、磨銑，套、磨會產生不規則的鐵屑殘渣，處理不好會增加井筒復雜情況。

（2）針對有一定通過尺寸的套變井筒，采用引子銑錐組合方法進行修復作業，時效更好；對通過尺寸丟失的套變井筒，采用凹面底銑錐鞋+井眼軌跡跟蹤工具組合方法進行修復作業，能有效跟蹤井眼軌跡。

（3）套磨銑管柱必須帶合適尺寸的隨鉆打撈杯+扶正器，套磨銑一定進尺后，對產生的大量鐵屑采取大排量循環、上提下放管柱方式進行打撈，以便產生的大量鐵屑能返至打撈杯內或及時循環帶出，及時清理井筒，避免卡鉆。

（4）在使用套磨銑技術時，要有耐心，特別是在套磨銑進尺緩慢時不能急于求成，盲目加大參數，以避免井筒情況復雜化。

（5）對于套管破損出砂井，應先設法控制破損段出砂，保持井筒內壓力與出砂段、地層相對平衡，為修井作業建立基礎。

 

參考文獻

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作者簡介：覃立（1970—），男，工程師，研究方向：石油工程鉆井、復雜修井。

 

Application of Casing Deformation Borehole Diameter Restoration Technology in Directional and Horizontal Wells in the Weiye Area

QIN Li,WEN Bing,ZHAO Zhenghong,WU Zhiguo,JIANG Li

(SINOPEC Southwest Fishing Technology Center, Deyang  Sichuan  618000)

Abstract:The challenges in restoring borehole diameter after casing deformation in Directional and horizontal wells include large borehole curvature changes,small boreholediameter,high possibility of creating new boreholes,difficulties in selecting restoration tools,complex treatment string structures,and difficulty in controlling treatment parameters.This paper analyzes the borehole diameter restoration technology for casing deformation in directional and horizontal wells based on the types of casing deformation.From the aspects of diagnosing casing deformation forms,selecting restoration tools,optimizing restoration strings tructures,and formulating restoration plans,we summarize the corresponding restoration techniques.This technology has been successfully applied to restore the borehole diameter of wells WY26-5HF and WY26-4HF,accumulating valuable experience for future borehole diameter restorations in directional and horizontal wells with casing deformation.

Key words:directional horizontal wells;casing deformation;milling;borehole diameter restoration technology