井下作业及其监督管理 下载本文

此外还有油基压裂液,但用得不多。主要用于避免水敏对地层的伤害。 3.支撑剂的作用和类型 (1).支撑剂的作用

在水力压裂中,支撑剂的作用在于充填压裂产生的裂缝。使之不再闭合。形成一个具有高导流能力的流动通道。

(2).支撑剂的类型

压裂用支撑剂分为天然的与人造的两大类型。前者以石英砂为代表,后者以陶粒砂为代表。20世纪50-60年代,曾使用过金属铝球、塑料球、玻璃球、核桃壳粉碎颗粒等,这些均已被淘汰使用。

(六)、油气水井大修

1.大修作业的概念及大修作业与小修作业的区别

油气水井大修是隶属于井下作业的一种工艺形式。它的宗旨是解除复杂的井下事故,恢复油气水井的正常生产。它的工艺流程与一般的井下作业相比,相对复杂。用一般的作业设备和技术手段难以达到目的。必须使用倒扣、平面磨铣、套铣、爆炸等技术手段。

大修作业的内容主要包括套管内的复杂打捞和套管修复。广义上也把套管内侧钻、油井封串、堵漏 、堵层、报废井永久封井也纳入大修作业范畴。

大修作业与小修作业的区别主要有如下几个方面。

(1).内容不同:大修作业的主要内容是负责进行落物的打捞和套管修复。落物打捞是对被卡落物、变形落物、多类型复合落物的打捞。套管修复是对被损坏套管进行整形、加固、补贴、套管更换等综合措施的修复。而小修作业是对油气水井的轻微故障进行的修理和故障排除工作。内容包括冲砂、检泵、水换、钻塞、找封串、找堵漏及简单打捞等。

(2).使用的技术装备不同:大修作业一般采用提升负荷大,带有旋转系统的修井机。循环系统采用泥浆泵和水龙头。小修作业使用提升负荷较小,一般不带旋转系统的修井机和通井机。循环系统采用水泥车。

(3).施工方法不同:大修作业主要施工方法是打捞、解卡、倒扣、平面磨铣、套铣、切割、爆炸、套管整形、套管补贴、取换套管……小修作业主要是起下作业、液体循环冲洗、管柱组配……

(4).技术含量不同:大修作业需要丰富的施工经验,先进的技术、技能,综合的施工手段。而小修作业相对差些。

(5).施工周期和作业费用不同:大修作业与小修作业相比,施工周期要长、作业费用要高。

2.打捞施工

(1).打捞的概念和落物的分类

凡遗留或遗落在井内的物体,用正常起管方法不能将其携带出井口,而必须采用相应的技术措施,下入相应的工具,才能将其抓住携带出井口。这种工艺技术措施叫做打捞。

打捞在油气水井大修施工中所占的井次比例为1/2-2 /3 。衡量一个大修队伍

17

修井技术能力的强弱,往往看其打捞施工能力的强弱。

在打捞施工中有两个隐喻名称:“落鱼”和“鱼顶”。

“ 落鱼”:凡是遗留或遗落在井内的物体,如钻杆、钻铤、钻头、油管、抽油杆、下井工具、仪器、电缆、钢丝及其它落井小物件,在打捞中都可以被称为“落鱼”。

“ 鱼顶”:落物的顶部位置。

因各种原因造成的井下落物种类繁多、形状各异。但依它们的基本形态,一般被划分为四种类型:

a.管类落物:

凡是具有一定通径的,可以下入工具从内腔打捞的旋转体。如钻杆、钻铤、油管、封隔器、管式泵等。

b.杆类落物:

凡是实心或内径较小,只能从外轮廓打捞的旋转体。如抽油杆、加重杆、铅锤、压力计、某些测试仪器等。

c.绳类落物:

线条状,可曲折、缠绕、打结的落物。如各种电缆、录井钢丝、钢丝绳等。 d.小件落物:

体积小、重量轻、无具体规定形状的落物。如卡瓦牙、螺丝、榔头、扳手、板牙、碎胶皮、各种机具的散落部件等。

(2)、铅模的作用.

在打捞施工中,对落物顶部即“鱼顶”的形态要准确地了解。这是打捞的前提。如果在修前的资料介绍中不能准确地反映出“落鱼”,特别是“鱼顶”的情况,或施工中出现了未能掌握的新情况。这时候就要借助于特定的工具,通过管柱携带下入至“鱼顶”,对“鱼顶”施加一定钻压进行探触。以得到“鱼顶”形态的准确信息。常用的了解“鱼顶”形态的探触工具,是一种被称为铅模的工具。

铅模是由钢骨架固定一截铅柱构成的。它通过油管或钻杆下入井内。至落鱼的顶部位置,施加一定压力。“鱼顶”部位的表面形态和尺寸就印在了铅柱的底表面。根据铅模印迹的具体形状,我们就可以确定打捞中应当使用的工具。

铅模对“鱼顶”施加压力,取得“鱼顶”表面形状印迹的施工过程,叫铅模打印。

3、取换套管施工.

取换套管技术是用来修复浅层部位套管漏失、破裂、和变形损坏的一种工艺。这种工艺完成的技术指标与新井相同,甚至可以优于原新井的技术指标。如加大通径。将5〞套管改为5 1/2〞套管;增强钢级。将J55钢级换为N80钢级等。这是套管修复中最彻底的修复方法。各油田套管损坏井的口数逐年增加,国内油田的累积总量已经达到30000口以上的庞大数字。在这众多套损井中,有一部分是可以通过取换套管工艺对其进行修复的。

18

取换套管的环境分为两种,即技术套管内的环境和裸眼内的环境: (1)、在技术套管内取换处于自由状态下的套管.

所谓自由状态,即处在技术套管内未被水泥固结的套管。取换处于自由状态下的油层套管,其工艺比较简单。通常的办法是下入钻杆携带套管割刀,至套损点下部,对套管进行切割。然后取出割点上部套管。再下入倒扣工具,倒出割点下部的套管短节或短节及下部的若干套管。这样井内套管“鱼顶”就留下了接头或本体丝扣。然后下入新的套管带对扣接头就可以对接了。对扣后紧扣、试压,完成井口装置。取换套管施工即完成。

(2)、裸眼中取换套管

裸眼中的套管指被地层直接包围覆盖的套管。在裸眼中取换套管随着深度的增加,施工难度显著加大。

裸眼中取换套管面临三个难点: a.套铣能力的制约

裸眼中取换套管的关键是套铣。取套管的深度取决于套铣的深度。但套铣工艺的实施受到深度的制约。这种制约比钻井中的钻进更为明显和突出。套铣工艺实施采用的管具是套铣管和套铣钻头。套铣管具有较大的外径。以取5 1/2〞套管为例,它一般采用8 5/8〞套铣管。套铣管在进尺过程中,总会有一部分贴向井壁一侧。套铣管越长越是这样。由于它的外径较大,又不像钻杆那样具有比本体大得多的接头,这样,贴向井壁的面积就很大。进尺的过程中就出现了很大的阻力。这种阻力我们称之为吸附阻力。即管壁被井壁吸附。当接单根时,套铣管由旋转运动状态变为静止状态。这种吸附力会把套铣管牢牢吸附卡住。这种卡钻称之为“吸附卡钻”。为了避免和减少“吸附卡钻”现象的发生,对泥浆性能、对操作技巧都会提出更高的要求。

b.“丢鱼”事故的困扰

“丢鱼”事故的发生是在取出套管后,井内鱼顶深度处于套铣钻头下方,脱离套铣管控制的情况。这是因为该部位出现裸眼空洞造成的。这种情况下,再度加深套铣会套偏,形成对套管的纵向切割。甚至完全脱离井内套管。如果下入打捞工具对其进行探摸打捞,打捞工具却摸不到“鱼腔”。使尔后的工作无法进行。其后果可能十分严重。

c.套铣管被卡死

这里分为两种情况。一种是油层套管对接后发生。这时损失的是套铣管。另一种是套铣中途发生,即套铣工作尚未完成时发生,这时损失的可能不仅仅是套铣管,由于下一步工作不能进行,它的严重后果往往是油井报废。套铣管被卡死往往是粘卡事故发生后又出现地层坍塌,造成无循环通路所致。

4、套管内侧钻

套管内侧钻是一种在修井实践中发展起来的小井眼钻井工艺技术。它是在套管的特定位置开出一个窗口。通过这个窗口下入钻头,钻出新的裸眼。然后对所钻裸眼进行测井解释。最后通过窗口下入尾管固井,或用其它方式完井。

最初的套管内侧钻,完全是为了修井的目的。在修井中常常遇到有些处于邻近

19

油层部位的套管发生损坏。而采用常规修复办法难于进行修复,而采用取换套管的方法,由于深度大,技术能力又达不到。于是聪明的修井人就创造了特殊的修复套管的方法。在套管损坏部位的上部侧开出一个窗口。利用该窗口,在窗外钻穿地层,并下入小套管完井。这样就利用了套管损坏部位上部的套管,降低了恢复该井的成本,达到了修井的目的。最初的侧钻不具备方向性,而且所钻裸眼较短,称之为自由侧钻。随着定向井技术的发展,套管内侧钻技术本身发生了质的飞跃。人们开始利用侧钻技术向构造高点钻井、向死油区钻井、向新的区快钻井。侧钻技术摆脱了以修井为目的的框框。侧钻井段越来越长,侧钻井斜越来越大。许多水平井也通过侧钻技术相继完成,而且呈现逐年增加的趋势。

套管内侧钻在老井眼完成,它具有很强的优势。它不需要重新征用土地,不需要重新敷设地面管道。它所完成的井眼孔径小,所需动力设备小,原材料和人力的投入都比较少。施工费用比打更新井要少许多。侧钻施工在恢复油井的产能方面也是令人看好的。我国各大油田都打出了一批高产的侧钻井。套管内侧钻已经成为恢复油井产能,保持油田稳产的重要手段。

为理解侧钻技术和侧钻井,下面阐述几条侧钻工艺中的技术术语: (1)、侧钻井开窗

侧钻井开窗是完成侧钻井的前提。这是一项对操作技能要求很高的工艺。局外人希望能够了解窗口形成的过程,局内人则希望掌握高质量窗口形成的要领。 侧钻井的开窗是利用磨铣工具将套管的特定部位铣出一定形状的缺口。这个缺口被称为窗口。以这个窗口作为由套管进入地层的通道。这个通道可满足于钻具的自由出入。这个窗口形成的工艺过程,称侧钻井的开窗。

侧钻井开窗有两种形式。一种是侧磨式开窗,一种是段铣式开窗。侧磨式开窗形成长椭圆形窗口,段铣式开窗形成圆周全敞开窗口。

a.侧磨式开窗:首先在套管的特定部位固定一个导斜器。导斜器的主体是由圆钢斜切成一面是圆弧一面是平面的楔形体。被斜切成的平面称为导斜面。导斜面中线与轴线的夹角一般为2°-5°,以3°居多。主体下部是可固定机构,即锚定机构。导斜器被固定好之后,下入开窗铣锥。在转盘的驱动下,方钻杆带动钻具旋转。边旋转边施加钻压。被切削掉的金属碎屑被洗井液带出井口。于是在导斜面对侧的套管壁上,一个长椭圆形的窗口形成了。

b.段铣式开窗:顾名思义,铣掉一段套管而形成的窗口。也有称断铣式开窗。根据这个字面,可以理解为用截断式铣刀开出的窗口。这一窗口的长度一般为15-20米。这种窗口的开窗工具叫做段铣器也叫截断式铣刀。工具的刀片可以开合。既有侧刃又有底刃。该工具下至设计深度后,开泵打压循环,在开泵打压的过程中,刀片张开。最初的工作状态是定点磨铣。这时刀片的侧刃紧贴套管壁。通过旋转切削,套管壁不断变薄,直至最后消失。套管完全磨穿后,刀片完全打开,泵压表指示数据有明显下降变化。这时定点磨铣结束。开始转入向下施加钻压磨铣。在加压磨铣中,刀片的底刃对套管进行切削。随着钻具的不断下放,被磨掉的套管长度不断加大。一个四周敞开的窗口最终形成。

上述两种开窗方式各有什么优缺点呢?侧磨式开窗具有施工时间短、投入成本低的优点。但它形成的窗口部位由于有倒斜器存在的缘故,突增了若干度井斜。这就对裸眼中测井仪器的下入有了不利的影响。另外由于窗口上边缘部位形同刀刃,

20