水平井钻磨裸眼封隔器分段压裂中的滑套芯子施工设计

'AAA井作业施工设计一、施工目的二、基础数据三、技术难点分析四、施工前准备五、施工工序六、工艺技术质量要求七、安全、环保、井控及油气层保护要求八、资料录取要求11 AAA井作业施工设计一、施工目的1、施工目的：（1）通过磨铣钻作业，处理掉裸眼完井的10级滑套芯子（球座、∮38.1低密度合金球）、钻通流动浮箍、底部圆堵,恢复实现初始沟通渗流导流目的。（1）进一步实施加深钻进，努力实现钻进2507m，具体钻进深度，依据现场施工情况而定，然后，悬挂27/8″TBG防砂筛管或悬挂27/8″TBG砾石筛管，悬挂位置及悬挂长度再依据钻进深度而定，最终实现最大化沟通渗流导流目的。二、基础数据1、钻井数据（见表1）表1AAA井钻井基本数据表井别/井型生产井/水平井开钻日期2013.8.3完钻日期2012.9.17完钻层位完钻井深斜深：2977m地面海拔136.93m补心海拔142.03m完井方法裸眼封隔器+滑套人工井底补心距5.1m井型水平井构造位置井位坐标X:Y:最大井斜93.7度井深2977m闭合方位角0总闭合距948.24井身结构钻头尺寸×深度mm×m套管尺寸×深度mm×m水泥返深m试泵情况393.7*265273*264.35地面试压17Mpa228.6/215.9*2341177.8*9.17*2240.38780试压24.5MPa152.4*2877说明（1）本井造斜点井深为1382m；（2）177.8技术套管鞋:2240.88m；（3）A点：测深2202.84m，垂深2188.70m；B点：测深2943.43m,垂深2199.86m；（4）水平段段长:540.393m。2工具管串的完井情况11 本井采用41/2"套外裸眼封隔器+滑套进行十段分层压裂，设计在7"技术套管2090米处悬挂41/2"压裂管串。实际操作中因管柱中途遇阻导致悬挂器提前坐封（1497.2米），造成水平段大段的空井筒（只有2266.0米-2304.0米压裂管串进入水平段油层），根据实际情况只有两个水平层段具备压裂施工条件。注第十级滑套喷砂器的球座尺寸是2.625"，其他每级的球座尺寸依次减少0.125"级数顶封位置底封位置喷砂口位置球座尺寸钢球尺寸深度m深度mmmm底部循环端口  2340.61230423242334.631.75井内留有钢球38.12226623042294.041.2753218922662238.444.454210621892139.247.6255203221062072.050.86196920321992.053.9757191419691946.657.158181619141852.060.3259176318161779.463.510168617631746.066.675尾管悬挂封隔器1497.0米    4目前技术状况2013年5月8日冲砂遇阻(憋泵)，位置：1748.44米,下泵遇阻，位置1518.32米，上提至1500m处投产。三、技术难点分析1、本井为水平井磨铣钻冲作业，施工技术上是一种新的尝试，本身就存在一定的施工技术风险性。目前，国泰大修钻具为G105/S135钻具，无法满足此井作业需求，只能采用组合油管实施该项施工作业：27/8"UPTBG×27/8"TBG2、磨铣钻作业施工，要在41/2"（内径∮97.18mm）压裂管串内施工。施工管串、螺杆钻具及钻磨铣工具，要穿过裸眼封隔器（中心管内通径95.25mm），通过磨铣钻处理掉滑套芯子（外径94.488mm），磨铣钻碎屑上返时，要通过不同的环空界面，通过7″套管（内径∮159.42mm）环空时，铁屑上返速度较慢，铁屑极易回落造成卡钻，给磨铣钻冲施工作业带来一定技术困难。3、通过MI能源公司提供的相关资料分析看，目前，压裂管串内仍存有大量的油层回吐的压裂砂（陶粒）、泥浆，磨铣钻冲施工前，必须实施大排量反循环冲洗11 ，所需泵车性能高（至少700型以上），为达到冲砂目的，要配置胍胶携砂液，由于水平井作业，环空界面的不同，在浓度配比上要求技术高。为实现更好地达到冲砂效果，若本井不含有天然气组份，可考虑动用压风车，配合泵车实施反气举作业，在天然气含量组份不清的情况下，存在一定安全技术风险性。4、磨铣工具加工复杂，尺寸小，需要大倒角，磨铣钻时，还必须保护好封隔器中心管，十段滑套芯子上面含有1个低密度合金球，，这些都会给磨铣钻带来一定处理难度，另外，由于水平井摩擦阻力大（6～12t），钻压不好掌控，磨铣技术存在一定的技术难度性。5、球座磨铣钻掉完，裸眼钻进时，裸眼井段较长，目前分析看，已经坍塌，钻进时极易发生卡钻、憋泵、漏失等现象。在防卡、防塌、防堵、防漏技术要求极高。另外，井底温度较高。因此提高钻进井液抗高温能力和稳定性能也是长裸眼钻进技术难点。6、加工及外采工具种类、数量多：1平底磨鞋（MXNC26※90）2凹面领眼平底磨鞋（MXLNC26※90※60）3多级平底领眼磨鞋（MXLNC26※90※60※50※40）4打捞杯（LBUPTBG27/8″※148）5螺杆钻具（5LZNC26※89※7.0）6变丝接头（27/8″UPTBGb27/8″TBGp、27/8″TBGb※NC26p）7反循环冲砂接收装置（27/8″TBGb※89）8冲砂笔尖（27/8″TBGb※62）9一把抓（27/8″TBGb※89）1041/2″套管特制刮削器1127/8″TBG筛管（长度不定）1227/8″TBG筛管悬挂器。7、在磨铣钻冲压裂管串圆堵以上位置时，为提升携带能力，需配置3%胍胶冲砂携砂液75方；钻穿后，若继续实施钻进，还需配备泥浆（含有防膨剂2%kcl/3%降滤失剂/3%防卡剂及一定数量的高温处理剂等）80方。综合评定：费用高、工艺技术处理难度大、具有一定的作业安全风险系数。四、施工前准备1、主要修井设备及附属冲洗配套装置修井机：选用XJ-350修井机（至少保证作业机有效提升负荷达到50t以上。）配套装置：性能较好的700型泵车一台；高压水龙带（最大承压30MPa以上）2、井控装备、冲洗修井液、压井材料配备防喷器：SFZ18-35单闸板防喷器一台。ZFQ18-35自封封井器一台、XSF27/8"UPTBG-35MPa旋塞阀、防喷单根1根、具有简易的节流压井管汇装置，所有井控装置要求性能完好，具有检测报告。备好足量的胍胶、氯化钾，便于冲洗及压井。3、打捞管具及工具：打捞管具：27/8"UPTBG×φ73mm×1400米、27/8"TBG×φ73mm×1200米，钢级N80或以上级。打捞工具：详见三：技术难点分析中的第5点。4、备齐安全、其它以及地面辅助工具用具。五、施工工序11 1交接、施准：上修后认真接井，填好交接书。平整修井机基础及作业施工现场，挖好排水沟及排污沟、冲洗循环（沉砂、磨铣、泥浆）坑。对立架子，四根绷绳采用采用坑木固定，确保卡钻强拔负荷，同时，做好施工前其它一切准备。2取压、拆井口、安装防喷装置：测量井口压力，记录压力值；测量井内气体含量。打开井口套管四通，观察井内液体的溢流情况，如有气体和液体溢出做压井准备。如有毒气体含量超标，应立即关闭闸门，及时上报MI莫里青安全环保部门。压井后，要求观察时间必须大于拆卸及安装井口防喷器及自封封井器时间总和的1.5倍后，再循环一个压井周期，方可在保留井口套管四通下，安装SFZ18-35防喷器、自封封井器及简易节流压井管汇。从下至上安装组合顺序为：SFZ18-35防喷器+自封封井器，然后，安装简易节流压井管汇。3压井液的确定：压井液密度的确定应以地质设计中提供的本井目前地层压力为基准，再加一个附加值。附加值可选用下列两种方法之一确定：(1)油水井为0.05－0.1g/cm3(2)油水井为1.5－3.5MPa，具体选择附加值时应考虑：浅井以压力附加值为准，深井以密度附加值为准。4起杆管：起出原井内全部生产杆管。5磨铣钻工艺技术5.1探面、冲砂、捞球：用组合油管（27/8"UPTBG、27/8"UPTBG）下接反循环冲砂装置（带有一把抓），实探砂面到位后，上提下放两次，加压不超过1～1.5t,上提0.5m进行反循环冲砂，排量0.6方/min以上，反冲洗至1746m，起出冲砂管柱。钻具组合形式：27/8"UPTBG油管+变丝（27/8″UPTBGb～27/8″TBGp）+27/8"TBG（≥300m）+反循环冲砂接收装置。5.1.1冲砂：冲砂过程中不进尺，则加大排量并配合上提下放，次数为：；两至四次，加压不超过1～1.5t,若现象解除，则继续反冲至1746m。若仍不进尺，则停泵，起钻。5.1．2冲砂工艺技术处理：冲砂过程中憋泵严重，则加大排量并配合上提下放，次数为：；两至四次，加压不超过1～1.5t,若现象解除，则继续反冲至1746m。若仍憋泵，则停泵，起钻。5.1．3注意事项及技术要求：5.1～5.12施工起钻完，必须认真丈量，准确计算，做好记录及技术描述，下步转5.2。11 记录及描述主要内容有：①作业位置、②力（摩擦阻力、管柱总重）、③打捞钢球尺寸、④冲砂参数（泵压、排量、冲洗起止时间，出砂时间、砂量）。技术要求：①27/8"TBG油管不加任何短接，27/8″UPTBG油管若需短接连接，必须使用新短接，钢级N80以上级，接在管柱顶端②冲洗到位后（1746m），彻底冲洗直至不出砂位置5.2冲砂、磨铣：5.2.1施工前检查及施工注意事项（1）下井前需地面检查：①吊起提升短接，将螺杆泵固定在井架方便之处，一定要固定安全牢靠，同时，保证驱动接头旋转时，不能挂碰井架。用棒压下旁通阀的阀芯至下死点，然后松开阀芯，检查弹簧的回弹情况。②用棒压下旁通阀阀芯，向阀体内注水检查密封性，如密封性好，侧面小孔无水流出。③连接冲洗管线，开泵，当排量的大小不足使旁通阀关闭时，应有清水从旁通孔流出，然后加大排量直至马达启动，看驱动接头是否旋转，停泵后观察旁通阀是否再次打开，使清水从旁通孔泻出。（2）将钻具下入井内①控制下放速度，＜10～20m/min，以防过快时马达倒转，使内部连接丝扣脱扣，同时，防止在井口、悬挂41/2″套管处1497m、顶封中心管1686m、1746m等处撞坏钻具。②下入深井段或遇高温井段时，应定期循环修井液冷却钻具，保护定子内衬橡胶。此处技术要求：时时向井内灌注修井液，下至1000m、1500m处分别实施正循环冲洗一个周期，泵压≤4MPa。③钻具接近悬挂41/2″套管处1497m/顶封中心管1686m、1746m要放慢速度，速度控制在＜5～10m/min，提前循环后再继续下钻，循环时先小排量，排量控制在170～200L/min，待井口返出清水后再加大排量,排量保持在30～35方/小时。④不能顿钻或将钻具座在井底。（3）、磨铣钻进①钻具磨铣前应充分清洗井底，并测循环泵压。②开始磨铣时应缓慢加钻压,启处0.5t,转速控制在120～150r/min，磨铣30min中后，提升钻压至0.8t，转速控制在120～180r/min实施磨铣作业1h后，再提升钻压至1～1.2t后，转速控制在120～150r/min,实施长时间磨铣。③开始磨铣的一段时间里，磨铣速度不能太快，因此时钻具和磨铣钻头可能存在紧扣现象④钻具产生的扭矩与马达的压降成正比，因此增大钻压就能增大扭矩。在其它参数优化合理的情况下，该井施工最大钻压不超过2.2t。11 ⑤均匀送钻能保证磨铣段的曲线光滑和定向磨铣精度。（4）从井眼中起出并检查钻具（1）起钻过程中应注意起钻速度，以防卡钻损坏钻具。（2）用清水从旁通阀顶部进行冲洗，用木棒活动阀芯，使其能达到关闭灵活为止，最后向钻具内部注入少量矿物油。（3）测量轴承间隙，确定是否更换轴承。5.2.2由于不进尺或憋泵而起钻，冲砂进尺没有达到1746m时，同时并将压裂球捞出，则继续实施反循环冲砂作业，可参看5.1。若进尺达到1746m时，则起钻，执行5.2.35.2．3首次磨铣作业：下组合油管，下接螺杆钻具+工具，对井下顶部球座至第三个球座实施磨铣钻作业。球座位置分别为：1746m、1779.4m、1852m。钻具组合形式：27/8"UPTBG油管+捞杯（LBUPTBG27/8″UPTBG※148）+27/8"UPTBG油管（1根）+变丝（27/8″UPTBGb～27/8″TBGp）+27/8"TBG（≥450m）+变丝（27/8″TBGb※NC26p）+螺杆钻具（5LZ73×7.0L）+多级领眼平底磨鞋5.2.4磨铣顶部球座（1746m）完毕后，要实施大排量，零钻压洗井1.5小时后，缓慢上提3～5m后，停泵5～8min，实施沉捞铁屑及其它杂质作业；然后，立即再次开泵，重复上述沉捞作业一次。根据现场实际情况，也可实施磨铣中途沉捞作业。顶部球座磨铣、沉捞完毕后，转至5.2.55.2.5在大排量冲洗情况下，缓慢下放磨铣钻具至第二个球座（1779.4m），下放速度一定控制在6m/h,在冲洗下放过程中，时刻注意观察井口返出物，若返出物含有压裂砂（包括憋泵、无论是否进尺），为避免带磨鞋冲砂卡钻，则起钻，转至5.1，此时要求钻具组合为：27/8"UPTBG油管+变丝（27/8″UPTBGb～27/8″TBGp）+27/8"TBG（≥350m）+反循环冲砂接收装置；若不含压裂砂，在保证排量、控速条件下，冲洗下放至第二个球座，继续实施磨铣作业，在磨铣过程中，遇到各种现象时，可参看5.2.4～5.2.5，若磨铣不进尺，可更换磨鞋，直至磨铣掉第三个球座（1852m），采取同样工艺技术方法，磨铣钻掉第四个球座（1946.6m）起钻。※注意事项：①磨铣钻冲下放管柱时，严格按规定速度下放，免除刮碰封隔器中心管。②不经技术领导同意，严禁带磨铣工具实施冲砂作业，一旦实施，要做好防卡工作。③更换任何工具作业时，组合管柱要确保下部27/8″TBG油管长度超过41/2″套管悬挂位置以上50～100m，要从施工作业实现目标位置往上算起。5.2.6继续磨铣钻：更换工具及调配钻具组合，继续实施磨铣作业，铣掉第五个球座至第七11 个球座，具体位置：第五个球座（1992m）、第六个球座（2072m）、第七个球座（2139.2m）。钻具组合：27/8"UPTBG油管+捞杯（LBUPTBG27/8″UPTBG※148）+27/8"UPTBG油管（1根）+变丝（27/8″UPTBGb～27/8″TBGp）+27/8"TBG（≥700m）+变丝（27/8″TBGb※NC26p）+螺杆钻具（5LZ73×7.0L）+多级领眼平底磨鞋(凹面领眼平底磨鞋/平底磨鞋),磨铣过程，技术施工操作可参看5.2.4～5.2.5。第五个球座至第七个球座全部磨铣掉完毕后，起钻。下步5.2.7。5.2.7继续磨铣钻：更换工具及调配钻具组合，继续实施磨铣作业，铣掉第八个球座至第十个球座、流动浮箍、底部圆堵，具体位置：第八个球座（2238.4m）、第九个球座（2294m）、第十个球座（2334.6m）、流动浮箍（2340.6m）、底部圆堵（大约2341m）。钻具组合：27/8"UPTBG油管+捞杯（LBUPTBG27/8″UPTBG※148）+27/8"UPTBG油管（1根）+变丝（27/8″UPTBGb～27/8″TBGp）+27/8"TBG（≥900m）+变丝（27/8″TBGb※NC26p）+螺杆钻具（5LZ73×7.0L）+多级领眼平底磨鞋(凹面领眼平底磨鞋/平底磨鞋)。磨铣过程，技术施工操作可参看5.2.4～5.2.5。若磨铣不进尺，起钻更换磨铣工具，继续实施磨铣，待全部磨铣完毕后，起钻。5.2.8磨铣工艺技术要求：①详见5.2.1中的（3）磨铣钻进技术要求②在施工过程中，要时时观察磨铣返出物形状、尺寸，并结合螺杆泵转速、泵压、排量、钻压进行分析，寻求确定科学的最佳参数组合，实现最佳磨铣效果。5.2.9通井作业下入通井规实施通洗井作业。实现通井位置：大约2341m，便于悬挂作业实施。钻具组合：27/8"UPTBG油管+变丝（27/8″UPTBGb～27/8″TBGp）+27/8"TBG（≥910m）+变丝（27/8″TBGb※NC26p）+螺杆钻具（5LZ73×7.0L）+通井规（TXQ41/2″×∮97）技术要求：①选择适合的套管刮削器；②套管刮削器下井前应认真检查；③刮削管柱下放要平稳；④刮削封隔器中心管、滑套时要有专人指挥；⑤当刮削管柱遇阻时，应逐渐加压，开始加10～20kN，最大加压不得超过22kN，并缓慢上下活动管柱，不得猛提猛放，也不得超负荷上提。5.3裸眼钻进钻具组合：27/8"UPTBG油管+变丝（27/8″UPTBGb～27/8″TBGp）+27/8"TBG（≥1480m）+变丝（27/8″TBGb※NC26p）+螺杆钻具（5LZ73×7.0L）+通井规（SGNC26″×∮90），钻进位置：2933m。5.3.1技术要求：钻进过程要做好“四防”等技术工作，即防卡、防塌、防堵、防漏技术。11 ①裸眼段长，钻具与井壁接触面积大，钻进过程中摩阻较大，易导致扭矩大、钻速慢、卡钻等复杂情况。因此要求做好钻井液对钻具的润滑防卡工作，加入一定数量的防卡剂。②长裸眼井段一般钻穿地层，压力变化大，属于易漏地层，因此井漏风险大，须注意防漏堵漏③由于井底温度高。需做好钻进井液抗高温能力和稳定性能实验。④严格控制钻进修井液滤失量，维持修井液中细分散相数量，使修井液在井壁形成致密泥饼，减缓因修井液滤液侵入地层引起的围岩强度的降低，阻止泥页岩颗粒的水化膨胀⑤配合合理的工程措施。在保证井眼清洁的前提下，修井液环空流速不宜过大，避免严重冲蚀井壁引起井壁不稳定。控制起下钻速度，开泵平稳，避免产生过大的压力激动，防止井塌。提高钻速，缩短修井液对井壁的浸泡时间。起钻时要注意灌满钻井液，防止因井内液面下降过多而造成井塌事故。⑥应特别注意控制钻速，循环好修井液方可起钻，控制起下钻速度，严格执行开泵程序，减少压力激动。一旦发生井漏，立刻确定漏失井深和漏失类型，起钻并连续灌好钻井液，以超低渗透处理剂、单向压力封闭剂和超细碳酸钙堵漏为主进行堵漏。⑦做好划眼工作，确保悬挂防砂管柱顺利下入。要求每钻进10m，划眼2～3次。5.4悬挂作业依据裸眼钻进情况而定：悬挂器、悬挂防砂管柱类型、悬挂位置、悬挂长度。为此，悬挂技术操作方案（探底、洗井、投球、坐挂、开通循环、倒扣）另行编制。六、施工工艺及技术质量要求1下井钻具、工具、配件要认真丈量（差错率≤0.3‰）、严格检查，严禁不合格钻具、油管、工具下入井内，防止造成事故。2严格按照设计施工，遇有与设计不符的情况，应及时向技术部门负责人汇报，严禁私自强行处理。3起下管柱操作要平稳，打捞起钻时，操作要平稳，避免出现意外事故4工具管丝扣涂丝扣油，丝扣要求上紧上满。防止工具管连接处出现漏失，形成短路循环。5施工过程中的每道工序操作时，必须有工程技术人员在现场予以指导，严格把好质量关。6井场各类装置要按有关规定合理摆放，便于施工。7严格执行螺杆钻套磨铣及小修作业相关行业标准七、安全、环保、井控及油气层保护要求7.1安全要求7.1.1穿戴好各种劳动保护用品。11 7.1.2施工前连接好各种仪表，施工中工序最大载荷不许超过设备的安全载荷。7.1.3严格遵守安全操作规程，防止出现溜、顿、卡钻等事故。7.1.4施工中所有施工人员远离高压区。7.1.5施工前做好安全预案，明确各岗位安全职责。7.1.6施工现场必须按规定配备一定数量的消防器材及消防设施，并放在易取处。7.1.7严格按照HSE文件中关于用电、放火、防爆管理的有关规定。7.1.8施工人员要持证上岗，不许串岗。7.1.9施工前检查各种设备是否达到安全施工要求。7.2环保要求7.2.1环保要求按照油田公司标准执行。7.2.2作业区内铺放防油隔离布，避免污水、原油落地，保护环境清洁。7.2.3施工后，将井场内生活垃圾、工业垃圾清除干净。7.2.4施工中车辆要按规定行驶，严禁轧农田、草原。7.3油气层保护7.3.1洗井、冲洗鱼顶时，泵压不许超过产层压力。7.3.2不许使用污染的液体作为修井液，避免污染油层。7.3.3下井工具、钻具保持清洁。7.4井控要求7.4.1作业现场配备有效的通讯器材，发现井喷预兆及时上报有关部门7.4.2施工中，若发现井口有溢流、气侵、井涌等井喷预兆应立即关闭防喷器，并采取防喷措施。7.4.3作业现场配备完整的井控装置，并保证其性能灵活好用。7.4.4若出现井喷，应立即采取节流、压井措施。7.4.5配备与钻具型号相符的旋塞阀。7.4.6井控装备、防喷工具必须在试压合格后方可使用，7.4.7起钻过程中及时向井内补充压井液，防止井喷。7.4.8若出现井喷，各岗位人员严格遵守操作规程，控制井喷。八、资料录取要求1按《SY/T6127-1995油、气、水井井下作业资料录取项目规范》取全、取准各项数据资料。2认真丈量下井钻具、工具，误差小于0.3‰。3认真填写施工工序记录。11 11'