套损治理工艺技术是井下作业的重要研究课题之一,近两年来桩西作业大队通过在小修施工专用设备和工具上进行了完善配套,提高了小修设备的事故处理能力,形成了一整套套损治理小修作业的事故处理技术。通过对套损井原因分类分析并分类采取套损治理工艺技术加以治理,发挥工艺技术优势,以往只能由大修队伍解决的套管错断、缩径、破损井治理,深井、超深井作业复杂事故处理等难题得以解决,恢复了部分套损井活力,有效减少了大修工作量,降低了作业成本投入,增油效果及经济效益显著。
一、套损治理的小修作业设备的改造与配套
在套损治理中不可避免地实施钻磨铣部分大修工艺,现有小修设备能力还不能满足这些事故处理需要,为了充分挖掘小修作业在套损治理中的潜力,发挥小修作业的技术优势,在小修设备的改造与配套上可以做到:
1、完善配套套损治理小修作业事故处理的专用设备
(1) 研制与小修井架相适应的旋转提升工具。选用适用小修作业载荷50吨的小水龙头,采用对焊技术加工制作与小修井架相适应的D89mm和D73mm短方钻杆。
(2) 研制井口旋转密封液压转盘和地面动力驱动源,解决原液压转盘不能密封井口,使钻磨铣工艺井口操作不方便、安全事故井隐患多、环保污染大、不能建立液体循环等难题,同时在以下三个方面加以改进:
1)扭矩由原来的12kN·m增加到24kN·m;由二档变速改为三档变速,提高了驱动转速;
2)动力源由原来与通井机液压泵相匹配,改由电机及D90mm液压泵驱动;
3) 解决原驱动装置扭矩小、转速低、地面驱动功率低不适应小修实施钻磨铣工艺的难题。
(3)完善配套作业提升设备。
原提升设备存在着井架与通井机性能均不能满足长期时间重载荷的提升要求,且快绳拉力增大对刹车制动和司钻操作带来较大难度等问题
对井架及提升系统设备进行改造:
1)井架改造:选用天车为6轮的BJ18安全负荷800kN井架,绷绳采用前4道后6道。
2)提升系统改造:游动滑车选用5轮防跳槽滑车,安全负荷800kN,组成5×6即10股有效绳数的提升系统,降低了快绳的拉力,使小修设备现有的功率能达到提升超深井管柱负荷及事故处理能力的要求。
3)设备改造:通井机滚筒固定部位均用加强筋加固,增加安全系数。
以上三项技术改造可解决套损治理的旋转与提升工具的配套。
2、完善配套套损治理小修作业事故处理的专用工具
(1)配套部分标准工具:购进系列胀管器、滚子整形器等。
(2)研制部分非标准工具:自制在套变井中用于打印的D150mm以下的防掉铅模。自制十字尖钻头、锯齿接箍、平底磨鞋、凹底磨鞋、空心磨鞋、套铣筒等冲钻磨铣工具。
二、小修设备在套管损坏井的诊断方式
目前套管损坏主要套管错断、缩径、腐蚀穿孔、套管破损、套管弯曲及套管结垢等类型,针对不同的套损井套管损坏方式,引进国内诸多高、新诊断与探测技术,实现对套管损坏的分类诊断。
三、套损分类治理作业事故处理技术
根据套损事故的分类在套损治理上采取的作业事故处理技术主要有:
1、针对套管缩径井,采用系列胀管器,利用小修设备实施大修胀管工艺治理。
2、针对套管结垢井,自制十字尖钻头、锯齿接箍、平底磨鞋、凹底磨鞋、空心磨鞋、套铣筒等冲钻磨套铣工具,小修实施大修钻磨、套铣工艺进行治理。
3、针对套管穿孔、破损井,自制磨套及整形工具,小修实施大修钻磨、套铣、整形工艺治理。
四、套损分类治理工艺技术
在套损井治理上探索机械与化学相结合的综合工艺措施,采用多种新工艺措施,分类治理套损井:
1、屏蔽暂堵技术解决地层漏失井冲砂难题。
2、涂料和化学防砂治理套管弯曲井和出砂井。
3、运用井温、硼中子、同位素、井下照像、声波变密度、微井径等测井工艺在进行套管找漏。
4、推广用FXY221封隔器替代Y211、K344封隔器进行机械卡封验套、找漏,确定套管具体的穿孔破损位置。
5、推广用FXZY445-112A封隔器自验封卡堵水工艺管柱卡封上部套管漏点。
6、经对上部破损套管整形后,实施丢封填砂暂封生产油层,对上部漏点实施水泥和炮眼封堵措施,然后进行钻塞、冲砂、拔封、下泵生产。
五、典型套损井治理
桩106-24井因地层严重出砂导致下部生产油层Ng21砂埋,且油层上面套管缩径,油层部位及下部套管弯曲,加之上部非生产层Ng20油层漏失严重,常规冲砂工艺难以将砂埋油层Ng21冲出,长期以来不能对Ng21采取相应的工艺措施而长期停产,该井井身示意图如图所示。
对该井采取了如下诊断及治理措施:措施一,屏蔽暂堵冲砂工艺,解决了上部Ng20油层严重漏失冲砂难题,将砂埋的套变井段和下部油层Ng21露出。措施二,加工防掉铅模打印和薄皮管验套等落实套管缩径情况,用D138-148mm系列胀管器和滚子整形器实施胀管、整形工艺,对1388-1350m上部缩径套管整形修复。措施三,钻铣对下部套管无效,下薄壁管验证下部套管弯曲,采取丢封、填砂,对上部套管验套合格,对上层Ng20实施封堵炮眼施工。措施四 冲砂拔封对下层Ng21实施涂料防砂。措施五冲塞下防砂卡泵完井。该井完井开抽后生产正常,累计增油4727.5t,节约大修费用60万元,已累计创经济效益520.45万元。
六、小修设备进行套损治理的潜力
针对不同的套损井套管损坏方式,引进国内诸多高、新诊断与探测技术,已经可以实现对套管损坏的分类诊断,并通过小修作业设备的改造与配套加以治理:
1、针对套管错断井,通过修井设备和井架的改造(额定负荷提升为800kN),采用取套换套作业,取油套、技套生产作业治理技术可以进行治理。
2、针对套管破损井,通过井口旋转密封液压转盘和地面动力驱动源的配套,小修实施钻磨、整形等大修工艺治理技术后,实施机械卡封、套管补贴、水泥和炮眼封堵等巩固措施。
3、针对水泥封固井段的严重套管缩径、轻微套管弯曲井,通过与外协单位结合,可以实施高温气体爆炸整形工艺措施,然后进行后续施工。
七、结论
以上所述形成了一套完善的套损治理小修作业的事故处理技术操作规程,解决了事故处理所需的专用设备及工具,完善了配套了小修钻磨铣工艺,因井制宜研制了部分事故处理的非标准工具,事故处理能力显著提高,2002年—2004年共完成了22口套损井治理,累计增油2.96万吨,累计创经济效益2716.98万元(计算公式:经济效益=油量×(2000元/吨- 吨油成本)- 作业费用 - 利税)。因此可以得出以下结论:
1、部分套损井运用小修设备是可以治
理的。
2、可以运用小修设备治理的套损井可节约的大修费用是非常明显的,可创造较好的经济效益。
3、要完成小修设备治理套损井的工作,需对设备进行有目的改造和配套完善。
4、虽然小修设备治理套损井有一定潜力可以挖掘,但在治理套损井方面,小修设备能完成是有条件的。□