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4-超深井长段尾管磨铣工艺技术.doc

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  • 卖家[上传人]:公****
  • 文档编号:533623007
  • 上传时间:2024-02-08
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    • 超深井长段尾管磨铣工艺技术钻井四公司 魏金新 宋建厂TK421CH井是新疆塔河油田的一口磨铣侧钻短半径水平井,技术含量高、风险性大,5"套管磨铣段长354.55m、水平段段长545.91m,全井水平位移617.77m等技术指标都创出塔河油田之最,在国内尚属罕见,本井共用7只φ148.5mmOD高效领眼式磨鞋完成了全井的磨铣任务(其中包括1只5"×7"尾管悬挂器、6只尾管扶正器),所用时间39天19小时,取得了比较好的效果一、原井眼基本数据l 7"套管和5"套管的固井质量 套管尺寸套管井段(m)固井质量测井井段(m)固井质量评 定 备 注177.8mm0-5416.964930~51855185~5420差中已酸压过127mm5093.17-5597.265093~51885188~53505350~5446好中中—好已酸压过项目尺寸外径(mm)钢 级壁厚(mm)内径(mm)7"套管177.8P11010.36/11.51156.08/154.785"套管127P1109.19108.62l 5"×7"尾管悬挂器:长度4.17m,顶深位置5093.17m(实探:5095.45m)l 5"套管和7"套管的重叠长度为323.97m(5093.17-5416.96) 需要磨铣的5"套管总长度为353.97m(5093.17-5447.14)l 5"套管扶正器位置:刚性扶正器 5096.63m 刚性扶正器 5107.91m刚性扶正器 5277.92m 刚性扶正器 5401.50m刚性扶正器 5424.14m 弹性扶正器 5446.90ml 原井眼结构:二、磨铣工具的结构620mmmm140mm148.5mm127mm水眼:45mm220mm250mm 100mmφ148.5mm 高 效 领 眼 式 磨 鞋1、工具前端为三角引锥,主要起领眼、导向作用2、三角引锥与刀片间的轴向长度的选择,为140 mm,长度不宜过大,考虑到井眼狗腿度大3、刀片长度的选择,对称排列,长度:220mm ,刀片宽度的选择,是由7"套管内径和5"套管壁后决定的,刀片工作圆直径148.5mm。

      水眼的选择45mm4、刀片上镶有硬质合金片,高温冷却而成,有足够的切削强度5、刀片数目的选择,刀片数目越多,在切削过程中的扭距就越小,因此选择了6翼对称排列的刀片6、工具本体外径为:127mm,小于7"套管内径,环空间隙为:13.8mm三、施工程序1、配浆:聚磺坂土钻井液体系2、用105mm钻头对要磨铣的井段进行通井,目的是把井内盐水替换成聚磺坂土泥浆体系,保证5″套管内畅通同时检验套管有无变形以及5"*7"尾管悬挂器的实际位置3、磨铣与7"套管重叠段的5"尾管4、磨铣裸眼段的5"尾管5、用149.2mm钻头通井,目的是通洗5"尾管以上吸附在7"套管内壁上和井眼内的残留铁屑6、用105mm钻头通井,目的是进入5"尾管内试探井底位置,必要时划眼至预计井深7、磨铣结束后进行测井施工,目的是检验7"套管和井口的磨损情况四、磨铣主要技术工艺本井磨铣段较长,磨铣工艺较为复杂:需要及时对钻井参数进行监测;操作人员要对突如其来的井下复杂情况做出正确的判断并采取果断的处理;钻井液性能要满足携带铁屑的能力;同时在保证5"尾管磨铣质量的情况下,还要确保7"套管不被磨穿等等以下是通过本井的施工对套管磨铣工艺进行的简要探讨和分析:1、下钻过程中的技术要点:l 磨铣前下钻通井时,要做好两方面的工作:一是下至尾管悬挂器前控制下放速度防止突然蹲钻,同时校对尾管悬挂器的位置是否与设计相符,并检查5"尾管悬挂器顶部损坏情况,另一方面是通过下钻检查5"尾管有无变形,当接近设计提示的人工井底时,缓慢下放钻具实探井底(5475米),然后提离井底3-5米缓慢开泵;另外由于2 3/8"钻杆与5"尾管的环空间隙较小,尤其是刚开泵循环时要注意防憋泵(如果实探井底偏高,进行钻井液转型,替出盐水进行划眼尽量保证尾管内有尽可能长的口袋),如果有井漏可根据井漏的实际情况采取相应的技术措施进行堵漏作业。

      如果无漏失循环洗井完后,进行地层漏失试验(漏失压力15MPa),同时也为下一步的施工提供可靠的技术依据 l 采用钻具结构:Ø148`5mm磨鞋+Ø120.6mm钻铤×9根+Ø88`9mm钻杆,钻铤的根数由钻压的大小而决定,目的是增加磨鞋以上部位的刚性,不易发生较大的弯曲,使套管被均匀切削l 自第2趟钻开始,所下磨铣工具底部的水眼要用筛布包起来方可入井,防止在下钻过程中泥浆中的铁屑进入钻具内造成开泵堵水眼l 长时间的磨铣易造成部分钻具疲劳破坏,因此每次下钻要做好钻具的倒换工作,防止钻具事故的发生l 下钻进入磨铣井段后控制下放速度,观察有无遇阻现象,从严格角度上遇阻不能超过40KN,否则开泵循环l 每次下钻到离磨铣点以上9-10米处并且启动转盘负荷正常位置开泵循环,正常后接单根划眼至上次磨铣位置,原因是上趟钻磨铣工具后期因磨损程度较高易造成套管拨皮,起钻时存留在井底,同时井底难免存在少量的铁屑,因此为防止新磨铣工具井底遇卡和开泵困难,必须做到这一点2、磨铣钻进中的技术要点:l 磨铣过程中为减少对井口和7"套管的磨损程度,在方钻杆下及钻柱中串加多个套管防磨接头l 为彻底保证铁屑的及时返出和良好的井眼环境,首先确保钻井液具有优良的携屑及悬浮能力,这也是保证磨铣工作安全性的关键所在,我们依照设计要求并根据井下实际情况,保持其具有较合适的动静切力、合理的动速比及优良的触变性。

      另外在设备和井下允许的情况下尽量保证足够的大排量(15—17L/S),来提高钻井液的上返速度,提高铁屑的携带能力l 新磨鞋入井开始磨铣时,首先要做的工作是小钻压进行修刀,正确修刀后,刀片应呈下“凹”形对套管壁进行切削,正常被切削的铁屑是呈条状的,如果不进行严格的修刀不但影响刀片的正常工作,而且还影响磨铣速度和磨铣进尺 l 磨铣过程中严格执行相关的磨铣参数,规范操作,尤其是监控参数仪中钻压、转盘转速、扭距、泵压和泵冲的变化,并采取相应的措施l 对返出的铁屑进行称重并做好记录,根据磨铣进尺和返出铁屑量判断井内铁屑的浓度是否正常,根据返出铁屑的形状分来分析磨铣参数是否合适以及磨鞋的磨损情况避免井下发生复杂情况l 如果磨铣速度突然变慢,严禁停留在一处长时间磨铣,以防磨坏7"套管,可上提钻具适当调整钻井参数,做到勤跟少送l 循环是磨铣施工中的重要环节,也是保证井下安全的主要措施,过多的铁屑易在井内堆积,尤其是在易形成涡流的地方聚积造成钻具和磨铣工具遇卡,还能加快钻具和套管的磨损以及对泵阀件的磨损,因此正常情况下每磨铣2米就要上提活动钻具,同时在每个单根磨铣中途和磨完方入后保证两次大的循环,确保井眼清洁。

      l 磨铣过程中及时监测扭距的变化,钻压不易过大,防止由于长时间磨铣,加快钻具的疲劳破坏l 尽量避免中途停泵,接单根时速度要快,防止铁屑下沉造成再次开泵时出现憋泵现象l 岗位人员要加强对设备的检查保养力度,以地面保井下,确保磨铣工作的连续性l 磨铣套管本体时:参数钻压20-40KN;排量15—17升/秒;泵压19-20MPa;转盘转速70-75转/分;磨铣套管接箍和套管扶正器时:磨铣钻速会突然减慢,转盘负荷增加,停转盘打倒车,由于扶正器形状不规则,很难完全磨铣掉,容易卡刀,此时可上提钻具,用8-10吨或更大的钻压把接箍和扶正器向下挤压成环块状,然后上提钻具再进行磨铣,磨铣时注意参数的变化l 磨铣工具到后期,刀片逐渐变短,而进入5"套管内的下部锥形段变长,由于尾管不是完全居中的,转盘扭距会增大,易发生工具突然遇卡情况,此时可适当减小钻压或勤上提活动钻具l 进入裸眼段的磨铣时,泥浆中不但有铁屑,还伴随者水泥块和少量岩屑,有可能出现“大肚子”造成井径不规则现象,为确保磨过的井段畅通无阻、避免工具遇卡情况的发生,可采取每钻0.5米上提钻具循环划眼的措施,无异常方可继续磨铣l 利用现有的固控设备及时清除钻井液中的微细铁屑和有害固相,确保井眼清洁、起下钻畅通。

      3、起钻过程中的技术要点:l 每次起钻前要充分循环洗井,待井内铁屑循环干净后方可起钻,在磨铣段起钻过程中严格控制起钻速度,观察有无遇阻、遇卡情况,防止受地磁影响套管壁附有铁屑而造成起钻过程中工具遇卡l 起钻速度不易过快,防止起钻抽吸造成地层水进入井筒,使井底段泥浆性能的改变,从而造成悬浮在泥浆中的细小铁屑下沉、聚集l 起钻过程中井口处装上刮泥器防止井内落物,3 1/2钻杆与7"套管的环空间隙3.35cm;4 3/4钻铤与7"套管的环空间隙1.75cm;因此较小的落物就能造成钻具与套管的硬卡现象l 磨铣完裸眼段5"尾管起钻时,注意起到7"套管鞋处前要放慢起钻速度,防止磨鞋刀翼挂住7"套管口4、返出铁屑的计量和形状分析:l 5in套管每米重量为26.81KG,磨铣段长为354.55m,磨铣段套管重量为9505.49KG全井共返出铁屑6964.1KG(不包括震动筛清除出的细小铁屑,因此返出的铁屑量为相对值),全井平均铁屑返出率为73.30%本井每小时捞铁屑一次,对返出的铁屑进行计量对比,根据返出量的多少决定下一步的措施:是否继续磨铣或停钻循环等返出的铁屑形状为:新磨鞋下井后,随着磨鞋磨损程度的增加,返出铁屑形状由细长条状——片状或鱼鳞状——剥皮状。

      条状——为磨铣工具初期在合理的钻井参数下磨铣时产生的铁屑形状细丝状——为磨铣工具有一定的磨损程度,但由于磨铣钻压相对较小时切削后的铁屑才会成细丝状,虽然也属正常的切削形状,但细丝状铁屑容易造成“缠刀”和形成“鸟窝”鱼鳞片状——成碎片状犹如鱼鳞,较薄,容易在井内存留堆积或被吸附在套管壁上,造成卡刀、卡钻具、憋泵、停泵后有憋压等情况此时说明磨鞋已经磨损严重拨皮状——磨铣工具后期磨损严重时产生的铁屑形状,属不正常的切削形状在套管接箍处磨铣时,由于接箍直径相对套管本体较大,考虑到磨鞋刀翼的磨损,造成了套管接箍拨皮另外磨铣工具使用到后期时因严重磨损,锥形部位进入5"尾管内,是工具的锥面与套管壁间切削,因而造成了套管本体拨皮现象块状——套管扶正器在被向下挤压磨铣时,由于其形状不规则,被刀片切削不充分而造成的五、磨铣过程中的异常情况分析及处理1、泵压升高、泵冲下降,钻压自动上升;原因分析:大量的铁屑在磨鞋或钻杆接头下面堵塞环空处理措施:大幅度上下活动钻具,提高排量或提高钻井液的悬浮能力,使铁屑能够充分的被携带上来预防措施:每磨铣2米大幅度上提划眼一次,每磨铣5米大排量(16L/S以上)循环泥浆。

      每次接单根以前大排量循环,定时观察铁屑返出量,如能达到70%左右就可以保证井下安全2、井下情况基本正常,钻压增至5-6吨不蹩钻也无进尺;原因分析:磨铣至刚性扶正器或套管接箍后期,剩一薄圆环片跟着转处理措施:提钻具进行下压6-8吨,反复进行提压操作把接箍和扶正器向下挤压成较为标准的环块状,然后再进行磨铣,方可恢复进尺3、鞋接触磨铣面就蹩钻、稍提离磨铣面就正常;原因分析:磨鞋使用到中后期,在磨铣接箍时形成了扒皮尚未脱离磨铣面处理措施:反复上提钻。

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