文南油田擠、注、鉆塞 工藝及配套技術(shù)的研究及應(yīng)用 項目負責(zé)人：張海軒 編寫人員 ： 王志兵 研究人員 ： 張海軒、趙峰、魏成彬 王志兵 審 核 人 ： 張海軒 單位負責(zé)人： 張海軒 目 錄 一、 項目立項依據(jù)及目的意義 二、 擠堵工藝的研究 1、 擠堵工藝的原理 2、 施工沖砂液的確定 3、 堵擠的選擇 4、 管柱結(jié)構(gòu)的選擇 5、 施工參數(shù) 6、 帶壓反洗井要求 7、 擠堵工藝的現(xiàn)場應(yīng)用 8、 技術(shù)創(chuàng)新點 9、 經(jīng)濟效益及社會效益 三、 注水泥塞工藝的研究 1、 注水泥塞的目的 2、 泥 漿對注水泥塞的影響 3、 水泥漿對注水泥塞的影響 4、 注水泥塞的施工步驟影響 5、 注水泥塞的現(xiàn)場應(yīng)用 6、 技術(shù)創(chuàng)新點 7、 經(jīng)濟效益及社會效益 四、 鉆塞工藝及配套技術(shù)的研究 1、 鉆塞管柱的選擇 2、 配套工具的選擇 1)、 螺桿鉆具的配套 2）、工具的配套 3）、地面配套 3、鉆塞的現(xiàn)場應(yīng)用 4、技術(shù)創(chuàng)新點 5、經(jīng)濟效益及社會效益 附表一 附表二 附表三 附表四 - 1 - 文南油田擠、注、鉆塞 工藝及配套技術(shù)的研究及應(yīng)用 一、 項目立項依據(jù)及目的意義 文南油田是一個高溫、高壓、低滲透、非均質(zhì)嚴(yán)重的復(fù)雜斷塊油氣田。 隨著油田開發(fā)的深入，油井套管損壞越來越嚴(yán)重，表現(xiàn)為出砂、出水等現(xiàn)象，最主要的表現(xiàn)為出砂。出砂會造成油井減產(chǎn)或頻繁上作業(yè)，嚴(yán)重出砂會導(dǎo)致地層坍塌，使套管產(chǎn)生變形和損壞，生產(chǎn)管柱被卡，甚至導(dǎo)致油井報廢。 一般油井出砂后我們采取沖砂作業(yè)就可恢復(fù)生產(chǎn)。但有部分油井因套管破裂、穿孔或生產(chǎn)層段因注入水沖刷，油井出砂嚴(yán)重，沖砂時砂粒不斷涌向井內(nèi)，還會造成卡鉆事故；砂子沖不凈或暫時沖完但投產(chǎn)后不久又出砂，這嚴(yán)重影響了油田的有效開發(fā)。針對此類套管破裂、穿孔或生產(chǎn)段嚴(yán)重出砂的井，進行防、沖、堵擠堵施工，有效地對出砂進行了防治， 延長油井的使用壽命。 在油田的開發(fā)過程中，為了達到分層試油、分層采油、分層注水以及封井等目的，經(jīng)常要在油層套管內(nèi)進行注水泥塞或打橋塞等工藝。由于注水泥塞有成本低、容易鉆銑等優(yōu)點，更是施工的首選。但是在注水泥塞過程中，常常因為井下壓力高，所需泥漿密度、粘度過大，給注水泥塞施工帶來 - 2 - 很大困難。同時由于地層高溫高礦化度 ,高壓低滲 ,以及井況的日益惡化 , 增大了擠、注水泥塞后鉆塞工藝實施難度。 針對文南油田的特殊性，如何提高擠堵漏、注水泥塞的一次成功率并提高鉆塞工序的效率，我大隊成立了文南油田擠、注、鉆塞工藝及配套技術(shù) 的研究及應(yīng)用科研攻關(guān)小組。重點攻關(guān)擠堵、泥漿注水泥塞一次成功率，通過改善鉆塞工藝以及鉆具組合來提高鉆塞的施工效率，在實際應(yīng)用中獲得成功。 二、 擠堵工藝的研究 1、擠堵工藝的原理 擠堵分為擠水泥堵漏和綜合化學(xué)堵劑堵漏，這兩種方法在施工上大體相同。是將堵劑以一定的壓力和排量擠入破漏套管外，并在套管內(nèi)留有一定長度的水泥塞，經(jīng) 24壓符合要求，施工結(jié)束。 常用的方法有套管平推法、循環(huán)擠入法和單封隔器法。我們從常規(guī)沖砂、防砂、堵漏等工藝措施在遇到地層坍塌時采取的不同處理工藝，經(jīng)反復(fù)論證與現(xiàn)場應(yīng) 用研究而成的防、沖堵三位一體擠堵工藝，它是選用適當(dāng)比重的防砂液做為壓井沖砂液進行沖砂，將漏失段處理出來，并用防砂液平衡井內(nèi)壓力，使漏失段壓力相對平衡，不再出砂，為下步堵漏提供通道。施工時，常選用水泥作為主要封堵劑，根據(jù)實際情況配制，采取高位法擠封出砂部位，利用水泥漿與地層、 - 3 - 巖屑、套管嚴(yán)密地膠結(jié)在一起，形成一層新的井壁，防止地層砂及其它物質(zhì)進入井筒，將大孔道進行封堵，達到施工目的。 2、施工沖砂液的確定 由于油井套管破裂或穿孔，采用清水或其它低比重沖砂液沖砂時，地層不停地出砂，造成破裂部位被砂埋，堵劑不能進入 破裂套管內(nèi)，無法有效封堵套管破裂或穿孔部位。為此，我們選擇了高粘度、適當(dāng)比重的泥漿作為沖砂液，在泥漿液柱壓力作用下， 可部分滲入近井地層形成較為堅固的泥餅，暫時封堵出砂層，為下一步封堵施工提供條件。 3、堵擠的選用 水泥和堵劑是擠堵施工常用的封堵劑，然而堵漏成功與否的關(guān)鍵取決于堵劑在套管破漏處管外的運動狀態(tài)。堵劑在破漏處管外的環(huán)形斷面均勻灌注，而在破漏處管外呈舌狀推進是造成封堵失敗的主要原因。因此改變堵劑的反應(yīng)速度，改變堵劑在破漏管外的流向，可以提高封堵效率。為了達到封堵效果，我們優(yōu)化堵劑配方，使用 劑、新型調(diào)剖劑 強度堵水調(diào)剖劑 強度超細油井水泥，油井水泥或者這幾種堵劑的混合物等來進行封堵。 配制封堵劑的量要依據(jù)求得的吸水量、吸水壓力、歷次出砂總量、井段長度、封堵半徑等因素確定。一般來說，需該井歷次出砂總量的 2。 - 4 - 封堵劑根據(jù)地層吸水壓力、需封堵部位地層深度、溫度高低，配制成高強度、耐高溫封堵劑。在吸水量大，泵入壓力小時可適當(dāng)提高封堵劑比重，并縮短封堵劑凝固時間。如泵入壓力高、吸水量小則調(diào)小封堵劑比重，加長封堵劑初凝時間。如井下通道很大，泵入壓力很底時，則可采取前期造壁提高 最終壓力，保證效果。 4、管柱結(jié)構(gòu)的選擇 為保證施工安全，管柱結(jié)構(gòu)采取高位法擠堵管串。施工時，必須提前對封堵部位以上的套管進行試壓驗證。若驗套合格，則下光管高位擠堵管柱，見下圖。若驗套不合格，則下卡封保護施工管柱，見下圖。驗套壓力要求超過擠堵預(yù)計壓力的 漏失。 5、施工參數(shù) 擠堵時，泵壓和排量是兩個互相關(guān)聯(lián)又互相制約的主要技術(shù)參數(shù)，它們決定和影響著 擠堵的成敗與質(zhì)量。擠堵時，它喇叭口目的層帶反洗通道Y 341 封隔器目的層至少 100米 卡封保護施工管柱結(jié)構(gòu) 最少 100米 光管高位擠堵管柱結(jié)構(gòu) - 5 - 們受到擠堵管柱、壓井液性能、擠封部位深度、擠封部位的厚度及物理特性等因素的影響。 在排量一定的情況下，擠封初期泵壓越高說明破裂部位吸水量越小，地層虧空也越?。蝗绫脡河傻椭饾u升高說明地層虧空已充滿、堵死，擠堵效果會比較好。 擠封壓力應(yīng)控制在前期驗套壓力以內(nèi)，以不超過套管內(nèi)壓力極限的 80為原則。 6、帶壓反洗井要求 擠封完成后，為防止堵劑在油管及油套環(huán)形空間內(nèi)殘留，造成卡管柱或油管堵塞，在堵劑初凝過后，需進行帶壓反洗井，反洗井時必須保證進口壓力為當(dāng)時井口壓力（不低于最高壓力的 70%），進口排量與出口排量一致，實際操作時應(yīng)保證洗井液總量不變。 7、擠堵工藝的現(xiàn)場應(yīng)用 高壓堵漏工藝適用于地層出砂后，采取常規(guī)方法沖砂不能解決或不能根治出砂的井。新的擠堵工藝采用防、沖、堵三位一體的擠堵工藝，對套管破裂、穿空及地層出砂嚴(yán)重的井有明顯效果，該項新的劑堵工藝填補了這個領(lǐng)域的空白。 自新擠堵工藝實施以來，在文南區(qū)域共施工六井次，均取得了成功。尤其是在新文 79檢泵發(fā)現(xiàn)泵及尾管內(nèi)有地層砂 ，沖砂從 至 無進尺，又下泵生產(chǎn)，日產(chǎn)液 21噸，日產(chǎn)油 水 99%， - 6 - 水礦化度 2000克 /升，分析認為淺層套管破漏出砂出水。 15 天后上修找堵，起泵發(fā)現(xiàn)尾管 13 根被砂堵死。下封隔器卡封找漏，證實套管在 1100米至 1390米之間有漏點。該井淺層漏點，出砂量大，用普通擠堵方法很難成功。采用防、沖、堵三位一體擠堵方式后，用比重為 電纜橋塞于 1456 米保護下部油層及套管，下喇叭口至 800米，擠堵劑 壓 6初凝后帶壓 10 洗井 30方，關(guān)井候凝后鉆塞至 1456米試壓合格。下泵投產(chǎn)后日產(chǎn)油 直 生產(chǎn)正常。 新文 33補孔作業(yè)時發(fā)現(xiàn)絲堵以上兩根油管被泥漿堵塞，探砂面證實砂面 H： 2809米（ 182米砂），下 73環(huán)洗井洗出泥漿及 3管 14根后放壓，壓力落零后，循環(huán)洗井，再下管 12根沖砂至 動解卡 40噸開；下 隔器至 2801 米，驗套 35壓 30降，說明 2801 米以上套管完好，出砂層為射孔段 H： 。采取該工藝擠堵，下 89叭口至 2505 米，在比重 度45 秒的泥漿中擠堵劑 ，施工后重炮投產(chǎn)，初期日產(chǎn)油 45T，不含水。 通過表三、表四施工情況及效果統(tǒng)計，可以看出防、沖、堵三位一體的擠堵新工藝在理論上是可行的，生產(chǎn)中效果是比較顯著的。 - 7 - 表三 施工情況統(tǒng)計 井號 累計出 砂量 沖防砂液 比重 封堵井深 （米） 施工管柱 堵劑用量 （方） 擠堵壓力 ( 808叭口 2505 8 100叭口 800 6 水 349井筒 36 10 6 203叭口 1798 68 22 96叭口 599 2 398叭口 1196 30 19 表四 效果統(tǒng)計 井號 修前產(chǎn)狀 日增油量 日增氣量 累增油量 累增氣量 有效期 備 注 井 000 1793 869280 330 天 目前正常 1/ 1132 0 255 天 目前正常 井 805 0 311 天 目前正常 井 00 125 29350 76 天 地關(guān) 井 700 560 18000 114 天 目前正常 合 計 2000 4415 916630 2006 年，使用防、沖、堵三位一體擠堵工藝應(yīng)用 6 井次，均達到施工目的，見到良好效果，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益，實現(xiàn)了擠堵工藝上的新突破，積累的經(jīng)驗和技術(shù)對今后類似井的施工具有借鑒意義。 8、技術(shù)創(chuàng)新點 文南油田擠、注、鉆塞工藝及配套技術(shù)的研究，是以生產(chǎn)實際為出發(fā)點，根據(jù)不同井況及要求總結(jié)出來的。 在擠堵工藝的研究中，提出沖、防、擠三位一體修井工藝，施工工藝方法簡單，技術(shù)指標(biāo)高，理論性強，它將多項施工工序綜合為一，縮短了作業(yè)施工周期，封堵效果好，有效作用期長，投入少，風(fēng)險小，可靠性強。 - 8 - 9、經(jīng)濟效益及社會效益 擠堵工藝的現(xiàn)場應(yīng)用證明，防、沖、堵擠堵工藝，技術(shù)針對性強，有效地解決了油田開發(fā)過程中套管破損后出砂不止的一個難題，尤其是在油田開發(fā)后期，油井多出砂、出水、套變，給油田開發(fā)帶來了一定的困難，應(yīng)用防、沖 、堵擠堵工藝技術(shù)將會解決上述難題。 該項工藝技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景，在堵水防砂施工中具有較大的推廣應(yīng)用價值。油水井實施堵漏后投產(chǎn)，油水井投產(chǎn)后日增油水平達 40 余噸。截止到 2006 年 9 月份累計增油 4415 噸，累增氣 92 104直接經(jīng)濟效益 533 萬元，取得了良好的經(jīng)濟效益。 二、注水泥塞工藝的研究 1、注水泥塞的目的 注水泥塞既是根據(jù)設(shè)計要求，將一定量的水泥漿循環(huán)替至套管或井眼的某一部位，使其能形成滿足注采需要的新的人工井底或滿足工藝過程的臨時封閉某井段的工藝技術(shù)。但隨著油田開發(fā)的深入，層間矛盾的突出， 常規(guī)的注水泥塞越來越不能滿足生產(chǎn)要求，造成注水泥塞失敗，甚至造成水泥卡鉆工程事故。 結(jié)合前幾年注水泥塞的實踐經(jīng)驗，分析注水泥塞不成的原因，發(fā)現(xiàn)影響注水泥成功率的主要因素是水泥性能不穩(wěn)定，尤其是使用泥漿壓井后水泥漿性能變化表現(xiàn)的更為突 - 9 - 出，為此，我們專門研究泥漿對注水泥塞的響影，已取得階段性成果。 2、泥漿對注水泥塞的影響 由于泥漿的特性，使泥漿性能的好壞對水泥漿的穩(wěn)定性影響較大，導(dǎo)致注水泥塞不合格。如何降低和避免這種影響，應(yīng)該從泥漿物理性質(zhì)著手。 1）、降低粘度：粘度是指泥漿流動時固體顆粒之間，固體顆粒與液體 之間以及液體內(nèi)部分子之間產(chǎn)生的內(nèi)磨擦力，以阻止泥漿流動的綜合效應(yīng)。泥漿的粘度過高以及熱穩(wěn)定性差，都會對注水泥塞帶來不良影響。在井下高溫作用下，泥漿性能變壞，稠化增粘，常常造成循環(huán)泵壓過高 ，注水泥塞時間較長，計量時方池子內(nèi)流動較慢，造成計量誤差，影響注水泥塞的成功率，針對此問題，我們要求泥漿廠盡量采取措施，降低泥漿粘度，一般把泥漿粘度控制在 50 2）、控制失水量：失水量指泥漿在井下因受液柱壓力和地層壓力差值作用的影響，其濾液滲入地層的現(xiàn)象。在失水的同時，固相顆粒聚積在油管內(nèi)壁形成泥餅。泥漿失水 造成泥漿部分稠化，影響全井泥漿密度的一致性，使油套壓力不平衡，造成水泥塞在油套中的不平衡。油管內(nèi)壁形成泥餅，易造成頂替量嚴(yán)重誤差，造成注水泥塞失敗。為解決這兩個問題，一是在水泥漿入井前打入 10 - 液，清洗油管內(nèi)壁泥餅；二是增加水泥漿量，保證入井水泥漿量在 是控制頂替量，在保證套管水泥漿量的情況下，多余水泥漿全部留在油管，降低泥餅對頂替量的影響，確保注水泥塞一次合格。 3）、切力影響。泥漿切力指的是膠結(jié)力，也就是懸浮固相顆粒的能力。由于注水泥塞要求泥漿的粘度控制在 50，因此泥漿的切力較低，造成泥漿在井內(nèi)及地面易發(fā)生沉淀，增加注灰及替漿時的難度，現(xiàn)場我們要求泥漿的沉淀應(yīng)小于 5%。 4）、穩(wěn)定性差：將泥漿注入穩(wěn)定計內(nèi)，靜置 24小時后，分別測量上、下部泥漿的密度，其差值叫穩(wěn)定性。穩(wěn)定性差，易造成剛?cè)刖哪酀{在油套的不平衡，使注水泥塞失敗，現(xiàn)場要求穩(wěn)定性小于 3、水泥漿對注水泥塞的影響 由于使用泥漿對注水泥塞存在多方面影響，為保證注水泥塞的一次合格率，我們除在泥漿的性能上做工作外，還在水泥漿的性能上做文章。 一是優(yōu)選水泥；在同等條件下分別對四川、濟南、天津等廠提供的幾 個批次的水泥樣品進行化驗。對比分析，四川嘉華 D 級高抗水泥是最好的一種， 90的培養(yǎng)溫度， 凝時間達到 170 分鐘，完全能滿足 3000 米以內(nèi)的井段注水泥塞。 - 11 - 二是優(yōu)化水泥漿配方；由于水泥漿在高溫高壓下存在速凝問題，尤其是使用泥漿注水泥塞時，這個問題表現(xiàn)的更為突出。如何才能避免水泥漿速凝問題，我們與技術(shù)檢測中心合作，采取高溫延時技術(shù)，在不同井溫下通過合理控制水泥添加劑比例，成功控制初凝時間達到 300分鐘以上，有效緩解了這方面影響。 由于水泥添加劑的作用受到水泥的化學(xué)成分、溫度、出廠時間、保存條件等因素的影響，沒有一個固定的用量，每一口井的施工都應(yīng)該根據(jù)設(shè)計先進行室內(nèi)實驗，取得數(shù)據(jù)后再指導(dǎo)現(xiàn)場施工。 水泥漿配方（干灰重量比） 比重 壓力 溫度 干水泥蝕劑 消泡劑 降失水劑 穩(wěn)定劑 初凝時間 候凝時間 010 1 300分 360 分 020 1 300分 360 分 030 1 300分 360 分 1705040306020間 90的培養(yǎng)溫度， 濟南 四川 天津 - 12 - 040 1 300分 360 分 050 1 300分 360 分 060 1 300分 360 分 4、注水泥塞的施工步驟影響 由于泥漿注灰的特殊性，要求注水泥塞施工在現(xiàn)場操作上更要嚴(yán)密認真，我們從以下幾方面來控制現(xiàn)場操作對注水泥塞的影響。 1）、詳細閱讀井史， 根據(jù)單井特點，認真編寫施工設(shè)計及技術(shù)預(yù)案，多方面考慮，將施工可能發(fā)生的問題編寫到施工設(shè)計中，并制訂出合理的預(yù)防措施，落實到現(xiàn)場施工的每個人。施工前，根據(jù)井溫提前化驗水泥。 2）、認真檢查丈量入井管柱，要求管柱合格，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。 3）、嚴(yán)格循環(huán)壓井。泥漿壓井前清水徹底洗井，用量不小于井筒容積的 底降低井筒內(nèi)液體的含鹽量，降低井下溫度，確保在注水泥塞過程中不造成水泥漿的提前凝固。 4）、觀察壓井后效果。泥漿壓井后，在方池子內(nèi)繼續(xù)循環(huán) 20察泥漿漏失量及溢流量，確信不漏不溢方可進行下步施工，若 有漏失，根據(jù)井下情況墊入適量的稠泥漿。對管線試壓 25上，確保施工管線不刺不漏。 5）、配制水泥漿。根據(jù)泥漿配方在 2 以上的水泥漿，保證入井水泥漿量在 以上，密 - 13 - 度達到 6）、替入水泥漿。向井內(nèi)打入 后打入配制好的水泥漿。 7）、精確計量頂替量。按照高密度泥漿注水泥塞的特點，精確計算出頂替量。對計量用的大池子要三次丈量，多點測量泥漿的下降量，確保水泥漿準(zhǔn)確頂替到位。頂替時要求排量達到 350 升 /分鐘以上，泵壓控制在 10這 種情況下，才可保證油管內(nèi)壁的泥餅被隔離液稀釋并沖刺干凈，保證頂替量的計量準(zhǔn)確。 8）、反洗井。綜合考慮水泥漿的漏溢情況，結(jié)合設(shè)計要求，選擇合適的反洗井深度，用等密度的泥漿徹底洗出井內(nèi)的多余灰漿。 9）、關(guān)井候凝。上提油管至反洗井位置 100米以上，座好井口，向井內(nèi)灌滿等密度泥漿，關(guān)井候凝 36 小時。注水泥塞時間從配灰漿至反洗井結(jié)束不能超過水泥初凝時間的70%。 10）、探灰面。緩慢加深管柱探灰面，重復(fù) 2，加壓 20定水泥塞面后，若有誤差，考慮泥漿性能的影響，泥漿沉淀可能造成灰面變高。 11）、 替漿?；颐婧细窈螅瑥氐滋娉鼍畠?nèi)泥漿，并沖洗驗證是否有泥漿沉淀。 12）、試壓。根據(jù)設(shè)計要求對灰塞試壓合格，然后執(zhí)行 - 14 - 下步工序。 5、注水泥塞的現(xiàn)場應(yīng)用 通過我們對提高泥漿注水泥塞成功率的研究，取得了明顯成績，尤其是一些重點井高難度井，都取得了成功。 在文 181超深井注水泥塞施工中，留層為 ，要求灰面3650+5 米，施工中用比重為 70037袋干灰 +灰重量比為 緩凝劑，配比重 漿 ，入井 ，頂替到位后正常反洗井。候凝 36小時，硬探灰面 3651米，合格。 在文 33超高比重泥漿注灰施工中，射孔層為 ，要求灰面3105+5 米。施工中用比重為 泥漿壓井成功后， 緩凝劑配清水 660L+干灰 34袋配比重 井 ，頂替到位后反洗出多余灰漿，候凝 36 小時后探灰面 格。 從 2005、 2006 年注水泥塞情況統(tǒng)計（見附表一、附表二）分析總結(jié)。 2005 年全年 共施工注水泥塞井 50 口，泥漿注水泥塞井 28 口，最高泥漿比重 次合格井 24 口，一次合格率為 其中文 299 井及新文 72泥漿注灰造成卡鉆，事故率為 通過對注水泥塞工藝的研究，尤其是對泥漿注水泥塞的研究， 2006 年 1共施工注水 - 15 - 泥塞井 60 口，泥漿注水泥塞井 43 口，最高泥漿比重 次合格井 40口，一次合格率為 比 2005年注水泥塞一次合格率提高了 全年沒有出現(xiàn)工程事故井。 表五 近兩年注水泥塞情況統(tǒng)計 總口數(shù) 泥漿注水泥塞口數(shù) 泥漿注水塞一次合 格口數(shù) 一次合格率 工程事故口數(shù) 2005年 50 28 24 2006年160 43 40 6、技術(shù)創(chuàng)新點 在注水泥塞的研究中，創(chuàng)新提出配制水泥漿在 以上，保證入井水泥漿量在 以上，密度大于 水泥漿前先用清水做為隔離液沖洗油管內(nèi)腔，精確計量頂替量，多點多次測量，保證套管內(nèi)灰漿量足夠時，盡可能把多余灰漿留在油管內(nèi)，用來彌補因泥漿在油管內(nèi)形成泥餅造成計量準(zhǔn)所帶來的影響。 7、經(jīng)濟效益及社會效益 文南油田地層壓力較高，隨著油田開采的深入，難度 越來越大，泥漿注水泥塞施工逐漸增多， 根據(jù)目前施工的井計算，泥漿注水泥塞井返工一次，延長占井周期 ，直接經(jīng)濟損失高達 元，間接經(jīng)濟損失 2 萬元以上。 注水泥塞的研究應(yīng)用到現(xiàn)場，提高了注灰成功率 年按 50口注水泥塞井計算，可避免 井返工，減少直接經(jīng)濟損 - 16 - 失 元。 將此研究推廣應(yīng)用，還會有效減少注水泥塞卡鉆事故，節(jié)約大量的大修費用，取得更大的社會經(jīng)濟效益。 四、鉆塞工藝及配套技術(shù)的研究 根據(jù)油田分層注水、分層采油的需要，我們不僅經(jīng)常要對油井進行封層，還要對已封堵層重新開發(fā)利用。隨著 井況的日益惡化，給鉆塞施工帶來越來越多的困難。如何才能滿足施工要求，而又提高工作時效，成為目前鉆塞施工的焦點。鉆塞工藝技術(shù)及配套技術(shù)的研究就成為提高鉆塞時效的突破口。 針對鉆塞介質(zhì)的不同，我們對鉆塞工藝從鉆塞管柱的選用鉆具的優(yōu)化，我們都納入研究范圍。 1、 鉆塞管柱選擇 對于鉆堵劑、水泥塞等中軟地層，從 2005 年到目前，根據(jù)施工井資料統(tǒng)計，采用 :普通鉆頭 +螺桿鉆具 +沉儲器 +旁通閥 +油管管柱組合。這種組合利用循環(huán)液做為動能帶動螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)鉆進，具有操作簡單方便，管柱密封性能好，攜帶能力強 ,可以和尖鉆頭、套銑頭內(nèi)刮刀 、牙輪鉆頭和 它同樣存在對循環(huán)液要求高，扭矩小、施工泵壓高、加壓噸位低等缺點。不適合與磨鞋、銑錐等切屑面較大的工具配合使用。 對于固井塞面、電橋等中硬地層以及修套磨銑等施工， - 17 - 我們采用 : 鉆頭 +鉆桿管柱組合 。這種組合利用鉆桿把機械轉(zhuǎn)盤的動能傳遞到鉆頭上，實現(xiàn)鉆進。它具有扭矩大，施工泵壓低，加壓噸位高，鉆進速度快等優(yōu)點；但它存在密封性能差，攜帶能力小，操作復(fù)雜，接換單根速度慢、鉆具懸重高、易造成卡鉆等工程事故的缺點。這種鉆具組合不適合同牙輪鉆頭這種對鉆壓要求嚴(yán)格的工具配合使用。由于鉆桿組合 施工的高風(fēng)險性，不適合小修作業(yè)使用，不作為本文的研究重點。 2、 配套工具的選用 針對螺桿鉆具的不足之處，我們多方研究，對比發(fā)現(xiàn)造成螺桿鉆具鉆塞施工失敗主要原因，一是螺桿鉆長時間工作后螺桿鉆具不工作；二是隨著鉆塞井段增長，循環(huán)液懸浮物增多，堵塞螺桿鉆具部分通道，造成泵壓上升；三是下鉆過程中，井筒內(nèi)懸浮物自螺桿鉆旁通閥井入螺桿鉆具內(nèi)，堵塞螺桿鉆，導(dǎo)致鉆塞失敗。造成螺桿鉆具鉆塞施工效率低的主要原因，一是螺桿鉆長時間工作后剩余扭矩降低造成的；二是鉆頭切削面磨損造成的。 1）、螺桿鉆具的配套 從原因分析，螺桿鉆具是影響鉆 塞施工失敗及效率低的主要原因，具體又分為螺桿鉆堵和扭矩損失兩方面。為了解決螺桿鉆堵的問題，我們利用過濾沉淀原理加工制作了螺桿鉆沉儲器，有效解決鉆具堵的問題。同時，和螺桿鉆生產(chǎn)商 - 18 - 一起協(xié)商，將螺桿鉆的旁通閥與螺桿鉆本體分解開，加裝在螺桿鉆沉儲器上部，解決了下井過程中 ,井筒內(nèi)的臟物進入螺桿鉆堵螺桿鉆的問題。為了控制下井螺桿鉆的扭矩，我們對比不同型號螺桿鉆具的性能參數(shù)，通過對比，我們最終選擇這種最適合文南油田地質(zhì)條件的螺桿鉆 9來滿足施工需要。為了檢測修復(fù)后的螺桿鉆的性能，我們研制了螺桿鉆檢驗 平臺，保證入井螺桿鉆檢驗檢修率達100%，尤其是修復(fù)后的螺桿鉆扭矩達到額定扭矩的 80%，把那些扭矩損失嚴(yán)重的螺桿鉆提前剔除，保證入井螺桿鉆的合格率，從而提高了螺桿鉆在井下的工作時間，從源頭保證鉆塞施工的成功。 各種型號螺桿鉆性能對比表 鉆具型號 單位 5 9 井眼尺寸 14182020達壓降 出扭矩 00 900 1000 1600 推薦鉆壓 t 1 1 1 大鉆壓 t 入流量 L/S 6頭水眼壓降 頭轉(zhuǎn)速 r/1010000徑尺寸 0 95 100 100 2）、工具的配套 由于井下工具長時間工作，造成工具的切削面磨損也是造成鉆塞效率低的一個重要原因。如何才能克服這個困難，我們從 三方面入手，一是增加工具的切削面，即在套銑頭內(nèi) - 19 - 焊制一個刮刀鉆頭或尖鉆頭，制作成套銑頭內(nèi)刮刀，有效增加工具的切削面，使工效成倍增長；二是增強工具的抗磨性。引進 用 小工具磨損帶來的影響；三是推廣引用牙輪鉆頭（分為三牙輪和單牙輪鉆頭），利用牙輪滾動和進給運動 ,使得牙齒對塞面產(chǎn)生碾壓 ,破碎和切刮三個作用 ,加速鉆塞進尺速度。通過對比這幾種工具的性能參數(shù)，最終選擇 場實踐證明這兩種工具配合螺桿鉆具效率較高。見附表三、附表四。 各種鉆頭性能參數(shù)對比 性能參數(shù) 頭 套銑頭內(nèi)刮刀 牙輪鉆頭 尖鉆頭 排量 L/S 1016 6速 0380 6000壓 60 1000大鉆壓 0 80 50 60 切削面積 0 60 20 20 3）、地面配套 結(jié)合螺桿鉆具與鉆桿鉆具的不同，我們對地面配套也相應(yīng)不同。螺桿鉆具是依靠水泥車給它提供動力的，因此，排量的大小、壓力的高低都影響 螺桿鉆的正常工作。為保證螺桿鉆正常工作，現(xiàn)場施工時，都要求水泥車排量不低于 30方 /小時。由于螺桿鉆具對循環(huán)液要求較高，地面循環(huán)防滲 - 20 - 坑采用雙坑循環(huán)，中間只留較小的通道聯(lián)通并加裝濾網(wǎng)過濾，使循環(huán)出來的懸浮物能得到充分的沉淀。水泥車管線與水龍帶之間加裝地面過濾器，保證入井循環(huán)液干凈。 3、 鉆塞的現(xiàn)場應(yīng)用 自鉆塞工藝及配套技術(shù)在我大隊?wèi)?yīng)用，取得了一定的成績。自 2006 年，大隊推動螺桿鉆具的井下及地面配套技術(shù)以來，有效減少了鉆塞的返工率。對比 2005年及 2006年1附表三、附表四），我們發(fā)現(xiàn)， 2005年鉆塞次數(shù) 72 趟，螺桿鉆不工作 5 趟，螺桿鉆堵 3 趟，共返工 8 趟，占 2006 年 1，大隊通過對鉆塞工藝及配套工具的研究，鉆塞次數(shù) 63趟，螺桿鉆不工作返工 3趟，占 以上數(shù)據(jù)表明， 2006 年，在鉆塞施工中，取得了明顯成績，鉆塞返工工序減少了 鉆塞返工率對比表 鉆塞口數(shù) 鉆塞趟數(shù) 鉆塞無進尺趟數(shù) 返工率 % 2005年 58 72 8 006年 157 63 3 工具配套上，自推廣應(yīng)用套銑頭內(nèi)刮刀及 頭以來，在現(xiàn)場應(yīng) 用效果較好。其中 頭在文 33鉆擠堵塞，井段： ，進尺 ，用時 17小時，平均鉆速 h。在文 33鉆擠堵塞，井段：，進尺 ，用時 10 小時，后螺桿鉆問題起出檢查，更換后繼續(xù)鉆塞 2699，進尺 87 - 21 - 米，用時 10 小時。該井共進尺 ，用時 20 小時，平均鉆速 h。套銑頭內(nèi)刮刀在文 138鉆擠堵塞，井段： ，進尺 356 米，用時 27 小時，h。在文側(cè) 33鉆擠堵塞，井段： 2863，進尺 187 米，用時 18 小時，平均鉆速 h。文 82鉆擠堵塞，井段 ，進尺 ，用時 12小時，平均鉆速 h。 從 2005 年及 2006 年 1鉆塞施工井統(tǒng)計（見附表三、附表四）來看， 2005 年鉆塞井 58 口， 鉆塞進尺 用時 時，平均鉆速 /小時； 2006 年17口，總鉆塞進尺 用時 均鉆 速 小時， 而套銑頭內(nèi)刀應(yīng)用 54 趟，進尺 ，用時 時，平均鉆速 小時。從鉆頭類型上看， 頭應(yīng)用 3 井次共四趟，進尺 ，用時 71 小時，平均鉆速 /小時。從進尺速度來看， 頭最快，其次是套銑頭內(nèi)刮刀，最慢的是刮刀鉆頭和套套銑頭，但套銑頭內(nèi)刮刀可以在輕微套變及炮眼段鉆進，它具有修套功能，但 頭鉆正常水泥塞面，不適合在有輕微套變及炮眼段鉆進，因此，套銑頭內(nèi)刮刀還是目前最好的工具。 螺桿鉆具進尺對比表 井口數(shù) 鉆具組合 進尺數(shù) 總 時間 平均鉆速 - 22 - 2005年 42 刮刀鉆頭 +螺桿鉆 9902 005 16 套銑頭 +螺桿鉆 67 006年154 套銑頭內(nèi)刮刀 +螺桿鉆 006年13 螺桿鉆 1 、技術(shù)創(chuàng)新點 在鉆塞工藝及配套技術(shù)的研究中，研制并應(yīng)用了螺桿鉆沉儲器和螺桿鉆旁通閥的配套使用，有效解決螺桿鉆堵的難題。研制了套銑頭內(nèi)刮刀，以增加切削面積來增加進尺速度，同時引進了 頭，提高鉆塞的效率。 5、經(jīng)濟效益及社會效益 通過對鉆塞工藝的優(yōu)化及配套技術(shù)的研究，可提高鉆塞進尺 /小時，減少鉆塞返工工序 按全年鉆塞進尺 15000 米，鉆塞趟數(shù)為 60 趟，全年可節(jié)約鉆塞時間約537 小時，減少返工工序 ，一小時按 400 元計算，則可創(chuàng)收 元，節(jié)約特車費用 萬元。減少一趟返工工序，可提前周期 36 小時完井，經(jīng)濟社會效益是相當(dāng)可觀的。 23 附表一 2005 年作業(yè)一大隊注灰施工統(tǒng)計 序號 隊別 井號 井別 時間 管柱組成及管腳深度 壓井液 水泥性能化驗 注灰井段及注灰要求灰面 實際灰面深度 備注 溫度（） 初凝時間（ 終凝時間（ 水泥密度 壓力（ 水灰比 1 1 72 漿 90 170 210 910910 3 2910 合格 2 1 72 漿 90 190 260 290290 5 格 3 1 79 漿 90 170 210 700700格 4 1 新文95 漿 90 170 210 63060+5 格 5 2 文33 叭口 漿 90 170 210 010 一次無灰面二 次合格 6 2 文179 叭口 水 90 170 210 210 格 7 3 33173 油 9叭口*漿 90 170 210 井灰塞失效3214m /3190m 格 8 3 79 17 油 9叭口*水 90 170 210 /3212m 格 24 附表一 2005 年作業(yè)一大隊注灰施工統(tǒng)計 序號 隊別 井號 井別 時間 管柱組成及管腳深度 壓井液 水泥性能化驗 注灰井段及注灰要求灰面 實際灰面深度 備注 溫度（） 初凝時間（ 終凝時間（ 水泥密度 壓力（ 水灰比 9 4 文 148 水 3管*漿 90 170 210 100 格 10 4 95 3管*漿 90 170 210 720 格 11 4 184 3管*漿 90 170 210 2940 格 12 4 95 3管*漿 90 170 210 830 格 13 4 79 3管*漿 90 170 210 115 格 14 4 299 油 3管*水 90 170 210 430 3433 合格 15 4 72 3管*漿 90 170 210 350 格 16 4 3管*水 90 170 210 200 格 17 5 文79 9叭口+73管 清水 90 170 210 0300305 格 25 附表一 2005 年作業(yè)一大隊注灰施工統(tǒng)計 序號 隊別 井號 井別 時間 管柱組成及管腳深度 壓井液 水泥性能化驗 注灰井段及注灰要求灰面 實際灰面深度 備注 溫度（） 初凝時間（ 終凝時間（ 水泥密度 壓力（ 水灰比 18 5 文72 9叭口+73管 清水 90 170 210 1901905 格 19 5 文72 9叭口+73管 清水 90 170 210 5155155 格 20 5 文 191 報廢井 9叭口+73管 清水 90 170 210 3003005 格 21 6 33 9叭口*水 90 170 210 /2760+5m 格 22 7 文33 3漿 90 170 210 740 一次灰面低二次合格 23 7 文33 3漿 90 170 210 750 格 24 7 文33 3漿 90 170 210 745 2750 合格 26 附表一 2005 年作業(yè)一大隊注灰施工統(tǒng)計 序號 隊別 井號 井別 時間 管柱組成及管腳深度 壓井液 水泥性能化驗 注灰井段及注灰要求灰面 實際灰面深度 備注 溫度（） 初凝時間（ 終凝時間（ 水泥密度 壓力（ 水灰比 25 7 文33 3漿 90 170 210 760 格 26 8 文33 3管+89叭口： 泥漿 90 170 210 220 格 27 9 9叭口+73漿 90 170 210 905905 2 格 28 9 9叭口+73漿 90 170 210 840840 5 格 29 9 9叭口+73漿 90 170 210 660660 5 一次灰面低二次合格 30 9 9叭口+73水 90 170 210 1010 10 格 27 附表一 2005 年作業(yè)一大隊注灰施工統(tǒng)計 序號 隊別 井號 井別 時間 管柱