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      一種水平井連續(xù)油管鉆磨作業(yè)施工方法與流程

      文檔序號(hào):12257523閱讀:1459來源:國(guó)知局

      本發(fā)明屬于連續(xù)油管施工技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種水平井連續(xù)油管鉆磨作業(yè)施工方法。



      背景技術(shù):

      目前,盡管水平井連續(xù)油管鉆磨作業(yè)設(shè)計(jì)方法較多,涵蓋管柱力學(xué)、水力參數(shù)、工具和工藝等方面,但因?qū)嵤┚诰圮壽E、井筒狀況、井眼清潔程度、被鉆物類型等方面的差異,上述各類方法往往精度和針對(duì)性較差,難以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員起到有效的指導(dǎo)作用。如因連續(xù)油管管材本身的特性和水平井特殊的井身結(jié)構(gòu),連續(xù)油管在水平段存在緊貼于下井壁、正弦彎曲、螺旋屈曲等復(fù)雜狀態(tài)。鉆磨作業(yè)時(shí)地面上實(shí)測(cè)的鉆壓值和實(shí)際加載在鉆磨工具上的鉆壓值不符,且鉆壓的設(shè)計(jì)方法往往太籠統(tǒng),沒有考慮單井特殊的井筒條件,針對(duì)性差,對(duì)施工的指導(dǎo)作用有限。

      現(xiàn)有水平井連續(xù)油管鉆磨技術(shù)主要有以下各個(gè)特征:

      一是關(guān)注進(jìn)尺、忽視循環(huán)。忽視井液循環(huán)必然導(dǎo)致不清潔的井筒,井筒不清潔會(huì)造成井下鉆磨工況復(fù)雜和施工參數(shù)異常,尤其是某些施工參數(shù)異常卻難以得到合理的解釋,往往影響施工決策;

      二是送鉆操作不精細(xì)。水平井鉆磨作業(yè)時(shí)的泵壓和排量較送鉆量而言,有一定的滯后性,不合理的送鉆量往往導(dǎo)致憋泵等復(fù)雜工況。有時(shí)為追求進(jìn)尺采取控制下入速度不間斷送鉆的方法;

      三是忽視泵壓的變化。泵壓是水平井鉆磨作業(yè)井底工況優(yōu)劣最直接的顯示,忽視泵壓的變化不能及時(shí)掌握井下工況。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中盲目送鉆和加壓過大等問題。

      為此,本發(fā)明提供了一種水平井連續(xù)油管鉆磨作業(yè)施工方法,包括以下步驟:

      步驟1)地面檢查并組接鉆磨工具管串,測(cè)試馬達(dá)性能,合格后入井;

      步驟2)下鉆磨工具管串至距離造斜點(diǎn)50-100m后,以馬達(dá)允許最小排量開始泵注,邊泵注邊下入連續(xù)油管;

      步驟3) 進(jìn)入水平段后,提高泵注排量至馬達(dá)額定最大排量;

      步驟4) 在被鉆物頂界200-300m范圍內(nèi)上提下放連續(xù)油管以清洗井筒,待返液連續(xù)穩(wěn)定、泵壓波動(dòng)小于0.5MPa后,停止起下連續(xù)油管,平穩(wěn)下入連續(xù)油管至被鉆物頂界以上2-3m后停止下入,記錄此時(shí)泵壓P1、懸重T1;

      步驟5)平穩(wěn)下入連續(xù)油管,當(dāng)?shù)钟|到被鉆物后,泵壓上升,反復(fù)試探幾次,確認(rèn)探準(zhǔn)被鉆物頂界位置;

      步驟6)確定被鉆物頂界位置后,以小于1cm/min下入連續(xù)油管進(jìn)行送鉆,當(dāng)泵壓上升至P2時(shí)停止送鉆,此時(shí)的送鉆量為L(zhǎng)1,懸重下降至T2

      步驟7)保持泵注排量,直至泵壓逐漸下降至P1,同時(shí)懸重逐漸上升至T1;其中,P1<P1<P2,T2<T1<T1;

      步驟8)待泵壓和懸重平穩(wěn)后,以小于1cm/min下入連續(xù)油管進(jìn)行送鉆,當(dāng)泵壓上升至P3時(shí)停止送鉆,此時(shí)的送鉆量為L(zhǎng)2,懸重下降至T3;

      步驟9)保持泵注排量,直至泵壓逐漸下降至P2、懸重逐漸上升至T2;其中,P1<P2<P2<P3,T3<T2<T2<T1;

      步驟10)待泵壓和懸重平穩(wěn)后,以小于1cm/min下入連續(xù)油管進(jìn)行送鉆,當(dāng)泵壓上升至Pn時(shí)停止送鉆,此時(shí)的送鉆量為L(zhǎng)n-1,懸重下降至Tn;保持泵注排量,直至泵壓逐漸下降至Pn-1,同時(shí)懸重逐漸上升至Tn-1;其中,Pn-2<Pn-1<Pn-1<Pn,Tn<Tn-1<Tn-1<Tn-2;

      步驟11)重復(fù)步驟10),送鉆至被鉆物底界,鉆除被鉆物;

      步驟12)持續(xù)泵注并下連續(xù)油管至設(shè)計(jì)深度,起出連續(xù)油管,鉆磨工具管串起至距井口距離小于200m后,停止泵注。

      所述鉆磨工具管串由連續(xù)油管接頭、單向閥、丟手工具、震擊工具、馬達(dá)、磨鞋或鉆頭自上而下連接組成。

      所述P1<P2<…Pn-1<Pn,且Pn<1.2 Pn-1,Pn和P1的差值小于馬達(dá)額定最大壓降,所述P1<P2<…<Pn-1,且Pn<P n≤1.01 Pn,n為正整數(shù)。

      所述Ln-1≥1.1Ln-2 ,n為≥3的正整數(shù)。

      所述T1>T2>T3>…>Tn,且Tn-1<1.2 Tn,所述T1>T2>T3>…>Tn-1,且Tn<Tn≤1.01 Tn,n為正整數(shù)。

      所述步驟4)中的泵壓P1和懸重T1,為工作液性能穩(wěn)定、泵注排量穩(wěn)定、井筒清潔無雜物、返液連續(xù)穩(wěn)定、鉆磨工具位于被鉆物頂界以上2-3m井筒時(shí)的地面實(shí)測(cè)的泵壓和懸重。

      所述步驟6)中的送鉆量L1為地面實(shí)測(cè)的連續(xù)油管的下入長(zhǎng)度,送鉆量L1小于1cm。

      所述步驟7)中當(dāng)泵壓逐漸下降至P1,而懸重未上升至T1時(shí),在井筒中上提下放連續(xù)油管,直至泵壓恢復(fù)至P1同時(shí)懸重恢復(fù)至T1。

      所述被鉆物為固井的遺留物或開采過程中臨時(shí)封隔物或修井過程中的鉆磨物。

      本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的這種水平井連續(xù)油管鉆磨作業(yè)施工方法,基于泵壓,懸重和送鉆量的分階段逐級(jí)加壓的水平井連續(xù)油管鉆磨作業(yè)施工方法,避免了盲目送鉆和加壓過大等問題,便于現(xiàn)場(chǎng)人員掌握和操作,泵壓極大地提高了水平井連續(xù)油管鉆磨作業(yè)施工效率。

      下面將結(jié)合附圖做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

      附圖說明

      圖1是本發(fā)明實(shí)施過程中各級(jí)泵壓、懸重、送鉆量的關(guān)系圖。

      具體實(shí)施方式

      實(shí)施例1:

      本實(shí)施例提供了一種水平井連續(xù)油管鉆磨作業(yè)施工方法,包括以下步驟:

      步驟1)地面檢查并組接鉆磨工具管串,測(cè)試馬達(dá)性能,合格后入井;

      步驟2)下鉆磨工具管串至距離造斜點(diǎn)50-100m后,以馬達(dá)允許最小排量開始泵注,邊泵注邊下入連續(xù)油管;

      步驟3) 進(jìn)入水平段后,提高泵注排量至馬達(dá)額定最大排量;

      步驟4) 在被鉆物頂界200-300m范圍內(nèi)上提下放連續(xù)油管以清洗井筒,待返液連續(xù)穩(wěn)定、泵壓波動(dòng)小于0.5MPa后,停止起下連續(xù)油管,平穩(wěn)下入連續(xù)油管至被鉆物頂界以上2-3m后停止下入,記錄此時(shí)泵壓P1、懸重T1;

      步驟5)平穩(wěn)下入連續(xù)油管,當(dāng)?shù)钟|到被鉆物后,泵壓上升,反復(fù)試探幾次,確認(rèn)探準(zhǔn)被鉆物頂界位置;

      步驟6)確定被鉆物頂界位置后,以小于1cm/min下入連續(xù)油管進(jìn)行送鉆,當(dāng)泵壓上升至P2時(shí)停止送鉆,此時(shí)的送鉆量為L(zhǎng)1,懸重下降至T2;

      步驟7)保持泵注排量,直至泵壓逐漸下降至P1,同時(shí)懸重逐漸上升至T1;其中,P1<P1<P2,T2<T1<T1;

      步驟8)待泵壓和懸重平穩(wěn)后,以小于1cm/min下入連續(xù)油管進(jìn)行送鉆,當(dāng)泵壓上升至P3時(shí)停止送鉆,此時(shí)的送鉆量為L(zhǎng)2,懸重下降至T3

      步驟9)保持泵注排量,直至泵壓逐漸下降至P2、懸重逐漸上升至T2;其中,P1<P2<P2<P3,T3<T2<T2<T1;

      步驟10)待泵壓和懸重平穩(wěn)后,以小于1cm/min下入連續(xù)油管進(jìn)行送鉆,當(dāng)泵壓上升至Pn時(shí)停止送鉆,此時(shí)的送鉆量為L(zhǎng)n-1,懸重下降至Tn;保持泵注排量,直至泵壓逐漸下降至Pn-1,同時(shí)懸重逐漸上升至Tn-1;其中,Pn-2<Pn-1<Pn-1<Pn,Tn<Tn-1<Tn-1<Tn-2;

      步驟11)重復(fù)步驟10),送鉆至被鉆物底界,鉆除被鉆物;

      步驟12)持續(xù)泵注并下連續(xù)油管至設(shè)計(jì)深度,起出連續(xù)油管,鉆磨工具管串起至距井口距離小于200m后,停止泵注。

      本發(fā)明原理:根據(jù)泵壓和懸重的變化控制連續(xù)油管的下入長(zhǎng)度,即送鉆量,而不管實(shí)際加載在磨鞋或鉆頭上的鉆壓的大??;加載完送鉆量后,保持泵注排量、停止送鉆,待泵壓和懸重恢復(fù)到加載送鉆量前的水平,為一個(gè)鉆壓加載周期;再加載一個(gè)較前一個(gè)周期稍大的送鉆量,同時(shí),會(huì)響應(yīng)一個(gè)較高的泵壓和一個(gè)較低的懸重;保持泵注排量、停止送鉆,待泵壓和懸重恢復(fù)后,第二個(gè)鉆壓加載周期結(jié)束;如此循環(huán),直至鉆除被鉆物。鉆磨作業(yè)施工方法包含n-1個(gè)鉆壓加載周期。

      實(shí)施例2:

      在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上,本實(shí)施例提供了一種水平井連續(xù)油管鉆磨作業(yè)施工方法,所述鉆磨工具管串由連續(xù)油管接頭、單向閥、丟手工具、震擊工具、馬達(dá)、磨鞋或鉆頭自上而下連接組成。

      如圖1所示,所述P1<P2<…Pn-1<Pn,且Pn<1.2 Pn-1,Pn和P1的差值小于馬達(dá)額定最大壓降,所述P1<P2<…<Pn-1,且Pn<P n≤1.01 Pn,n為正整數(shù)。

      所述Ln-1≥1.1Ln-2 ,n為≥3的正整數(shù)。

      所述T1>T2>T3>…>Tn,且Tn-1<1.2 Tn,所述T1>T2>T3>…>Tn-1,且Tn<Tn≤1.01 Tn,n為正整數(shù)。

      其中,步驟4)中的泵壓P1和懸重T1,為工作液性能穩(wěn)定、泵注排量穩(wěn)定、井筒清潔無雜物、返液連續(xù)穩(wěn)定、鉆磨工具位于被鉆物頂界以上2-3m井筒時(shí)的地面實(shí)測(cè)的泵壓和懸重。

      步驟6)中的送鉆量L1為地面實(shí)測(cè)的連續(xù)油管的下入長(zhǎng)度,送鉆量L1小于1cm。泵壓P2和懸重T2為地面實(shí)測(cè)值。

      步驟7)中當(dāng)泵壓逐漸下降至P1,而懸重未上升至T1時(shí),在井筒中上提下放連續(xù)油管,直至泵壓恢復(fù)至P1同時(shí)懸重恢復(fù)至T1。

      步驟7)是指泵壓下降的同時(shí)懸重上升,否則,即為井下鉆磨工況失常。此時(shí),應(yīng)不急于鉆進(jìn),應(yīng)在50m長(zhǎng)度范圍內(nèi)的井筒中上提下放連續(xù)油管,直至泵壓恢復(fù)至P1、懸重恢復(fù)至T1后,再進(jìn)行步驟8)。

      L1+L2+L3+…+Ln-1=L,L為被鉆物在水平井中的連續(xù)長(zhǎng)度。

      所述被鉆物為固井的遺留物或開采過程中臨時(shí)封隔物或修井過程中的鉆磨物。固井的遺留物,如固井遺留的水泥塞、固井殘余附件、二次固井遺留的水泥塞等;開采過程中臨時(shí)封隔物,如壓實(shí)的砂塞、不能自行水化的膠塞、復(fù)合橋塞等;修井過程中的鉆磨物,如井下遇卡落物、永久封隔工具等。

      當(dāng)多個(gè)被鉆物斷續(xù)分布在水平井筒中時(shí),如井筒中坐封有多個(gè)復(fù)合橋塞,則本發(fā)明的方法是針對(duì)鉆除某一個(gè)復(fù)合橋塞的方法。

      實(shí)施例3:

      在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上,本實(shí)施例提供了采用水平井連續(xù)油管鉆磨作業(yè)施工方法,對(duì)長(zhǎng)慶油田的一口水平井進(jìn)行鉆磨作業(yè)。該井生產(chǎn)套管直徑124.26mm,水平段長(zhǎng)1200m,水平段內(nèi)坐封有復(fù)合橋塞8個(gè),單個(gè)復(fù)合橋塞長(zhǎng)度約70cm,復(fù)合橋塞平均間距約125m。采用外徑為50.8mm的連續(xù)油管進(jìn)行鉆磨,鉆磨工具組合由核心工具馬達(dá)和磨鞋及其它輔助工具組成。

      下入連續(xù)油管,不斷加深磨鞋深度探1#橋塞位置,探到位置后,上提連續(xù)油管清掃井筒直至返出液連續(xù)穩(wěn)定、泵壓波動(dòng)小于0.5MPa;繼續(xù)下入連續(xù)油管至塞面以上2-3m,此時(shí)泵壓為15MPa,懸重10t,排量400L/min;實(shí)探并確認(rèn)橋塞位置后,開始鉆磨;以1cm/min的速度平穩(wěn)下放連續(xù)油管,當(dāng)泵壓上升至16.5MPa、懸重下降至9.6t、送鉆量達(dá)到4cm后停止送鉆,保持400L/min的泵注排量鉆磨;1min后,泵壓下降至15.1MPa,同時(shí)懸重上升至10.1t;保持泵注排量,觀察泵壓及懸重變化,檢查返出液情況。

      經(jīng)過1min時(shí)間的觀察,泵壓和懸重平穩(wěn)。按上述方法,繼續(xù)送鉆,提高送鉆量至6cm,控制泵壓上升后不超過17.5MPa,控制懸重下降后不低于8.5t。經(jīng)過2min鉆磨后,泵壓和懸重分別恢復(fù)至14.9MPa和10.15t。

      按上述方法經(jīng)過20個(gè)鉆壓加載階段,歷時(shí)50min,將1#復(fù)合橋塞鉆除。

      按鉆磨1#橋塞的方法,將2#-8#復(fù)合橋塞鉆除。

      以上各實(shí)施例沒有詳細(xì)敘述的方法和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知常識(shí),這里不一一敘述。

      以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制,凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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