覃 立 文 兵 赵正红 吴志国 蒋 利

（ 中国石化西南打捞技术中心，四川德阳  618000）

 

摘 要：在定向、水平井套变中修复处理通径的难点在于：井眼曲率变化大、井眼小、易出新井眼、修复工具选择困难、处理管柱结构复杂、处理参数不易控制。本文根据套变类型，从套变形态诊断、修复工具选择、修复管柱优化、修复方案制订等几个方面进行分析，总结出定向水平井套变的修复处理技术，成功修复了WY26-5HF井、WY26-4HF井的井筒通径，为今后的定向、水平井套变的通径修复施工积累了经验。

关键词：定向水平井；套变；磨铣；通径修复技术 

中图分类号：TE122 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2024）14-0008-03

 

0引言

近年来，定向、水平井在油气勘探开发工程中已成为常态，以其能有效提高单井产量，提高开发效益，获取更多地质资料正逐步成为各大油田经济开发的有效手段。随着定向水平井开采数量逐年增加，在生产及井下作业过程中，由于地质情况复杂及开采工艺缺陷，不可避免地会发生套变，甚至失掉井筒通径等复杂情况。由于定向、水平井井眼轨迹的特殊性，在找回井筒通径作业上存在较大难度。本文从套变形态、修复工具、修复管柱等几个方面，对威页26-5HF井井筒通径修复处理过程进行了深入分析、总结，为今后的定向、水平井套变井筒通径修复处理提供了推荐处理方法。

1威页地区套变井筒通径修复的难点分析

1.1曲率变化大、井眼小

威页地区勘探开发以定向、水平井为主（套管内径121.42mm和114.3mm），存在高温、高压、井眼轨迹曲率变化较大等情况。一旦发生套变，多数是破损型，甚至是封堵型。要对井筒通径进行修复处理，处理管柱的轨迹必须满足井筒轨迹的要求，并要求泥浆性能必须稳定且抗污染。由于井控风险较大，增加了处理的难度。

1.2修复工具选择困难

由于定向水平井的特殊性，修复工具在设计、加工制造上比常规井要求严格。在材料选择上，比常规工具强度要求更高，更耐磨。修复工具的尺寸受到套管内径、套变形态、井眼曲率变化等限制，往往需要特殊加工^[1]，所需的工具必须保证下得去、起得来、修复有效率；与常规井所用工具相比较，修复管柱的强度要求更高、工具更耐用、处理参数选择面更窄，修复工具还要有更高的材质强度保证，才能实现修复通径的目的，满足修井作业施工的需要。

1.3处理管柱结构复杂

威页地区在处理复杂事故时，涉及冲砂、打印、套铣、磨铣等多项工艺，每种工艺的管柱结构各不相同，均包含多个辅助工具和连接接头，处理管柱结构复杂。在确保下入工具的正常使用下，对修复管柱的抗拉、抗扭要求极高，管柱尺寸必须与套管内径、井眼曲率等相适应，确保管柱顺利入井、出井，并要满足压井、抗拉、套磨铣等要求^[2]。若操作不当或出现失误，极易导致事故复杂化。

1.4处理参数难以设定

在定向水平井中，由于处理管柱紧贴井筒底边的特性，受管柱屈性、井眼曲率、井深及修井液性能的影响较大，管柱摩阻不易确定，且规律性较差，需要及时对操作和处理参数进行调整。若调整不及时，极易导致处理时效低下或事故复杂化。

1.5 修井液性能要求高

威页地区定向、水平井由于井斜大、位移长、地质构造复杂、大斜度井段套磨铣碎屑浓度高，极易在井眼下井壁堆积形成屑床，导致扭矩增大、摩阻升高，易发生阻卡现象。根据威页地质资料提供的地层特点及钻井难点和以往积累的大斜度定向、水平井修井经验，为了确保定向、水平井修井成功，必须重点解决井眼净化、减阻润滑、抗温稳定等技术难题。井眼净化是水平井修井的一个主要组成部分。另外，一些非人为因素造成的停泵、检修、接单根等许多工程因素影响增大风险。因此，要求修井液具有良好的流变性、较强的悬浮携砂能力，能确保良好的井眼净化效果^[3]。

2定向水平井套变井筒通径处理技术

定向、水平井开发生产中，在井下作业工序常规工具通井时，发现遇阻异常，应及时停止作业，先对是否套变进行诊断，以免造成井筒更复杂^[4]。一般采用以下方式进行施工操作判断。（1）选择合适的通径工具进行通井，判断通过性及通过尺寸；（2）采用铅模打印方式，分析套变初始形态；（3）采用可视工艺进行相对直观判断套变形态，或以上方式交替进行。对于不同情况要分别根据其特点采取相应的修复方案进行处理。处理前，应离遇阻处0.5～1m充分循环井内修井液，并记录好处理管柱在循环时和不循环时上提、下放和旋转的指重表、扭矩仪及泵冲等初始读数，以便处理时参照对比，选择施工参数^[5-6]。威页地区定向水平井的套变主要有以下三种形态。（1）套变量较小，有一定的通过性，有可选用的井下工具；（2）套变量较大，没有可选用的井下工具；（3）套损型套变，无通过性，或以上3种形态并存一井。通过近年来对套变事故井的处理，总结出定向、水平井套变井筒通径的修复技术。

2.1变形量较小的套变通径修复技术

通过对套变形态的诊断，套变井筒通径的通过尺寸有可选用的井下生产工具，且套管较完整。此类问题主要解决下入工具管柱的安全性，要求工具下入管柱的轨迹与井筒轨迹相一致。处理管柱结构推荐使用引锥+带修复功能的模拟通井工具+安全接头+打捞杯+扶正器+上部管柱组合，要求有足够的抗拉、抗扭强度。通井遇阻时采用极低钻压，小扭矩，较大排量旋转修复，往复通过，能正常下入时即修复完成。继续下至要求井深，如再次遇阻，重复以上操作。

2.2变形量较大的套变通径修复技术

通过对套变形态的诊断，套变量较大，没有可选用的井下工具，但有一定的通过性，通过尺寸大于预选井下工具的半径。此类问题主要解决井筒通径和工具下入管柱的轨迹与井筒轨迹相一致。推荐分两步处理，即先处理通径问题，再解决轨迹问题。

处理通径和处理管柱结构推荐使用引子铣锥+井眼轨迹稳定工具+安全接头+打捞杯+扶正器+上部管柱组合，要求有足够的抗拉、抗扭强度。引子铣锥的引子要解决井眼轨迹跟踪问题，要求强度安全可靠；磨铣材料要求高效、耐用，提高时效。遇阻时采用常规钻压，常规扭矩，较大排量旋转修复，往复通过，能正常下入时即修复完成。继续下至要求井深，如再次遇阻，重复以上操作。如较长时间（半小时左右）无进尺，且钻压正常、扭矩较小或扭矩无明显变化，起钻检查引子铣锥，判断是否为引子遇阻或磨铣材料磨损。如引子遇阻，选用2.3工艺；如磨铣材料磨损，则更换引子铣锥继续修复通径。

处理工具下入管柱轨迹问题与2.1相同。

2.3套损型套变通径修复技术

一般通过对套变井筒修复处理逐步诊断发现套损型套变，无通过性，通过尺寸小于预选工具的半径或通径丢失。此类问题最复杂，套变往往发生在井眼曲率变化较大的井段，井眼轨迹很难跟踪，以往都是修出新井眼后结束修井。在总结多次失败经验的基础上，创新优化以下处理管柱结构方法。凹面底铣锥鞋+井眼轨迹跟踪工具+井眼轨迹稳定工具+安全接头+打捞杯+扶正器+上部管柱组合，要求管柱有足够的抗拉、抗扭强度，井眼轨迹跟踪工具通过旋转管柱解决井眼轨迹跟踪问题，要求强度安全可靠。凹面底铣锥鞋磨铣材料要求高效、耐用，提高时效。通井遇阻时采用提前旋转钻具，较高转速，极低钻压，常规扭矩，较大排量旋转修复，往复通过，能正常下入时即修复完成，继续下至要求井深，如再次遇阻，重复以上操作。如较长时间（1小时左右）无明显进尺，且钻压正常、扭矩较小或扭矩无明显变化，则起钻检查，更换凹面底铣锥鞋，继续修复通径，或下入工具诊断磨铣情况，调整工具参数。以上套变形态结构均可修复通径，但时效较低，非套损型套变不推荐选用，应根据套变形态选择更优的修井管柱结构。

2.4套变通径修复技术的修井液优选

合适的钻井液体系性能是修井作业成功的关键。根据威页地区地层特征和施工作业的要求，优选修井液配方是4%坂土浆+0.5%SMP-2+0.5%SMP-1+1%SMC-1+ 1%LV-PAC(LV-CMC)+3%SPNH+3%BY-2+3%WDN-7+ 0.2%NaOH+5%KCL+防卡剂。该体系修井液具有良好的润滑、抗温、抗污染、稳定的流变性能、良好的携屑洗井能力，能较好满足修井施工作业。

3典型案例

威页26-5HF井是威页地区的一口定向水平井，完钻斜深5490m/垂深33834.62m，油层套管下入139.7mm套管（钢级125V+125HC，套管内径114.3mm，气密扣）至井深5488.82m。在完井通井工序中，用φ111mm单牙轮钻头钻具组合通井至4131.5m时，发现溢流及套损现象，用105mm、73mm通径工具通井验证，本井发生破损型套变，套变形态为3种并存一井。通过以上修井工艺，经过29天修复井筒通径110mm至5488.82m。

威页26-4HF井的情况与威页26-5HF井类似。在总结、优化威页26-5HF井施工经验的基础上，本井经过19天完成套变井筒通径修复作业。

4结语

根据威页26-5HF井及威页26-4HF井的处理过程及以往的处理经验，对定向、水平井套变井筒通径修复技术形成了初步技术配套。但随着井的深度、水平段长度和小井眼趋势发展，更多井筒的复杂情况将继续出现，还会有更多的疑难问题有待进一步加强研究，需要逐步向系列化发展，才能逐步适应定向、水平井和井下作业施工的需要。

（1）定向、水平井发生套变等复杂情况，能够通过修井技术处理，但在处理过程中，应慎重使用套、磨铣技术，特别是长段套、磨铣，套、磨会产生不规则的铁屑残渣，处理不好会增加井筒复杂情况。

（2）针对有一定通过尺寸的套变井筒，采用引子铣锥组合方法进行修复作业，时效更好；对通过尺寸丢失的套变井筒，采用凹面底铣锥鞋+井眼轨迹跟踪工具组合方法进行修复作业，能有效跟踪井眼轨迹。

（3）套磨铣管柱必须带合适尺寸的随钻打捞杯+扶正器，套磨铣一定进尺后，对产生的大量铁屑采取大排量循环、上提下放管柱方式进行打捞，以便产生的大量铁屑能返至打捞杯内或及时循环带出，及时清理井筒，避免卡钻。

（4）在使用套磨铣技术时，要有耐心，特别是在套磨铣进尺缓慢时不能急于求成，盲目加大参数，以避免井筒情况复杂化。

（5）对于套管破损出砂井，应先设法控制破损段出砂，保持井筒内压力与出砂段、地层相对平衡，为修井作业建立基础。

 

参考文献

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作者简介：覃立（1970—），男，工程师，研究方向：石油工程钻井、复杂修井。

 

Application of Casing Deformation Borehole Diameter Restoration Technology in Directional and Horizontal Wells in the Weiye Area

QIN Li,WEN Bing,ZHAO Zhenghong,WU Zhiguo,JIANG Li

(SINOPEC Southwest Fishing Technology Center, Deyang  Sichuan  618000)

Abstract:The challenges in restoring borehole diameter after casing deformation in Directional and horizontal wells include large borehole curvature changes,small boreholediameter,high possibility of creating new boreholes,difficulties in selecting restoration tools,complex treatment string structures,and difficulty in controlling treatment parameters.This paper analyzes the borehole diameter restoration technology for casing deformation in directional and horizontal wells based on the types of casing deformation.From the aspects of diagnosing casing deformation forms,selecting restoration tools,optimizing restoration strings tructures,and formulating restoration plans,we summarize the corresponding restoration techniques.This technology has been successfully applied to restore the borehole diameter of wells WY26-5HF and WY26-4HF,accumulating valuable experience for future borehole diameter restorations in directional and horizontal wells with casing deformation.

Key words:directional horizontal wells;casing deformation;milling;borehole diameter restoration technology