吳 剛

中國石油長慶油田分公司 長北天然氣開發(fā)項目部井工程組 （陜西 榆林 719000）

水平井完井技術(shù)在長北氣田的應(yīng)用

吳 剛

中國石油長慶油田分公司 長北天然氣開發(fā)項目部井工程組 （陜西 榆林 719000）

水平井鉆完井技術(shù)在提高天然氣采收率等方面具有明顯的優(yōu)勢。通過介紹長北合作區(qū)雙分支水平井完井管柱、井下工具、工具下深、完井質(zhì)量檢驗等技術(shù)的應(yīng)用，得到水平井完井技術(shù)在長北氣田的成功應(yīng)用。為生產(chǎn)任務(wù)的完成提供了強有力的技術(shù)支持和安全保障。

采收率 雙分支水平井完井管柱 完井質(zhì)量

長慶油田分公司長北區(qū)塊（以下簡稱長北區(qū)塊）位于鄂爾多斯盆地東部，它是一個典型的低滲低壓低孔隙度的非均質(zhì)氣藏。針對這一特點，長北項目采用了雙分支水平井的開發(fā)技術(shù)，長北水平段長2 000m左右，單井日產(chǎn)能100 104m3/d，一口井總產(chǎn)能11.5×108m3。同時長北合作項目井下管串組合以及井口采氣樹都引用了大尺寸進(jìn)口生產(chǎn)管柱、自平衡式井下安全閥、永久式封隔器、密封工作筒以及美國鉆采石油公司提供的整體式采氣樹，為長北氣井平穩(wěn)安全高效的生產(chǎn)提供了強大的支持。

1 井身結(jié)構(gòu)對比

長北氣井完井井身結(jié)構(gòu)與TPO老井井身結(jié)構(gòu)有很大的不同,TPO老井的井身結(jié)構(gòu)多為油套連通式，油管采用的是EUE扣型，井口裝置為組合式采氣樹；長北氣井完井管柱主要包括液壓控制自平衡型井下安全閥，永久式封隔器，MSP多道密封油管掛，MSP整體式采氣樹，油管采用的是優(yōu)質(zhì)FOX-K螺紋扣型油管。

2 長北完井生產(chǎn)管柱

2.1 扣型選擇

為了提高油管連接強度和氣密封性，采用FOX-K優(yōu)質(zhì)螺紋。FOX-K扣型的優(yōu)點是起到雙密封作用，主密封是內(nèi)部臺階面密封，輔助密封是螺紋密封。有效的防治了油管漏的問題。

2.2 材料的選擇

長北使用的油管都多為L80鋼級的13鉻防腐套管。該材料是碳鋼合金，管做過防銹處理，它能防止油管重量失重，受壓縮性和抗拉性好，能有效的防止輕微H2S和CO2腐蝕。為長北氣井的穩(wěn)產(chǎn)，水平井的持續(xù)發(fā)展提供保障。

2.3 尺寸的選擇

錯誤尺寸的生產(chǎn)管柱有可能會導(dǎo)致井中液體不能被攜帶出，而造成井筒積液，影響生產(chǎn)。使用合適尺寸的油管在正常生產(chǎn)過程中不但可以確保氣體能夠順利流過，而且可以確保不會限制產(chǎn)能發(fā)揮。

目前長北水平井所用油管尺寸主要有3種：88.9mm,114.3mm,139.7mm。

長北各井油管尺寸分布見表1。

生產(chǎn)管柱尺寸的選擇是根據(jù)地震資料進(jìn)行綜合解釋和評價，在高分辨率地震剖面上追蹤解釋各層地震反射波，確定該井的儲層厚度，砂體展布；還要根據(jù)鉆井巖屑資料判定儲層頂，底垂直深度，實際鉆遇儲層長度來判斷儲層有效厚度，水平段儲層有效長度，最后分析錄井資料，解釋儲層物性。綜合以上因素，產(chǎn)能分析工程師（PT）會通過建立氣井模型得出合適的生產(chǎn)管柱尺寸。

表1 長北氣田油管尺寸統(tǒng)計表

在下油管過程中，許多細(xì)節(jié)往往被操作者忽視，最后導(dǎo)致油管漏失或者油管縮徑，所以下油管需注意：①油管絲扣下放之前檢查，保證干凈無損壞；②絲扣油涂抹在油管公扣上；③每根油管上扣使用引扣器；④每根油管在大鉗上扣前必須人工倒扣；⑤油管大鉗在上扣過程中不可以出現(xiàn)打滑，如果有打滑現(xiàn)象，立刻停止，更換鉗牙。堅決不可以使用外力將大鉗固定，以免將力傳到別處，導(dǎo)致扭矩儀讀數(shù)不準(zhǔn)，破壞油管絲扣。

3 油管引鞋

油管引鞋處在整個完井管串組合的最下端，引導(dǎo)完井管柱可以順利的下放到指定位置。引鞋內(nèi)喇叭口的設(shè)計是保證鋼絲工具或是連續(xù)油管井下工具能夠順利的被下放和回收。

因為涉及到日后鋼絲繩，電纜以及連續(xù)油管的操作，它的下放深度也有規(guī)定，一般下放深度3 300 m左右，井斜度不能超過60°。

4 丟球式單向閥

與密封鎖緊裝置配合使用，懸掛在密封工作筒中，目的是通過投球后封閉油管內(nèi)徑，憋壓，使封隔器上下卡瓦動作并坐封。

5 密封工作筒

長北氣田采用哈里伯頓生產(chǎn)的X和XN型坐落短接，連接在油管上，壁厚比油管厚，內(nèi)部有多個臺階和凹槽，下部有拋光密封面，可以懸掛各種井下工具，如堵塞器、壓力計、溫度計、流量計、井下流體控制閥門等。

6 封隔器

長北使用的是哈里伯頓石油公司生產(chǎn)的永久性封隔器,其目的為：①封隔器與完井液形成了2道保障，保證氣井安全生產(chǎn)；②密封了套管和油管環(huán)空，與地層隔離，其中套管不承受地層壓力，環(huán)空完井液的主要成分是甲酸鈉溶液和緩蝕劑，具有低傷害和環(huán)保的好處，同時防止套管和套管頭的腐蝕。

封隔器上下卡瓦很脆弱，在被運送至鉆臺面的過程中要非常注意，不可以猛烈撞擊本體和卡瓦。在下放時，就必須控制速度，封隔器之前的油管下放速度應(yīng)控制在15根/h。下入封隔器之后，下放速度應(yīng)控制在10根/h，盡量避免急停急下，以免導(dǎo)致封隔器提前作封。

7 井下安全閥

長北氣田采用哈里伯頓生產(chǎn)的114.3mm （直井采用88.9mm）自平衡SP型井下安全閥自帶一個96.85mm（直井采用71.45mm）X型座放短節(jié)。當(dāng)液壓控制管線壓力達(dá)到設(shè)計壓力，安全閥打開，而且可以遠(yuǎn)程控制。

（1）井下安全閥下深300m，其目的是：①防止水合物的形成 ；②當(dāng)?shù)孛嫔铣霈F(xiàn)自然災(zāi)害和人為因素導(dǎo)致井口裝置被損壞時，能及時地保護(hù)井口。

（2）井下安全閥下放需注意：①安全閥在基地連接好后，進(jìn)行2次試壓，一是進(jìn)行本體試壓，7MPa、28MPa；二是安全閥閥板抗壓測試，關(guān)閉閥板后從閥板下端打壓，7MPa、28MPa。②測試控制管線是否通暢。③在安全閥接到完井管柱內(nèi)后，連接控制管線和井下安全閥，試壓至50MPa，觀察15min，不漏則測試返流。之后再次打壓至35MPa后下井。④下井過程中要特別注意，坐卡瓦的時候不可以壓到控制管線。

8 厚壁短節(jié)

接在井下安全閥上端，管壁比普通油管厚。因為安全閥相比油管內(nèi)徑較大，天然氣從內(nèi)徑較小的油管進(jìn)入內(nèi)徑較大的安全閥后，可能會導(dǎo)致安全閥上端出現(xiàn)紊流，如果井中有砂，會造成油管穿孔。

9 油管掛

油管掛連接著油管，處在油管管柱的最上端，坐落并鎖定在油管頭上，是油管和套管環(huán)空之間的一道密封，同時也是采氣樹和井口之間的一道密封。

長北使用的油管掛是美國鉆采石油公司（MSP）提供的，該油管掛的特點是多道密封，自上而下共5道密封。

油管掛的下放過程中需注意：①檢查管串組合表，確定任何井下工具都已下到正確的位置。②打開環(huán)空，觀察返液。③泄掉控制管線壓力，留足夠長的控制管線，割斷控制管線，將控制管線穿出油管掛并固定。打壓測一次返流，為了測試已經(jīng)下入井中的控制管線是否完好，和之前的返流作對比。對比合適，打壓到35MPa。④油管掛上的密封件非常的重要，下井之前一定要檢查，擦干凈，抹上薄薄的黃油。⑤測試大鉤懸重在上提下放過程中的變化，并記錄。以便油管頭坐封后進(jìn)行懸重參數(shù)對比。⑥油管掛一旦到位，卸掉控制管線的壓力，在立刻打壓到35MPa,觀察手壓泵壓力，判斷控制管線和井下安全閥是否正常。

10 完井質(zhì)量檢驗

完井質(zhì)量是通過試壓來鑒別，不但可以檢測出油管上扣的質(zhì)量，封隔器的密封性，還可以檢測油管掛和油管四通的密封性。因為試壓壓力28MPa，所以試壓過程中的每一步操作都必須明確和小心。①油管頭坐到位后接上循環(huán)頭，用完井液循環(huán)一個油管體積，目的是將絲扣油和一些碎屑沖掉。②循環(huán)完后，投球進(jìn)油管，當(dāng)球坐落到球座上后緩慢打壓至7MPa,穩(wěn)住30min，穩(wěn)住則說明整個油管管柱沒有漏，油管質(zhì)量和油管上扣質(zhì)量都合格。③繼續(xù)緩慢打壓至28MPa。穩(wěn)住30min保證封隔器的上下卡瓦全部完全打開。如果穩(wěn)住了說明油管高壓測試也通過。④從環(huán)空緩慢打壓至26MPa,穩(wěn)壓30min，不漏說明封隔器已經(jīng)成功坐封，油管掛密封也合格。⑤泄壓，安裝井口雙向閥，倒扣取出連頂結(jié)，盤好控制管線在油管頭處，安裝采氣樹。

11 結(jié) 論

長北在投產(chǎn)氣井井?dāng)?shù)不多而供氣任務(wù)較重的情況下，要求每口井都盡可能的發(fā)揮其產(chǎn)能優(yōu)勢。完井管串組合在長北合作區(qū)的應(yīng)用打破了長慶氣田單一的生產(chǎn)模式，同時也為大產(chǎn)能氣井提供了足夠的生產(chǎn)空間。

生產(chǎn)動態(tài)表明，目前長北合作區(qū)完井管串設(shè)計合理，井下安全閥控制系統(tǒng)安全可靠；能夠?qū)崿F(xiàn)緊急快速的關(guān)井，永久性封隔器提供2道屏障，保證井口無套壓，密封工作筒可以懸掛各種流體控制儀器和井下測試儀器，為生產(chǎn)需要提供各種井下作業(yè)。這些完井井下工具為長北項目2010年年產(chǎn)氣量33億m3天然氣任務(wù)的完成提供了強有力的技術(shù)支持和安全保障。

[1]金忠臣,楊川東,張守良.采氣工程[M].北京:石油工業(yè)出版社,2004.

[2]陳平.鉆井與完井工程[M].北京:石油工業(yè)出版社,2005.

Drilling completion technique for horizontal wells shows the remarkable advantages in improving the production rate of natural gas.Based on an introduction to the application of technologies like the completion string of two-branched horizontal wells,the downhole tools,the landing depth of tool,and the test of completion well quality,it is concluded that application of completion technology for horizontal wells to Changbei oilfields is successful,which offers strong technological support and safety guarantee to the accomplishment of production task.

the rate of oil production;completion string of two-branched horizontal well;completion well quality

吳剛（1985-），男，現(xiàn)主要從事完井監(jiān)督。

尉立崗

2011-06-20▌