作為典型的疏松砂巖油藏，孤東油田水平井開(kāi)發(fā)面臨著諸多挑戰(zhàn)。其油層埋藏淺，壓實(shí)程度差，膠結(jié)疏松，極易出現(xiàn)泥砂問(wèn)題，尤其是館陶組油藏，出砂情況嚴(yán)重，極大地影響了油田的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。為了實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效，工藝技術(shù)人員不斷探索和實(shí)踐，在水平井防砂及相關(guān)工藝上取得了顯著成果。從選擇合適的防砂方式，到研發(fā)有效的打撈工藝，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用不僅保障了油井的正常運(yùn)行，也為同類(lèi)型油藏開(kāi)發(fā)工藝應(yīng)用提供了有益借鑒。
創(chuàng)新防砂工藝 應(yīng)對(duì)油藏挑戰(zhàn)
孤東油田特殊的地質(zhì)條件，使得油層出砂成為制約生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究和實(shí)踐，金屬棉濾防砂成為孤東油田水平井防砂的主要手段。防砂管柱的結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，由絲堵、扶正器、濾砂管、光油管、封隔器等部件組成，具體為絲堵＋扶正器＋濾砂管＋扶正器＋光油管＋封隔器＋光油管的組合形式。在安裝時(shí)，將防砂管柱下至設(shè)計(jì)深度后，通過(guò)打壓上提管柱丟手，確保管柱的穩(wěn)定和有效防砂。
水平井在投產(chǎn)過(guò)程中，受底水或邊底水的影響，生產(chǎn)井段的含水會(huì)逐漸上升，這對(duì)水平井的開(kāi)發(fā)產(chǎn)生了不利影響。因此，卡水工藝成為必要措施?，F(xiàn)場(chǎng)常用的卡水工藝有水泥封堵和機(jī)械卡堵水兩種。由于水平井的結(jié)構(gòu)特性，常規(guī)的水泥封堵方法實(shí)施難度較大。而機(jī)械卡堵水則展現(xiàn)出了明顯優(yōu)勢(shì)，通過(guò)下入卡堵水機(jī)械管柱，對(duì)目的層進(jìn)行卡封堵水。當(dāng)需要重新利用油層時(shí)，只需打撈出卡堵水管柱即可恢復(fù)生產(chǎn)。目前，現(xiàn)場(chǎng)使用的卡堵水工藝管柱主要以 SPY441 雙向錨定封隔器和皮碗封隔器為主（如圖 1 所示）。
圖1皮碗封隔器卡水管柱
其中，卡瓦封隔器卡水管柱工藝管柱采用帶雙向卡瓦支撐的 SPY441 封隔器封堵下部油層，并應(yīng)用 YDS 丟手工具實(shí)現(xiàn)丟手，但該管柱只能實(shí)現(xiàn)下段油層的卡封堵水；而皮碗封隔器卡水管柱采用皮碗封隔器實(shí)現(xiàn)封閉層的封堵，應(yīng)用特殊丟手工具實(shí)現(xiàn)丟手，全部管柱支承在人工井底，上部采用防落物管柱插入丟手接頭，防止管柱移動(dòng)，該管柱可以實(shí)現(xiàn)任意油層的封堵，為油井的靈活生產(chǎn)提供了有力支持。
攻克打撈難題 恢復(fù)油井產(chǎn)能
當(dāng)濾砂管和分層封隔器失效后，打撈作業(yè)成為恢復(fù)油井產(chǎn)能的關(guān)鍵。但水平井打撈面臨著諸多特殊的難點(diǎn)。水平井內(nèi)的造斜段使得井口的上提力無(wú)法有效傳遞到井下水平段，而且為了保護(hù)套管，直井中常用的大力上提、活動(dòng)解卡等打撈工藝在水平井中無(wú)法實(shí)施。造斜段也影響了井口扭矩的傳遞，使得常規(guī)的套銑、倒扣等打撈工藝難以在水平井中應(yīng)用。水平井的水平射孔段較長(zhǎng)，濾砂管也相應(yīng)較長(zhǎng)，一般在幾十米以上，有的甚至長(zhǎng)達(dá) 300米 ，且每根濾砂管都帶有扶正器，在扶正器處有變徑，這進(jìn)一步增加了打撈的難度。
針對(duì)這些難點(diǎn)，工藝技術(shù)人員經(jīng)過(guò)不斷探索和實(shí)踐，總結(jié)出了三種有效的打撈方式。第一種是活動(dòng)解卡，即通過(guò)上下活動(dòng)管柱來(lái)嘗試解卡，這種方式適用于出砂少、濾砂管短、工作時(shí)間短的情況，雖然油田有成功的井例，但實(shí)施難度較大。第二種是套銑打撈，利用套銑筒直接套銑濾砂管并進(jìn)行打撈，但這種方式對(duì)套管損害較大，實(shí)施難度也很高，不過(guò)油田也有成功應(yīng)用的案例。第三種是井下增力打撈，利用井下增力器解卡打撈，這也是目前較為常用且有效的一種方式。
水平井井下打撈工藝管柱由專(zhuān)用的提放式可退撈矛、井下打撈增力器、扶正器和配套工具等組成（如圖 2 所示）。
圖2 井下打撈增力器結(jié)構(gòu)圖
該管柱采用等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，全部管柱額定載荷為 550KN，最大可以承受 650KN 的拉力而不損壞。它具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一是可以在井下落魚(yú)的魚(yú)頂處直接產(chǎn)生 500KN—650KN 的拉力，而且井下打撈增力器以上部分管柱在增力打撈過(guò)程中不受力；二是在需要時(shí)可以可靠地退出撈矛，即使打撈不成功也不會(huì)給井下造成新的事故。
井下打撈增力器的作用是改變打撈管柱的受力方式，通過(guò)打壓在卡點(diǎn)處產(chǎn)生大噸位的拉力，使井下落物產(chǎn)生移動(dòng)。該工具由套管錨定部分、增力部分、水平打壓球座三部分組成。套管錨定部分的作用是將井下打撈增力器錨定在套管上，并承受增力部分所產(chǎn)生的拉力；增力部分是直接產(chǎn)生拉力的關(guān)鍵部分；水平打壓球座則可以保證工具在水平狀態(tài)下打壓，同時(shí)還能根據(jù)要求自動(dòng)卸壓。
提放式可退撈矛由矛桿、矛爪和換向等部分組成。撈矛下井時(shí)，換向部分位于短軌道處，矛爪處于收縮狀態(tài)。當(dāng)撈矛接觸并插入魚(yú)腔時(shí)，矛爪推動(dòng)換向部分移動(dòng)，進(jìn)入長(zhǎng)軌道，此時(shí)上提管柱，矛爪與矛桿斜面接觸，直徑漲大，從而將落魚(yú)牢牢抓住。
在配套了合適的工藝管柱后，水平井濾砂管打撈工藝可以概括為 “沖”、“撈”、“松”、“拔” 四個(gè)步驟。“沖” 是指將井筒內(nèi)的沉砂沖洗干凈，并以合適的壓井液替入，防止再次出砂；“撈” 是利用提放式可退撈矛撈住井下管柱，并上提一定的負(fù)荷；“松” 是用水泥車(chē)打壓，將壓力控制在一定范圍內(nèi)，使井下管柱在一定負(fù)荷下反復(fù)受力，從而使周?chē)某辽八蓜?dòng)；“拔” 是當(dāng)濾砂管周?chē)某辽伴_(kāi)始松動(dòng)時(shí)，以打撈管柱和井下管柱能夠承受的拉力（使用增力器）大力活動(dòng)，將濾砂管拔出。
成功應(yīng)用 驗(yàn)證技術(shù)成效
孤東 7-3 平 3 井是水平井打撈工藝技術(shù)成功應(yīng)用的一個(gè)典型案例。該井水平段長(zhǎng) 601.31m，留井管柱為皮碗封隔器 +φ108mm 鑲嵌式金屬棉 25 根，總長(zhǎng)度為 184m，其中濾砂管長(zhǎng) 127m。在關(guān)井前，該井產(chǎn)液量基本保持在 25～30 m3/d，產(chǎn)油 23～28t/d。在 2022年 7 月至 9 月期間，該井進(jìn)行過(guò) 3 次作業(yè)，但均在幾天內(nèi)出現(xiàn)砂埋關(guān)井的情況，經(jīng)分析是濾砂管損壞導(dǎo)致的。
為了解決這一問(wèn)題，2023年 3 月該井實(shí)施了濾砂管打撈作業(yè)。在處理完井筒內(nèi)的沉砂后，開(kāi)始進(jìn)行增力打撈。首先上提負(fù)荷 300KN，然后從鉆桿內(nèi)正打壓，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)增力活動(dòng)后，從鉆桿內(nèi)提高壓力，在卡點(diǎn)處產(chǎn)生了 540KN 的拉力，管柱開(kāi)始松動(dòng)。經(jīng)過(guò) 30 余次的井下增力打撈，泵壓逐漸下降，增力器拉力從 520KN 降至 200KN，最終全部防砂管柱一次成功撈出。該井在經(jīng)過(guò)重新防砂作業(yè)后，產(chǎn)液穩(wěn)定在 32m3/d，產(chǎn)油 29t/d，生產(chǎn)狀況得到了明顯改善，這充分驗(yàn)證了孤東油田水平井打撈工藝技術(shù)的有效性和可靠性。
此后，在8口水平井防砂及打撈中獲得應(yīng)用，均取得良好的效果。金屬棉濾防砂配合防砂管柱，解決油層出砂問(wèn)題；以 SPY441 雙向錨定封隔器和皮碗封隔器為主的機(jī)械卡堵水工藝管柱，應(yīng)對(duì)底水或邊底水影響。打撈工藝上，研發(fā)井下增力打撈等技術(shù)及配套管柱，解決濾砂管和封隔器失效打撈難題。增力器解卡工藝操作簡(jiǎn)單、安全可靠、成功率高，能打撈幾十米到幾百米管柱，保障水平井穩(wěn)定生產(chǎn)。
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