渤海油田Φ193.7mm尺寸套管完井关键技术优选及应用

摘 要：由于小井眼井可显著降低钻井成本，因此在国内外应用较广。但小井眼井具有井眼尺寸小、环空间隙小的特点，给钻完井作业带来较大挑战，也限制了小井眼井的推广应用。为促进小井眼井钻完井技术的发展，文章在总结小井眼完井技术特点和难题的基础上，结合渤海油田完井实际需求，针对Φ193.7mm套管优选射孔工艺、防砂完井及配套完井管柱工艺等关键工艺技术，开辟了新的完井方式，为后续小井眼井、复杂井身结构井、老井侧钻井等复杂井的完井提供了借鉴。

关键词：小井眼；Φ193.7mm套管；射孔工艺；防砂完井；完井管柱

渤海油田当前的井身结构主要为Φ508.0mm×Φ339.7mm×Φ244.5mm常规套管程序，此套管程序能满足渤海油田浅井及地质条件不是特到复杂的中深井作业要求，但是在低油价新常态的今天，该井身结构已无法满足降本增效需求。为此，渤海油田尝试在探井中采用Φ241.3mm井眼×Φ193.7mm套管的井身结构，极大地提高了钻井作业效率，但相应的完井技术尚缺乏专门研究[1-5]。因此，加快研究适合渤海油田的Φ193.7mm尺寸套管完井技术已成为当务之急。

1 Φ193.7mm完井技术特点

生产套管尺寸由Φ244.5mm变更为Φ193.7mm，给后续射孔、防砂等完井作业带来了一系列困难，主要体现在以下几个方面。（1）套管内径小，储层较疏松易出砂，射孔工艺和器材受限，卡钻等事故风险高；（2）现有防砂器材受限，对防砂筛管质量要求高；（3）小尺寸套管对分层系开发的完井管柱提出更高要求。

针对上述问题，对Φ193.7mm套管尺寸下的完井技术进行可行性论证分析，并重点对配套的射孔技术、防砂技术和完井管柱工艺进行优选，并成功应用于某井中。

2 关键完井技术优选

2.1 射孔枪身尺寸优选

油管输送射孔因其能实现负压射孔、保护产层方面有明显优势，因此在海上油田开发中应用较为广泛。尤其针对海上疏松砂岩进行砾石充填时，需要大的射孔面积和干净的孔道，油管输送射孔具有明显的优势。在采用非常规Φ193.7mm尺寸套管后，需要对射孔技术进行优化，以满足渤海油田疏松砂岩对射孔技术的要求。针对射孔技术的优选，主要集中在枪身尺寸、射孔参数、负压值选择几个方面。考虑到油田不同储层选择不同，本文仅对因套管尺寸变化引发的共性问题，即枪身尺寸问题进行探讨。

射孔枪与套管匹配要考虑三个方面因素：（1）射孔效果，即要求射孔枪与套管之间间隙尽可能小，以达到最佳射孔效果；（2）安全因素，射孔后枪体会有适当程度膨胀变形，容易造成卡枪事故；（3）处理措施，即出现卡枪后，必须有配套的打捞工具捞枪，避免使卡枪事故复杂化。根据行业标准，射孔枪发射前后的外径差值应不大于5mm，因此综合考虑射孔枪发射前后的状态与射孔效果，套管尺寸与常规射孔枪匹配情况，即满足Φ193.7mm尺寸套管的射孔枪合理范围应在Φ114.3mm～Φ127mm。另一方面，在射孔后一旦出现卡枪事故，常规配套的打捞工具能够满足打捞作业。综合考虑当前常用的卡瓦打捞筒的数据，满足Φ193.7mm尺寸套管内打捞的打捞筒，其打捞范围为Φ114.3mm～Φ127mm。因此，为保证射孔效果及安全，推荐Φ193.7mm尺寸套管采用Φ114.3mm～Φ127mm尺寸范围的射孔枪。

2.2 防砂技术优选

目前海上油田防砂工艺相对成熟，按照是否进行砾石充填作业，可以分为优质筛管简易防砂和砾石充填防砂两类。对于优质筛管井，目前防砂管柱仅需对防砂封隔器进行调整。经调研，目前国内外主流防砂服务公司均拥有配套Φ193.7mm尺寸套管用防砂封隔器，并以在渤海外市场成功应用。而对于砾石充填井而言，目前的砾石充填防砂服务工具主要针对Φ177.8mm和Φ244.5mm套管。因此针对Φ193.7mm套管，如需进行砾石充填作业，可以通过以下方式解决：内管柱（即防砂服务工具）不做调整，仅对外管柱防砂封隔器做调整，更换为简易防砂封隔器，结合配套外管柱总成与内管柱配套，进行[石充填作业。无论优质筛管简易防砂，还是砾石充填防砂井，其防砂封隔器内径与Φ177.8mm套管用封隔器内径无明显变化，即简易防砂封隔器内径为82.6mm～98.6mm，而砾石充填用防砂封隔器仅82.6mm。内径尺寸未做调整，给后续完井管柱选择带来困难。

2.3 完井管柱优化

Y型生产井。井身结构瘦身后，带来的主要挑战为：（1）电泵外径小，排量受限，扬程受限，电泵寿命短；（2）油管及井下工具内外径小，抗拉强度受限；（3）分采封隔器内径小，生产滑套及开关工具尺寸受限。结合当前现有工具，对电泵机组与旁通管进行分别搭配，同时考虑国内外电泵机组的能力，在Φ193.7mm尺寸套管下，可满足分层开采需求。常见Y分管柱电泵机组与旁通管搭配形式：（1）52mm旁通管+114系列电泵机组；（2）60mm旁通管+107系列电泵机组；（3）60mm旁通管+114系列电泵机组；（4）60mm旁通管+103系列电泵机组；（5）73mm旁通管+95系列电泵机组。可根据油藏配产需求进行筛选满足条件的生产井，作为目标井校核是否进行井身结构瘦身。油藏配产需求，需考虑油井的全生命周期，避免生产后期大泵提液时，无法在该套管尺寸下选择匹配的电泵机组。

注水井。对于采用分层配注的注水井，井身结构瘦身带来的主要限制条件为：（1）注水层数限制；（2）配注量大小是否满足需求。由于注水井常采用优质筛管简易防砂，其防砂封隔器尺寸一般为82.6mm或98.6mm。按照目前的注水工艺，封隔器内径为82.6mm，采用同心分注工艺可以满足最大5层，单层注水量最大700m3/d的注水效果；而封隔器内径为98.6mm时，采用空心集成分注工艺可以满足单井最大6层，单层注水量达700m3/d的注水效果。

3 现场应用

渤海油田于2016年开始尝试在海上进行井身结构优化，将油层套管尺寸优化为Φ193.7mm。油井采用Φ114.3mm射孔枪，射孔弹穿深：1374.4mm，孔径：11.7mm；下入Φ114.3mm优质筛管简易防砂；生产管柱采用60mm旁通管+114系列电泵机组。作业后顺利投产，初期日产油量达195m3/d，且无出砂现象，使用效果良好。

4 结束语

（1）针对Φ193.7mm尺寸套管对应的完井难点，通过对理论和关键技术研究现状的分析，解决了该尺寸套管完井技术难题。

（2）井身结构瘦身，在一定程度上为海上油气田降本增效提供了方向，开辟了新的完井方式，可作为下一步研究发展的方向。

（3）相应完井配套工具和工艺技术及适用条件的研究还不够完善，尚需进一步深入研究。

参考文献

[1]李海玉，和鹏飞，郑超，等.小井眼侧钻底水油藏水平井E15H1钻井技术[J].石油化工应用，2016，35（6）：29-31.

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[3]王允海，和鹏飞，万祥，等.渤海152.4mm小井眼长裸眼段筛管完井技术[J].石油化工应用，2016，35（5）：27-29.

[4]边杰，和鹏飞，侯冠中，等.渤海低渗油田定向井井身结构优化[J].探矿工程：岩土钻掘工程，2017（1）：52-56.

[5]和鹏飞.辽东湾某油田大斜度井清除岩屑床技术的探讨[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2014（6）：35-37.

作者简介：韩耀图（1985-），男，工程师，一直从事海洋石油钻井与完井相关技术研究与应用工作。