AE3平26井砂卡管柱打撈處理工藝

馬昌慶 余東合 王 濤 田印忠 王建國(guó) 王云輝

（1.華北油田公司采油工程研究院，河北任丘 062552；2.渤海鉆探測(cè)試公司，河北廊坊 065007；3.渤海鉆探井下作業(yè)公司，河北任丘 062552；4.華北油田公司采油一廠(chǎng)，河北任丘 062552）

近年來(lái)，水平井以其有效提高單井產(chǎn)量、降低油氣井綜合開(kāi)采成本，提高開(kāi)發(fā)效益等優(yōu)勢(shì)，在華北油田低滲透油藏開(kāi)發(fā)中取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。然而，隨著水平井?dāng)?shù)量的不斷增加，水平井的修井問(wèn)題越來(lái)越突出。由于井眼軌跡的特殊性，在打撈作業(yè)上存在一定難度。AE3平26井采用雙封拖動(dòng)壓裂工藝進(jìn)行壓裂改造，在第2段壓裂過(guò)程中發(fā)生壓裂管柱斷脫，落物包括連接油管及噴砂器、下封隔器、導(dǎo)向球座，總長(zhǎng)21.38 m。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)制作專(zhuān)用工具，優(yōu)化鉆具組合，最終將井內(nèi)落物成功撈出。

1 概況

AE3平26井是1口開(kāi)發(fā)水平井，采用二開(kāi)井身結(jié)構(gòu)，水平段長(zhǎng)438 m，完井方式為套管固井射孔完井，水平段套管外徑為139.7 mm，套管內(nèi)徑為121.26 mm。

該井采用雙封拖動(dòng)壓裂工藝，分6段壓裂施工。第2段壓完，起出井內(nèi)油管，發(fā)現(xiàn)上封隔器上部的水力錨12只錨瓦牙全部磨平，水力錨上部50余根?73.02 mm N80外加厚油管螺旋彎曲變形。上封隔器下端的第1根N80外加厚油管在公扣端本體與加厚過(guò)渡處呈塑性拉伸斷裂。井內(nèi)落物總長(zhǎng)21.38 m：斷油管+完整油管1根+噴砂器+下封隔器+導(dǎo)向球座。下油管底帶油管鞋沖砂至魚(yú)頂。探魚(yú)頂，發(fā)現(xiàn)落魚(yú)下行30 m后，卡滯于已壓完的第1段頂部以上1.3 m處（圖1）。

圖1 落井管柱及工具

2 施工難點(diǎn)分析

（1）井內(nèi)工況復(fù)雜。通過(guò)對(duì)井內(nèi)已起出的管柱分析，下封隔器斷脫是在第2段壓裂過(guò)程中發(fā)生的。井內(nèi)管柱經(jīng)過(guò)高壓大排量壓裂施工后損壞嚴(yán)重，壓裂砂可能填滿(mǎn)套管與落井管柱之間的間隙，并且落井管柱內(nèi)腔的壓裂砂較多，活動(dòng)解卡可能性較小。

（2）落物魚(yú)頂不規(guī)則且內(nèi)通道變形。落物魚(yú)頂為長(zhǎng)度不足0.1 m斷油管頭，由于塑性伸長(zhǎng)，斷口內(nèi)通徑不到52 mm，且斷面不規(guī)則。斷口下端的油管接箍外徑為93 mm，套管內(nèi)徑為121.26 mm，環(huán)空間隙小。由于落物處于水平段內(nèi)，地面扭矩?zé)o法有效傳遞到井下，易造成井下事故復(fù)雜化。

（3）工具外徑大，套銑難度高。噴砂器外徑為108 mm，封隔器外徑為115 mm，套銑工具與套管間隙小，并且在套銑過(guò)程中，由于環(huán)空流體速度上下偏差很大，在套銑筒與套管壁貼靠位置的流速很低，修井液攜帶碎屑的能力大大降低，易導(dǎo)致套銑管柱被卡。

3 打撈方案的制定和配套工具設(shè)計(jì)

3.1 打撈方案的制定和管柱的選擇

考慮到落井管柱發(fā)生在壓裂加砂階段，套管與管柱之間的環(huán)空間隙及管柱內(nèi)腔中充滿(mǎn)壓裂砂，設(shè)計(jì)打撈方案如下。

（1）用斷油管密封對(duì)接器與井內(nèi)落井管柱進(jìn)行密封對(duì)接，建立起循環(huán)通道，反循環(huán)洗井。管柱組合：斷油管密封對(duì)接器+?73.02 mm外加厚油管短節(jié)+?73.02 mm外加厚油管至井口。

（2）用打撈?93 mm接箍的可退撈筒打撈井內(nèi)油管接箍。管柱組合：可退撈筒+加長(zhǎng)筒+轉(zhuǎn)換接頭+安全接頭+上擊器+?73.02 mm外加厚油管短節(jié)+ ?73.02 mm外加厚油管至井口。

（3）下套子磨鞋修魚(yú)頂。管柱組合：套子磨鞋+螺桿鉆+?73.02 mm外加厚油管短節(jié)+?73.02 mm外加厚油管至井口。

（4）用打撈?73.02 mm油管內(nèi)腔的提放式倒扣撈矛打撈井內(nèi)油管。管柱組合：提放式倒扣撈矛+反扣上擊器+?73.02 mm反扣鉆桿至井口。

（5）根據(jù)倒扣結(jié)果，選擇合適打撈工具進(jìn)行沖砂、倒扣，直至撈出井內(nèi)所有管柱。

3.2 配套打撈工具的設(shè)計(jì)

根據(jù)制定的打撈方案，設(shè)計(jì)了斷油管密封對(duì)接器、套子磨鞋、液壓加壓器等多種特殊的修井工具。

3.2.1 斷油管密封對(duì)接器 該工具的作用是將打撈管柱與井內(nèi)被砂埋的斷油管對(duì)接密封，以建立起打撈管柱與井內(nèi)落物之間的循環(huán)通道，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。其密封總成與井內(nèi)斷油管茬口實(shí)現(xiàn)對(duì)接密封，利用泵車(chē)大排量反洗井，洗井液通過(guò)油套環(huán)形空間，經(jīng)過(guò)落井管柱與套管之間的環(huán)形空間，下行至噴砂器，通過(guò)噴砂器的噴砂口進(jìn)入落井油管內(nèi)腔，經(jīng)密封對(duì)接器，沿打撈油管內(nèi)腔返到地面，從而將井筒內(nèi)與油管內(nèi)腔中的壓裂砂沖出。

圖2 斷油管密封對(duì)接器

3.2.2 套子磨鞋 針對(duì)水平井特點(diǎn)設(shè)計(jì)研制了專(zhuān)用的套子磨鞋，通過(guò)護(hù)罩保護(hù)前端裸露合金，具有易于導(dǎo)引魚(yú)頭，磨銑過(guò)程中防損傷套管的特點(diǎn)。

圖3 套子磨鞋

3.2.3 液壓加壓器 水平井因管柱與套管內(nèi)壁發(fā)生多點(diǎn)接觸等因素的影響，其施加的載荷大部分用于克服管柱與套管之間的摩擦力，管柱載荷傳遞效果差。液壓加壓器的作用是改變打撈管柱的施力方式，通過(guò)液壓方式對(duì)打撈工具施加推力，使打撈工具順利抓撈井內(nèi)落物。液壓加壓器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4，由多級(jí)液壓缸組成，通過(guò)打壓，推動(dòng)液缸產(chǎn)生水平推力，從而解決水平段推力的傳遞問(wèn)題。

圖4 液壓加壓器

4 打撈工藝設(shè)計(jì)及技術(shù)要求

鑒于處理技術(shù)難點(diǎn)及工藝措施分析，制定如下措施及技術(shù)要求。

（1）密封對(duì)接原井管柱，建立循環(huán)通道。下油管底帶專(zhuān)用的斷油管密封對(duì)接器與落井管柱進(jìn)行對(duì)接密封，使落井管柱建立起循環(huán)通道。利用泵車(chē)大排量洗井將井筒內(nèi)的沉砂洗出。若洗不通，則反復(fù)進(jìn)行激動(dòng)沉砂，疏松落井管柱周邊的沉砂，從而建立循環(huán)通道。

（2）打撈落井管柱油管接箍。下入可退撈筒+上擊器，外撈落井管柱油管接箍，撈獲后活動(dòng)震擊解卡，不能解卡，則退出撈筒，起出打撈管柱。

（3）修魚(yú)頭。下螺桿鉆底帶套子磨鞋，對(duì)不規(guī)則斷油管茬口進(jìn)行修磨，開(kāi)放內(nèi)撈通道。

（4） 打撈落井管柱油管內(nèi)腔。用反扣鉆桿底帶反扣上擊器+提放式倒扣撈矛，內(nèi)撈落井管柱油管內(nèi)腔，撈獲后活動(dòng)震擊解卡，不能解卡，則倒扣，起出打撈管柱。

（5） 沖砂，倒扣。根據(jù)倒扣結(jié)果，選擇合適打撈工具進(jìn)行沖砂、倒扣，直至撈出井內(nèi)所有管柱。

5 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

（1）下入斷油管密封對(duì)接器，待管柱到位后，下放管柱并加壓150 kN，確保井內(nèi)管柱一次可靠密封對(duì)接。

（2）地面連接泵車(chē)及罐車(chē)，進(jìn)行反循環(huán)洗井。剛開(kāi)始泵壓升至25 MPa時(shí)，油管出口返出排量＜ 5 L/m in；在另一端套管閘門(mén)接一條放噴管線(xiàn)，當(dāng)泵壓升至25 MPa時(shí)停泵，將另一端套管閘門(mén)打開(kāi)，快速放噴。反復(fù)操作后，油管出口返出排量逐漸增大。當(dāng)油套逐漸洗通后，將排量升至400 L/m in以上，2倍井容洗井。

（3）下入可退撈筒管柱，待管柱距離魚(yú)頂5 m時(shí)，開(kāi)泵沖洗魚(yú)頂，邊沖邊下放。管柱到位后，下放管柱至140 kN，加壓50 kN，上提至310 kN，上擊器震擊。反復(fù)操作，載荷突降為220 kN。上提管柱，掛卡嚴(yán)重。起了3根油管后，懸重恢復(fù)正常。起出管柱，發(fā)現(xiàn)未撈出井內(nèi)落物，檢查撈筒卡瓦處于釋放狀態(tài)且卡瓦前端有磨損痕跡。

（4）更換卡瓦后，重新下入可退撈筒管柱，將上擊器換為液壓加壓器。具體管柱結(jié)構(gòu)為：可退撈筒+安全接頭+液壓加壓器+ ?73.02 mm外加厚油管短節(jié)+?73.02 mm外加厚油管至井口。待管柱距離魚(yú)頂50 m時(shí)，開(kāi)泵，邊沖邊下放，遇阻后，下放管柱至100 kN，加壓90 kN，提高泵壓至8 MPa，緩慢上提，懸重最高升至370 kN后恢復(fù)正常。提出井內(nèi)打撈管柱，成功撈出全部井內(nèi)落物。

6 結(jié)論

（1）落井管柱在水平段被砂埋，設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的斷油管密封對(duì)接器，建立起落井管柱的循環(huán)通道，利用修井液將井筒內(nèi)的沉砂攜帶出來(lái)，為后續(xù)施工打下良好的基礎(chǔ)。

（2）采用液壓方式對(duì)水平井內(nèi)落井管柱進(jìn)行打撈，通過(guò)液壓加壓器對(duì)井內(nèi)落物施加有效的鉆壓，解決了打撈管柱受井斜影響鉆壓傳遞困難的難題。

（3）對(duì)水平井內(nèi)落物的打撈，在落物尺寸允許的條件下，盡量選用提放式可退打撈工具，便于打撈工具順利退出，有效預(yù)防可能出現(xiàn)的井下復(fù)雜情況。

［1］ 周全興.鉆采工具手冊(cè)［M］.北京：科學(xué)出版社， 2000.

［2］ 萬(wàn)仁溥，羅英俊.采油技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1989.

［3］ 富玉海，王風(fēng)銳，董連剛，等.澤10-70X井雙層砂卡管柱打撈處理工藝［J］.石油鉆采工藝，2009，31（S2）：137-139.

［4］ 葉金勝，郝金克，賈慶升，等.勝利油田水平井防砂管柱打撈技術(shù)［J］.石油機(jī)械，2002，30（9）：40-42.