GLYX1井套管事故處理工藝技術(shù)

羅恒榮 曹漢原 沈書榮 冉進(jìn)

【摘 要】 本文主要介紹了GLYX1井上部技套固井事故處理過程，在該井事故處理過程中首先采用在表層套管鞋以下注水泥塞，防止事故處理過程中鐵屑與水泥環(huán)下沉，提高事故處理效率。分別使用了機(jī)械加壓內(nèi)割刀、水力加壓內(nèi)割刀、可退式撈矛、銑磨鞋等工具進(jìn)行套管割斷、打撈、銑磨等技術(shù)，成功處理了該井固井事故。該井事故的成功處理，為今后處理同類事故復(fù)雜提供了借鑒。

【關(guān)鍵詞】 地?zé)峋??固井事故 ?機(jī)械加壓內(nèi)割刀 ?水力加壓內(nèi)割刀

1 概況

GLYX1井設(shè)計(jì)井深3250m，是一口地?zé)衢_發(fā)井，Ф339.7mm表層套管下深400m，Ф244.5mm技術(shù)套管下深2570m。設(shè)計(jì)要求下完技套注水泥后自井深380m退扣，起出380米以上的技術(shù)套管，便于完井后下入較大直徑的深井泵，深度要求350～380m。該井固井完成后，退出裝置失靈，轉(zhuǎn)動(dòng)多圈直至頂驅(qū)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，均無法退扣，導(dǎo)致上部套管被水泥封固。經(jīng)聲幅測(cè)井解釋，水泥返高270m，水泥封固了110m。為了起出上部套管，該井經(jīng)過割、撈、加銑磨，歷時(shí)172小時(shí)，起出套管314m，銑磨套管37.17m，銑磨至井深351.17m，達(dá)到了甲方的要求，恢復(fù)了正常生產(chǎn)。

2 設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)（表1）

3 井下情況分析與事故處理方案

3.1 井下情況分析

（1）自由段套管的處理。自由段套管的處理， 根據(jù)測(cè)井資料判斷水泥返高270 m，從固井完成后，轉(zhuǎn)動(dòng)了一百多圈，直到頂驅(qū)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，退出裝置失靈。分析得出結(jié)論：絲扣已上得非常緊，未固套管采用倒扣辦法起出，存在以下缺點(diǎn)：一是倒扣位置無法確定;二是時(shí)間長(zhǎng);三是倒扣困難，倒扣過程易出現(xiàn)意外。決定采用割刀將自由段套管起出，為了盡量能多起出自由段的套管，還要確保第一次割斷套管一定能起出，采用了多次切割，多次撈取，直到套管不能起出為止;（2）非自由段套管的處理。非自由段套管的處理，如果采用套銑后再撈取的辦法，套銑存在很多困難與缺點(diǎn)，套銑筒內(nèi)外受限，銑鞋在制作上存在既不能損傷內(nèi)外層套管，又要把套管內(nèi)外之間的水泥套銑掉矛盾，表層套管與技術(shù)套管不一定同心，無論采用什么樣的操作方法，套銑偏離規(guī)跡是不可避免的，套銑目的要想實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)無法辦到。技術(shù)套管內(nèi)是空的，利用滿眼引錐控制銑鞋規(guī)跡，對(duì)技套進(jìn)行銑磨是較好的辦法。

3.2 處理方案確定

（1）在380 m～480m注一懸空水泥塞，接住銑磨時(shí)下沉的鐵屑，下沉鐵屑在較淺井段處理，縮短起下鉆時(shí)間，提高處理效率，同時(shí)預(yù)防鐵屑下沉至下部井段引起卡鉆等事故，使處理情況更加復(fù)雜;（2）自由段套管采用割撈結(jié)合方法處理;（3）已封固段采用銑磨方法處理。

4 現(xiàn)場(chǎng)事故處理

4.1 使用NG245機(jī)械式內(nèi)割刀

4.1.1 機(jī)械式內(nèi)割刀工作原理

當(dāng)割刀需要固定在套管孔內(nèi)時(shí)，正轉(zhuǎn)中心軸。由于摩擦塊和套管內(nèi)壁的摩擦阻力，摩擦扶正部分并不隨割刀中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在其內(nèi)部滑牙的嚙合作用下，摩擦扶正部分向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)錨定緩沖部分一起向上運(yùn)動(dòng)，并在斜面燕尾槽的作用下，錨定緩沖部分的卡瓦工作外徑逐漸擴(kuò)大，直到抵住套管內(nèi)壁。此時(shí)摩擦扶正部分內(nèi)部滑牙脫開嚙合，下放割刀。割刀在卡瓦作用下固定在套管內(nèi)壁上。在下放割刀的同時(shí)，錨定緩沖部分相對(duì)向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)切削部分的刀片逐漸向外張開，旋轉(zhuǎn)割刀就能進(jìn)行切割了。切割完畢，上提割刀，摩擦扶正部分和描定緩沖部分相對(duì)中心軸向下運(yùn)動(dòng)，直至抵住引錐，刀頭收回，卡瓦失去楔緊作用，于是割刀便可提出井外。

4.1.2 機(jī)械式內(nèi)割刀處理

（1）將內(nèi)割刀聯(lián)接于Ф178mm鉆鋌上，并下到井深259m，套管接箍已避開;（2）正轉(zhuǎn)割刀3圈，使摩擦扶正部分內(nèi)滑牙脫開;（3）下放鉆具加不上鉆壓，說明卡瓦沒有與套管內(nèi)壁咬合;（4）多次試坐無效，起鉆;（5）在地面檢查完全正常后，下井后，無論怎么樣轉(zhuǎn)動(dòng)，卡瓦不能咬合套管內(nèi)壁刀片也就無法打開，切割失敗，起出檢查地面也不能打開，摩擦塊的摩擦力沒有問題，原因是內(nèi)部滑牙的嚙合作用出了問題。

4.2 第一次使用自制水力加壓內(nèi)割刀

4.2.1 自制水力加壓內(nèi)割刀工作原理

當(dāng)割刀下入井內(nèi)達(dá)到預(yù)定切割位置時(shí)，開泵循環(huán)，逐漸加大排量，鉆進(jìn)液通過上、下滑閥上噴咀，使下滑閥上、下產(chǎn)生壓力差，此壓力差使下滑閥克服彈簧阻力向下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)刀頭向外旋轉(zhuǎn)進(jìn)入切削狀態(tài)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)割刀就可進(jìn)行切割。割斷落魚后，停泵，下滑閥上、下的壓力差消失。下滑閥在被壓縮的彈簧作用下向上運(yùn)動(dòng)復(fù)位。刀頭在彈簧壓片的作用下向內(nèi)旋轉(zhuǎn)復(fù)位。割刀就能從井中取出。

4.2.2 自制水力加壓內(nèi)割刀處理

（1）將內(nèi)割刀接于鉆柱上，下到預(yù)定井深259m，下到套管接箍以下;（2）開泵，泵壓達(dá)到7Mpa，循環(huán)泵壓穩(wěn)定;（3）緩慢起動(dòng)頂驅(qū)，以60r/min的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)割刀，12～18分鐘就能割斷;（4）第一次僅用了不到一分鐘套管就被割斷，原因是套管承受了井口較大的拉力，上部套管上彈井口有明顯的震動(dòng);（5）起出套管，起卸套管，卸扣較為困難，多根套管公扣端被B型吊鉗咬變形，說明固井后處理套管使扣上得特別緊。起出的套管未見水泥塊。

4.3 第二次使用自制水力加壓內(nèi)割刀

第二次下入自制水力加壓內(nèi)割刀按4.2.2措施在282m處割斷技套。

4.4 使用LM95型可退式撈矛打撈已切割套管

4.4.1 LM95型可退式撈矛結(jié)構(gòu)

LM95型可退式撈矛由心軸、卡瓦、釋放環(huán)、引錐等組成，每個(gè)型號(hào)的撈矛可配多個(gè)不同尺寸的卡瓦，供作業(yè)時(shí)選用。

4.4.2 打撈操作

（1）卡瓦選擇、組裝好，上緊引錐;下井前，卡瓦處于釋放位置，即卡瓦應(yīng)下旋抵住釋放環(huán);（2）下鉆前應(yīng)計(jì)算出魚頂方入和打撈方入;（3）下鉆到最后一根時(shí)慢慢下放鉆柱，直至打撈矛進(jìn)入落魚的預(yù)計(jì)深度;（4）左旋1～1.5圈，然后慢慢上提鉆具，撈住落魚;（5）起鉆撈獲23m套管。

4.5 第三次使用自制水力加壓內(nèi)割刀與撈矛

第三次下內(nèi)割刀至314m切割后下入撈矛成功撈出套管32米，管外有泥沙。

4.6 第四次使用自制水力加壓內(nèi)割刀與撈矛

第四次在335米處割斷，下入LM95型可退式撈矛多次上提鉆具100～800KN，最多上提1000KN，懸重未恢復(fù)，證明該段套管已完全被水泥封固。

4.7 退出井下打撈矛

退出井下打撈矛：首先利用鉆具重量下?lián)?，松開卡瓦與落魚的咬合;緩慢右旋鉆具，邊右旋邊上提，撈矛順利退出。（如圖2所示）

4.8 套管磨銑

4.8.1 銑磨工具設(shè)計(jì)與選擇

（1）工具設(shè)計(jì)思路;在磨銑過程中，要求銑磨工具能按照套管軌跡行進(jìn)，并保證磨銑工作安全、高效，因此工具要求：一是引錐直徑盡量最大以扶正磨銑工具;二是在保證套管和接箍能全部銑磨掉的同時(shí)，要使磨銑工具外徑最小，防止損傷表層套管;三是對(duì)銑磨工具布齒要求既能高效銑磨套管，又不能產(chǎn)生較長(zhǎng)鐵屑。（2）工具選擇;按設(shè)計(jì)要求，在華北打撈公司與勝利管具公司分別定制了兩只銑磨工具，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比決定，下入華北打撈公司磨銑工具。

4.8.2 銑磨技術(shù)措施及實(shí)施

（1）首先在480～380m注水泥塞，因?yàn)殂娔ミ^程中要產(chǎn)生大量的鐵屑（套管重量53.57kg/m），接住銑磨過程中下沉的鐵屑，便于在較淺井深處理鐵屑，能提高處理效率。（2）先下帶有引錐的銑鞋，鉆具組合為：階梯型引錐銑鞋+Ф178mm*59m鉆鋌+Ф127mm鉆桿。（3）下鉆完后，循環(huán)鉆井液，調(diào)整鉆井液性能密度1.50g/cm3、粘度80s以上。（4）銑磨參數(shù)：鉆壓5～10KN、轉(zhuǎn)速65r/min，排量36L/s，控制在1m/h以內(nèi)。經(jīng)過兩只銑鞋的銑磨，從井深314m～351.17m，銑掉37.17m，達(dá)到下泵采水的要求井深。

4.9 處理鐵屑與水泥塞

（1）循環(huán)攜帶下沉鐵屑;下入特制尖鉆頭下至水泥塞面大排量雙泵循環(huán)，攜帶出下沉鐵屑。（2）鉆水泥環(huán);下入Ф311mm鉆頭鉆底部表套與技套之間的水泥環(huán)37.17m。（3）鉆水泥塞;換Ф215.9mm鉆頭鉆掉水泥塞至井深481米，成功處理本次固井事故，恢復(fù)正常生產(chǎn)。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）處理這類固井事故全國(guó)范圍內(nèi)尚屬首次，無經(jīng)驗(yàn)可借鑒，處理風(fēng)險(xiǎn)大，難度高，極易造成整口井報(bào)廢。（2）該井經(jīng)過注懸空水泥塞～反復(fù)割撈～銑磨套管～處理鐵屑～處理水泥環(huán)等施工過程，整個(gè)技術(shù)處理過程部署周密。（3）處理工具設(shè)計(jì)、選擇合理，處理工藝創(chuàng)新。（4）水泥封固段只能根據(jù)測(cè)井資料分析、判斷，故有反復(fù)割撈過程。如果有能在Ф244.5套管內(nèi)的測(cè)卡儀精確測(cè)卡，只需一次割取就能全部起出未固套管，能提高事故處理效率。（5）該井的成功處理工藝為今后處理同類事故提供了借鑒。