連續(xù)油管聚能切割技術(shù)在塔河TK511CH井的應(yīng)用

陳 超，王 珂，金科宇，尹立明

（西北油田分公司采油一廠，新疆 輪臺841604）

連續(xù)油管聚能切割技術(shù)近幾年在國內(nèi)才開始展開研究，并先后在西南、江蘇、大慶等油田取得了成功應(yīng)用。連續(xù)油管聚能切割與常規(guī)油管切割技術(shù)相比，在大斜度井及水平井上作業(yè)上具有明顯優(yōu)勢，撓性管可將切割裝置順利輸送至大斜度或水平井段，同時操作簡單、作業(yè)效率高。

1 連續(xù)油管聚能切割工具串組成

連續(xù)油管聚能切割管串（圖1）由連續(xù)油管接頭、馬達(dá)頭總成、聚能割刀組成。

圖1 連續(xù)油管聚能切割工具串

1.1 連續(xù)油管接頭

連續(xù)油管接頭主要用于聯(lián)結(jié)連續(xù)油管和井下工具組合，接頭用以承受鉆井馬達(dá)所產(chǎn)生的扭矩、振動和加速作用，因此接頭的抗拉強(qiáng)度比連續(xù)油管大。

1.2 馬達(dá)頭

馬達(dá)頭由雙活瓣單流閥及液壓丟手兩部分組成。1）雙活瓣單流閥可防止管內(nèi)液體回流。

2）液壓丟手可在井內(nèi)工具串發(fā)生遇卡事故時打壓進(jìn)行丟手，保證連續(xù)油管順利起出。

1.3 聚能割刀

聚能割刀由液壓起爆器、加長槍及聚能切割彈3部分組成。

1）液壓起爆器是用來對聚能切割彈進(jìn)行點火的裝置。施工過程中對連續(xù)油管內(nèi)打壓至設(shè)計起爆壓力，起爆器內(nèi)部剪切銷釘被剪斷，撞針通過撞擊起爆雷管點燃導(dǎo)爆索，實現(xiàn)點火的目的。

2）加長槍起緩沖作用，用來抵消因爆炸造成的軸向推力，避免造成油管變形及工具串脫落。

3）聚能切割彈（圖2）是聚能切割的核心。聚能切割彈內(nèi)的火藥被導(dǎo)爆索引燃，藥型罩在高溫高壓下形成高能金屬粒子沿徑向噴出，穿透油管壁，形成切割效果。

圖2 聚能切割彈結(jié)構(gòu)示意圖

2 連續(xù)油管聚能切割原理

通過連續(xù)油管注入器將配套連續(xù)油管推入油管內(nèi)預(yù)定位置，根據(jù)滾筒上計數(shù)器進(jìn)行深度校核，連續(xù)油管內(nèi)打壓至起爆器設(shè)定起爆壓力，點燃導(dǎo)爆索，引爆聚能切割彈上炸藥，金屬罩在炸藥裝藥爆轟作用下所形成的高速金屬射流具有極高的侵徹能力，沿著油管徑向向外噴射，將油管切斷，建立連續(xù)油管與油管間的循環(huán)通道，最后通過對管柱施加扭矩，實現(xiàn)連續(xù)油管聚能切割解卡的目的。

3 連續(xù)油管聚能切割技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 施工井井況

TK511CH井（圖3）是阿克庫勒凸起軸部所鉆的一口開發(fā)井。2014年，側(cè)鉆完鉆，完鉆層位奧陶系，尾管為149mm膨脹管，內(nèi)徑為133.9mm。酸壓完井后，起酸壓管柱過程中分析認(rèn)為裸眼封隔器膠皮未回縮完全導(dǎo)致管柱遇卡。通過計算，判斷遇卡位置為膨脹管管腳位置5 974m，該位置井斜角為75°。為了滿足該井后期轉(zhuǎn)抽的生產(chǎn)需要，決定先進(jìn)行油管切割，再將封隔器處理至井底后機(jī)抽完井。由于常規(guī)電纜切割的井斜要求不超過60°，在該井井況下，采用電纜切割是不可行的。連續(xù)油管聚能切割因其在大斜度井的明顯優(yōu)勢，成為本次油管切割方式的首選，也是該技術(shù)在塔河油田的第一次應(yīng)用。

圖3 TK511CH井井身結(jié)構(gòu)及井內(nèi)管柱示意圖

3.2 施工設(shè)計思路

3.2.1 連續(xù)油管選擇

在連續(xù)油管的選擇方面重點從連續(xù)油管尺寸及抗拉強(qiáng)度兩方面考慮。該井為27／8"油管內(nèi)切割，作業(yè)深度5 483m，考慮13／4"連續(xù)油管外徑44.45mm，小于油管切割內(nèi)徑62mm，同時計算在作業(yè)深度開泵條件下連續(xù)油管上提、下放受力在連續(xù)油管安全拉力范圍（抗拉極限的80% ）內(nèi)，軟件模擬連續(xù)油管在預(yù)計切割位置不會發(fā)生鎖死現(xiàn)象，滿足本井液壓切割條件。

3.2.2 聚能切割參數(shù)設(shè)計

對于聚能切割參數(shù)方面的設(shè)計，本次作業(yè)的深度垂深為5 371m，井筒液密度為1.14g／cm3油田水，根據(jù)地溫梯度計算該處井溫為120℃，選擇UQ55型號切割彈（表1）。

表1 UQ55型切割彈參數(shù)表

3.2.3 連續(xù)油管液墊采用

對于連續(xù)油管液墊的液性選擇，在考慮連續(xù)油管抗外擠強(qiáng)度情況下，盡量選擇密度較低的液體。一方面，能降低連續(xù)油管起下過程所受拉力；另一方面在起爆器銷釘數(shù)一定的情況下能增加射孔器材的安全系數(shù)，有效避免連續(xù)油管不平穩(wěn)操作可能造成的提前起爆情況發(fā)生。本次施工液墊采用密度1.03g／cm3清水，在施工前充填滿連續(xù)油管。

3.2.4 切割深度校定

在切割深度校定方面，連續(xù)油管入深由滾筒上計數(shù)器進(jìn)行計量，但受連續(xù)油管在大斜度井段可能發(fā)生屈曲現(xiàn)象的影響，連續(xù)油管實際入井長度比實際井深位置略長。原井管柱封隔器以下內(nèi)節(jié)流器為管柱縮徑處，內(nèi)徑58mm，可作為深度校核的依據(jù)。在模擬通井過程中，底帶外徑59mm模擬切割彈在此處遇阻后，提至下鉆過程正常懸重，記錄此時連續(xù)油管設(shè)備的各主要操作參數(shù)（包括夾持塊夾緊壓力、鏈條張緊壓力、滾筒壓力和防噴盒壓力），在連續(xù)油管做標(biāo)記，再上提6m做標(biāo)記（切割位置封隔器以上第一根油管下部4m處），作為連續(xù)油管聚能切割深度調(diào)整的基準(zhǔn)深度。

3.3 現(xiàn)場施工

1）現(xiàn)場的連續(xù)油管設(shè)備試壓合格后，連續(xù)油管充填清水，進(jìn)行模擬通井作業(yè)，連接通井工具串為：連續(xù)油管接頭＋單流閥0.28m×￠43mm＋變扣接頭0.1m×￠43mm＋穿孔槍1.35m×￠56mm＋盲堵0.08m×￠59 mm，總長度1.81m。下至5 480m遇阻1t，試探3次未通過，上提最大的懸重為18.4t，內(nèi)節(jié)流器工程深度5 477.05m。結(jié)合滾筒計數(shù)器的記數(shù)，判斷此遇阻位置為內(nèi)節(jié)流器。之后上提油管到正常懸重后在連續(xù)油管滾筒處做標(biāo)記，最后上提6m再做標(biāo)記（切割位置為封隔器以上4m處），記錄此時連續(xù)油管設(shè)備的主要操作參數(shù)。

2）起出模擬通井管柱后，更換切割工具串（連續(xù)油管接頭＋單流閥0.28m×￠43mm＋變扣接頭0.1m×￠43mm＋起爆器0.32m×￠42mm＋穿孔槍1.35m×￠56mm＋變扣短接0.029m×￠56mm＋切割彈長0.078 m×￠55mm），總長度2.157m。然后下至標(biāo)記位置，調(diào)整管柱至設(shè)計切割位置5 473.68m。

3）泵車打壓，壓力最高至14MPa。停泵后，壓力突然下降至4MPa，套管環(huán)空返液明顯的增大。起連續(xù)油管出井口，檢查切割彈正常起爆，環(huán)孔全開，切割彈工作正常。

4）修井機(jī)嘗試上提下放活動，并配合強(qiáng)扭，未能解卡。經(jīng)倒扣打撈，驗證卡點位置位于水力錨處，膨脹管內(nèi)徑133.9mm，水力錨外徑125mm，水力錨未回收完全是本次管柱遇卡的原因。

3.4 應(yīng)用效果分析

1）連續(xù)油管輸送聚能切割彈在TK511CH井順利完成油管切割，但未能解卡，分析原因為依靠經(jīng)驗法計算的卡點位置誤差較大，實際卡點位置在本次切割位置以上，造成切割彈順利起爆但未能解卡。

2）在連續(xù)油管校深方面，根據(jù)連續(xù)油管探得節(jié)流器深度較節(jié)流器工程深度深，判斷連續(xù)油管存在一定的屈曲現(xiàn)象，上提連續(xù)油管標(biāo)定切割深度時未考慮這部分影響。一部分上提高度抵消了形變，使得標(biāo)定的切割位置距離封隔器 ＜4m，預(yù)留偏小，在液壓爆破切割過程連續(xù)油管存在軸向拉伸，使得切割位置進(jìn)一步下移。

4 結(jié)論及認(rèn)識

1）連續(xù)油管聚能切割是可行的，但在切割前必須確認(rèn)卡點的準(zhǔn)確深度。采用提拉法計算卡點位置，誤差較大。在切割前建議采用測卡儀測量卡點位置。

2）大斜度井連續(xù)油管聚能切割的關(guān)鍵在于校深，在井內(nèi)最好有可做參考的縮徑位置如節(jié)流器、滑套等作為校核參考。同時，在標(biāo)定切割位置時要考慮連續(xù)油管屈曲及液壓起爆連續(xù)油管軸向拉伸，保留足夠的預(yù)留量，建議在液壓起爆器下安裝延時起爆裝置，減少打壓起爆過程連續(xù)油管軸向拉伸。

3）下一步在大斜度井及水平井管柱解卡作業(yè)時進(jìn)行連續(xù)油管噴砂切割技術(shù)的應(yīng)用，可實現(xiàn)一趟管柱多次切割，提高切割成功率和作業(yè)時效。

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