井下作業(yè)治理管柱上頂情況工藝技術(shù)探討

李昌紅

摘 要：通過(guò)對(duì)井下作業(yè)發(fā)生管柱上頂情況的原因進(jìn)行分析，確定了造成管柱上頂?shù)闹饕蛩貫榈貙訅毫Ω吆褪芰γ娣e大。整理導(dǎo)致管柱上頂情況的類型井，找出了封隔器不解封、泄壓通道堵等影響管柱上頂?shù)目陀^因素。提出根據(jù)指重表讀數(shù)和井口溢流量變化來(lái)判斷管柱上頂情況的方法，為如何判斷發(fā)生管柱上頂情況，提供了可靠的操作方法；針對(duì)引發(fā)管柱上頂情況主要因素，提出了降低地層壓力、磨封隔器膠筒、壓井平衡地層壓力等多種治理管柱上頂情況的有效方法，為減少發(fā)生管柱上頂情況造成的危害提供了有利治理措施。

關(guān)鍵詞：井下作業(yè)；管柱上頂；治理措施

0 引言

在井下作業(yè)施工過(guò)程中，出現(xiàn)管柱上頂情況，導(dǎo)致施工周期延長(zhǎng)的同時(shí)，極易造成井噴污染、危害人身安全、損壞生產(chǎn)設(shè)備等事故。目前，在治理管柱上頂方面，主要采取中止施工，上帶壓作業(yè)設(shè)備的方法進(jìn)行治理，存在治理費(fèi)用大、待修時(shí)間長(zhǎng)等諸多不利因素。如何在不增加工藝措施的情況下，進(jìn)行管柱上頂情況治理，減少井噴事故及安全事故的發(fā)生，需要我們進(jìn)一步的研究和探討。

1 形成管柱上頂?shù)脑?/p>

1.1 形成管柱上頂?shù)睦碚撛?根據(jù)壓強(qiáng)公式：P=F/S，可轉(zhuǎn)換為：上頂力F=（地層壓力-液柱壓力）P×受力面積S；從上頂力計(jì)算公式可以看出，上頂力的大小與管柱所在深度地層剩余壓力和管柱最大受力面積的大小成正比。即地層壓力越大，上頂力越大；下井工具直徑越大，上頂力也越大。

1.2 形成管柱上頂?shù)墓苤Y(jié)構(gòu)分析 在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，為實(shí)現(xiàn)分層注水、分層采油的目的，采用了多種類型封隔器及多種工藝措施；同時(shí)，為提高開(kāi)采速度，也采用了較多大直徑螺桿泵、電泵、抽油泵等多種生產(chǎn)管柱。這些工藝的實(shí)施，也埋下了一定的管柱上頂隱患。

如水井分層注水管柱、丟手封堵的打撈管柱、帶有大直徑下井工具的采油管柱。

2 發(fā)生管柱上頂情況的判斷

2.1從指重表讀數(shù)判斷 井下管柱是否存在上頂情況，對(duì)于沒(méi)有摩擦力影響的井，能夠從指重表讀數(shù)上直接反映出來(lái)，當(dāng)指重表讀數(shù)小于井內(nèi)管柱理論重量時(shí)，說(shuō)明管柱承受了一定上頂力，上頂力的大小=井內(nèi)管柱理論重量-指重表讀數(shù)顯示負(fù)荷。對(duì)于封隔器膠筒不收縮和結(jié)蠟井會(huì)存在摩擦力的干擾，這類井會(huì)造成管柱上頂發(fā)生初期不易被發(fā)現(xiàn)，因此需要計(jì)算管柱摩擦力。

根據(jù)井下管柱受力情況分析，上提管柱時(shí)，上頂力+大鉤上提負(fù)荷=井下管柱理論重量+管柱摩擦力；下放管柱時(shí)，上頂力+大鉤下放負(fù)荷+管柱摩擦力=井下管柱理論重量，合并公式可得出：管柱摩擦力=（大鉤上提負(fù)荷-大鉤下放負(fù)荷）/2；將得出的摩擦力數(shù)值代入公式，即可計(jì)算出管柱受到的上頂力大小。

2.2 從井口溢流情況判斷 造成管柱上頂?shù)囊粋€(gè)重要原因是地層壓力大，起管柱過(guò)程中，如果井口有溢流，說(shuō)明地層壓力被釋放，減小了管柱上頂風(fēng)險(xiǎn)；井口無(wú)溢流，可能存在油套管堵塞的情況，發(fā)生管柱上頂?shù)臋C(jī)率就會(huì)增加，地層壓力低的井除外。對(duì)于起管柱過(guò)程中，溢流量突然減少或消失，更是發(fā)生管柱上頂?shù)那罢?，溢流消失說(shuō)明泄壓通道封閉了，地層在不斷的積聚能量。

3 發(fā)生管柱上頂后的治理措施

3.1 降低地層壓力

3.1.1 放壓。通過(guò)油套管放壓，能夠快速降低本井的地層壓力。采出井可采用放壓進(jìn)回油干線的辦法，注入井可采用罐車、池子放壓的辦法快速降壓。

3.1.2 熱洗清蠟，打開(kāi)泄壓通道。對(duì)于關(guān)、停時(shí)間較長(zhǎng)的油井，油套管結(jié)蠟情況通常較為嚴(yán)重，死蠟造成油套管堵塞，導(dǎo)致泄壓通道封閉，無(wú)法進(jìn)行放壓。這樣的井進(jìn)行治理時(shí)，要采用熱洗車洗井清蠟。如果洗井不通，可在油管內(nèi)下小直徑油管進(jìn)行熱洗，將油套環(huán)型空間死蠟融化后，再使用熱洗車，從套管反洗井清蠟。

3.1.3 關(guān)閉同層注入井。在地層滲透性好的情況下， 注入井和采出井就像一個(gè)連通器，注入井不斷的注入能量，再被采出井開(kāi)采出地面，如果同層注入井不關(guān)閉，就會(huì)給同層位的其它采出井和注入井提供源源不斷的供給壓力，導(dǎo)致地層壓力下降緩慢。在關(guān)閉同層注入井后，要定期監(jiān)測(cè)上頂井壓力，如果壓力不降，說(shuō)明上頂井周邊存在竄通注入井，也要及時(shí)進(jìn)行關(guān)閉。

3.2 磨封隔器膠筒 井下管柱中含有封隔器，封隔器膠筒不收縮，就會(huì)成為造成管柱上頂?shù)闹匾蛩?，不收縮的膠筒一是增加了管柱的受力面積，二是導(dǎo)致地層壓力無(wú)法外泄，憋升了地層壓力。

3.2.1 提放管柱磨膠筒。在管柱上頂初期，上頂力通常小于管柱重量-膠筒摩擦力，可通過(guò)上提下放反復(fù)活動(dòng)管柱的方法，磨封隔器膠筒，因封隔器膠筒緊貼套管內(nèi)壁，長(zhǎng)時(shí)間摩擦?xí)鼓z筒損壞。最好將膠筒置于套管接箍或油層部位，這樣會(huì)提高摩擦效率，節(jié)省施工時(shí)間。

3.2.2 套管打壓磨膠筒。在管柱上頂后期，上頂力大于管柱重量，無(wú)法通過(guò)下放管柱的方法，摩擦封隔器膠筒，可采用泵車或水井來(lái)水從套管打壓，提高膠筒上部液柱壓力，使管柱下行，達(dá)到磨封隔器膠筒的目的。

3.3 壓井平衡提高液柱壓力 對(duì)于帶有支撐卡瓦的封隔器管柱，很難采用上提下放管柱磨封隔器膠筒和套管打壓加深管柱磨封隔器膠筒的方法。這類上頂井治理，要首先采用熱水洗井和注熱水進(jìn)地層，將井筒內(nèi)結(jié)蠟清理干凈后，再使用泥漿進(jìn)行壓井，提高液柱壓力，使液柱壓力與地層壓力相平衡，達(dá)到不頂不漏的目的。如果封隔器距離井口較近，可將泥漿擠入封隔器膠筒下部，射孔井段上部。

3.4 上頂管柱控制 在管柱發(fā)生上頂情況發(fā)生后，要及時(shí)進(jìn)行管柱控制，防止上頂情況惡化。及時(shí)關(guān)閉半封井器，防止發(fā)生井噴事故；安裝安全卡瓦，防止油管繼續(xù)上頂；也可在油管內(nèi)下加重桿，增加管柱重量，幫助管柱下行。

3.5 使用帶壓作業(yè)設(shè)備 在上述方法治理無(wú)效的情況下，可暫時(shí)停修，待地層壓力下降后再進(jìn)行施工；也可中止施工，協(xié)調(diào)帶壓作業(yè)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)治理。

4 結(jié)論

管柱上頂情況的發(fā)生，對(duì)于施工人員及井口附近設(shè)備存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)容易產(chǎn)生井噴失控和環(huán)境污染。通過(guò)對(duì)管柱上頂井的研究和分析，使井下作業(yè)人員能夠掌握管柱上頂情況發(fā)生的原因及判斷方法，并采取有效措施進(jìn)行治理，從而減少管柱上頂情況所帶來(lái)的隱患。

參考文獻(xiàn)：

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