帶壓井電纜輸送管串遇卡分析與處理

徐培剛，程啟文，陸應輝，聶華富

(中國石油集團川慶鉆探工程有限公司 測井公司，重慶 400021)①

帶壓井電纜輸送管串遇卡分析與處理

徐培剛，程啟文，陸應輝，聶華富

(中國石油集團川慶鉆探工程有限公司 測井公司，重慶 400021)①

川渝地區(qū)的油氣井大部分為高壓井，在試油(氣)、完井、采油(氣)作業(yè)中，通常采用電纜將作業(yè)管串輸送至預定深度。在電纜輸送作業(yè)管串過程中經常會發(fā)生遇阻遇卡事故，如處置不當，不僅可能導致電纜、管串落井等次生事故，影響事故的處置進度，還可能導致井噴等嚴重事故。以A井通井管串井下遇卡為例，分析了可能引起管串遇阻遇卡的原因，制定出解決措施和安全風險控制方案，最終安全地解卡，將遇卡管串順利起出。通過該井管串遇卡分析及處置，為類似帶壓井的電纜輸送管串遇卡處置提供參考。

帶壓井；電纜輸送；遇卡；通井

川渝地區(qū)的油氣井，井底溫度高，地層壓力大，且富含H2S、CO2等腐蝕性氣體[1-3]。在試油(氣)、完井、采油(氣)過程中，通常需要通過電纜輸送作業(yè)管串至井下預定井深，完成測井、穿孔、射孔、切割、橋塞坐封等帶壓作業(yè)[4-5]。

由于井下富含H2S、CO2等腐蝕性氣體，可能使得管柱腐蝕，在地層壓力等誘導因素作用下，導致管柱變形，內徑變小；或者地層排出物進入管柱以及管柱內壁本身存在的大量沉積物，造成管柱通道變小或阻塞。這2種原因都可能導致電纜輸送的管串通過作業(yè)管柱時，導致管串的下入遇阻或上提遇卡事故[6-7]。此外，輸送電纜可能會在井下受損或打結，致使電纜無法順利通過電纜密封控制頭，也會導致電纜在控制頭處發(fā)生遇阻遇卡事故。一旦出現遇阻遇卡事故，必須準確分析其原因，制定解決措施和風險控制方案。如果處理不當，不僅影響施工效率，還可能導致后續(xù)工程事故的復雜化，甚至會危及現場作業(yè)人員的安全。

1 井下管串異常情況

選用8 mm電纜輸送通井規(guī)對該井進行通井作業(yè)。通井作業(yè)管串結構為?38 mm電纜頭0.38 m+?44 mmCCL 0.35 m+?44 mm鎢加重4.5 m+?56 mm通井規(guī)0.39 m。如圖1。

1—電纜頭；2—CCL；3—鎢加重；4—通井規(guī)。

將通井管串連接好之后，起吊安裝防噴管串，并進行試壓作業(yè)，合格后通過電纜將通井管串輸送至井下，如圖2所示。

當通井至井深998.6 m、絞車電纜下放速度1 900 m/h時，CCL信號曲線消失，電纜張力由1.4 kN降為0.9 kN，初步判斷管串井下遇阻。絞車以200 m/h速度上起電纜，電纜張力上提至5.1 kN，(電纜正常上起張力為3.5 kN)，超過上提張力1.6 kN，CCL信號曲線無信號顯示；再次以200 m/h速度繼續(xù)上起電纜，電纜張力增加至8 kN，超過上提張力4.5 kN，CCL信號曲線仍無信號顯示，如圖3所示。初步判斷通井管串遇卡或電纜在帶壓防噴設備控制頭阻流管內遇卡。

圖2 通井管串和井口防噴裝置示意

圖3 遇卡的CCL信號和電纜張力曲線

2 遇卡原因分析

1) 電纜在帶壓防噴設備密封控制頭阻流管內遇卡，造成井下管串遇阻，上起遇卡。

原因分析：主要是由于電纜本體外徑不均勻或外層鎧甲鋼絲變形，在密封控制頭阻流管內遇阻，使得電纜下放和上提都遇卡。

可能性分析：管串在998.6 m遇阻后，嘗試上起電纜，速度200 m/h，上起過程中，電纜張力由0.9 kN逐漸增加至5.1 kN。根據儀器深度顯示，在管串遇阻絞車停車時CCL深度為997.49 m，上提至深度994.72 m，CCL無信號顯示，依據圖3判斷，此時上起，井下管串未解卡。在管串未解卡的情況下，上提的2.77 m為遇卡位置至絞車滾筒電纜本體拉伸長度。而絞車滾筒至帶壓防噴設備注脂控制頭處電纜的長度約為35 m左右，相對于電纜上起時拉伸長度2.77 m，拉伸率達到7.9%，已超過8 mm電纜本體拉伸率，由此排除電纜在注脂控制頭阻流管位置遇卡的可能性。

2) 地層排出物進入油管或油管內壁銹蝕脫落堆積在通徑管串上，造成油管通道變小或阻塞，管串無法通過，且上提遇卡。

原因分析：該井在產氣過程中，受腐蝕性氣體影響，油管內壁存在被腐蝕的可能性，管串在緊貼管壁下行的過程中，雜質掉落在下井管串與油管內壁的環(huán)空之間(環(huán)空間隙為3 mm)，造成管串遇卡。

可能性分析：A井為生產井，在長時間生產過程中，稠油混合物附著在油管內壁，使油管內通道變小或通井過程中出現異物的可能性，導致下井管串在通井作業(yè)過程中，出現管串遇卡現象。

3) 油管出現變徑或變形異常情況，造成管串遇卡。

原因分析：根據甲方提供的油管數據，遇阻深度998.6 m處為完井油管變扣位置，資料顯示油管變扣內徑為62 mm，可能存在數據不準確的情況，或在該位置油管出現了變形，其最小內徑有可能小于62 mm。

可能性分析：由于該井已交付2 a，完井資料幾經交接，存在數據不準確的可能，導致通井規(guī)外徑和油管內徑的間隙偏小，導致遇阻，上提遇卡。

通過以上分析，初步判斷為通井管串在井內遇卡。

3 解卡方案與過程

3.1 解決措施及風險控制方案

根據遇卡的可能性，制定相應的解決措施及風險控制方案。施工方案步驟如下：

1) 增大電纜上起拉力，按電纜頭弱點拉斷力的50%進行上起。本次施工使用8 mm電纜，要求電纜頭弱點拉斷力+儀器自重<75%電纜本體拉斷力，所以弱點設置為17.8 kN。根據井深結構，考慮電纜自重，井口壓力產生的上頂力等因素，可得：電纜最大上提張力=弱點拉斷力+電纜自重-井筒壓力對管串產生的上頂力。為了安全，先按電纜頭弱點拉斷力的50%計算，可得絞車上起電纜的最大張力為10.8 kN。后續(xù)可根據現場解卡情況，決定是否需要繼續(xù)增大電纜上提拉力，以電纜弱點拉斷力的70%計算出電纜最大上提張力。

風險分析及控制：該井為直井，電纜反復嘗試提拉電纜，容易導致電纜本體產生金屬疲勞，本體斷裂，致使井下電纜和管串同時落井，使得拉斷弱點解卡這一措施失效。所以在絞車提拉電纜的過程中，必須合理控制絞車反復提拉電纜的次數和提拉的最大拉力，以最多反復嘗試3次上提為宜。

2) 打開流程上的泄壓閥，利用壓差反向推動井下管串(俗稱反排)，同時配合絞車上提電纜解卡。若無法解卡，將上提張力保持在大于正常上提張力2～3 kN的狀態(tài)，向井筒內注入清蠟型解堵劑嘗試解卡。

風險分析及控制：① 在反排過程中，提拉電纜拉力不宜過大，防止在解卡瞬間，由于絞車上提電纜拉力和井筒上頂力的共同作用，管串瞬間向上反沖造成電纜損傷或打扭，致使電纜無法正常通過注脂控制頭處的阻流管，導致新的電纜遇卡。② 向井筒注入解堵劑時，控制注入排量大小，防止泵注壓力過大，將井筒內管串從弱點推掉。同時要注意，如果注入清蠟型解卡劑持續(xù)時間較長，井口壓力在泵注過程中可能隨之上漲，因此時刻觀察井口壓力變化，按井口壓力值的1.5倍向密封控制頭注入高壓密封脂，封住電纜，防止出現井控風險。

3) 若前2步均不能實現解卡，可嘗試提拉電纜頭弱點，將電纜從電纜頭弱點處拉斷，進行解卡。

風險分析及控制：電纜上起過程中，通知所有人員離開井口區(qū)域，防止電纜上提斷裂后，從密封控制頭蹦彈出來，甩傷人員。同時控制最高上提拉力小于電纜本體拉斷力的50%，即本體拉斷力值為56 kN，上提拉力控制在28 kN以內，防止拉斷電纜本體，造成電纜落井事故。

3.2 處理過程

第1步：按電纜頭弱點拉斷力的50%進行上提，即絞車以200 m/h的速度上起電纜，電纜張力上提至10.8 kN后，CCL無信號顯示，表明管串未解卡；然后下放電纜，恢復張力值為5.0 kN，再次以200 m/h的速度上提電纜，電纜張力上提至10.5 kN，CCL無信號顯示，表明管串仍未解卡。

第2步：下放電纜，將電纜張力恢復至4.5 kN。現場作業(yè)井井口壓力為14 MPa，現按1/4圈、1/2圈、3/4圈、1圈逐步旋開泄壓流程上閥門進行泄壓。5 min后井口油壓降至5 MPa，10 min后井口油壓降至3 MPa，在泄壓利用井下壓差反向推動管串的同時，緩慢上起活動電纜，電纜張力上提至8.0 kN。仍然無CCL信號顯示，未解卡成功。之后嘗試多次關井反排均未實現解卡。

隨后決定使用清蠟劑進行清蠟解堵施工。清蠟車從井口BOP上方化學短節(jié)處加注清蠟型解堵劑，排量60 L/h，注入壓力14 MPa，現場電纜張力控制在6.5 kN左右，便于觀察井下管串解卡后張力變化。持續(xù)注液12 h后活動電纜，仍未解卡，接著按80 L/h排量加注清蠟解堵劑，將電纜張力上提至10.2 kN，井下管串仍未解卡。

第3步：經過前2步解卡嘗試，可以判斷管串在油管內是硬性遇卡。最后甲方決定采用拉斷弱點方式進行解卡。上起拉斷電纜前，通知井口附近人員遠離井口，絞車以200 m/h的速度上起電纜，電纜張力逐漸增至19 kN時，電纜張力突然下降，CCL有信號顯示。繼續(xù)上起電纜，CCL信號顯示正常，電纜張力顯示正常，表明管串解卡成功。

3.3 結果分析

1) 現場多次采用反排并配以50%弱點拉斷力的上提方式進行解卡，均未成功；后采用加注清蠟解堵劑的方法進行解卡，還是失敗，表明管串井下遇卡并非井筒內壁油蠟或異物所致。

2) 分析管串數據和測井CCL、張力遇阻曲線綜合判斷，遇卡管串的通井規(guī)(外徑?56 mm)是在變扣位置遇卡，同時結合第3步解卡過程和取出的通井規(guī)上劃痕明顯(如圖4)。得出遇卡原因為下井管串的通井規(guī)在井深998.6 m附近的油管變扣上遭遇硬性遇卡。

在后續(xù)施工中，為了避免再次出現管串遇卡事故，選用外徑為48 mm的通井規(guī)繼續(xù)進行通井作業(yè)，其順利通過遇卡位置后通至作業(yè)深度。

圖4 出現明顯劃痕的通井規(guī)

4 結論

1) 帶壓油氣井在進行電纜輸送管串作業(yè)過程前，必須綜合所有可用資料，準確分析井下情況，以便選用合適的作業(yè)管串，避免造成遇阻遇卡事故。

2) 作業(yè)管串出現井下遇阻遇卡或電纜密封控制頭遇阻遇卡事故時，分析發(fā)生事故的可能原因，制定解決措施和風險控制方案。

3) 在利用電纜上提力解卡過程中，必須合理確定最大上提張力，防止處置過程產生次生事故。例如電纜過早拉斷或本體疲勞拉斷，造成管串或電纜落井。

4) 在帶壓油氣井管串解卡過程中，必須時刻觀察井口壓力和電纜密封情況，謹防溢流、井噴等危險。

[1] 李鷺光.四川盆地天然氣勘探開發(fā)技術進展與發(fā)展方向[J].天然氣工業(yè)，2011，31(1)：1-6.

[2] 尹叢彬，葉登勝，段國彬，等.四川盆地頁巖氣水平井分段壓裂技術系列國產化研究及應用[J].天然氣工業(yè)，2014，34(4)：67-71.

[3] 馬新華，賈愛林，譚健，等.中國致密砂巖氣開發(fā)工程技術與實踐[J].石油勘探與開發(fā)，2012，39(5)：572-579.

[4] 陳勇，盧選民.國內外電纜地層測試器新進展[J].石油礦場機械，2013，42(3)：27-31.

[5] 劉猛，高進偉，熊萬軍，等.水平井井下儀器送進技術的現狀及發(fā)展建議[J].石油礦場機械，2004，33(6)：16-19.

[6] 劉祖林，楊保軍，曾雨辰.頁巖氣水平井泵送橋塞射孔聯作常見問題及對策[J].石油鉆采工藝，2014，36(3)：69-72.

[7] 陸大衛(wèi).油氣井射孔技術[M].北京：石油工業(yè)出版社，2012.

Analysis and Solution for Stuck Working String Conveyed by Cable in High-pressure Well

XU Peigang，CHENG Qiwen，LU Yinghui，NIE Huafu

(Well Logging Company，Chuanqing Drilling Engineering Ltd.，CNPC，Chongqing 400021，China)

Most of oil and gas wells are high-pressure in Sichuan and Chongqing area，and working strings are mostly conveyed to desired depth by cable during oil (gas) test，well completion and oil (gas) recovery operation in the wells.However，the blocking or sticking of the working string always is encountered during conveying the string.If the engineering accident is mishandled，not only leading to a secondary accident such as the falling of the cable and string which seriously affects the handling progress，but also resulting in a blowout danger endangering the safety possibly.In this paper，the stuck accident of a pigging string in the A well is taken as an example.The sticking causes are analyzed and solutions and safety risk control schemes are made.Finally the stuck string safely is released to pull it up successfully.It turns out，the analyzing thought and planning solution for the anomaly are considerate and correct，which can provide reference for similar stuck accidents.

high-pressure well；conveyed by cable；get stuck；pigging

1001-3482(2016)12-0051-04

2016-06-08

徐培剛(1986-)，男，四川江安人，2010年畢業(yè)于長春工業(yè)大學，現從事射孔技術研究工作，E-mail:xupeig_cj@cnpc.com.cn。

TE935

B

10.3969/j.issn.1001-3482.2016.12.014