水平井打撈工藝技術(shù)分析

馮凱

摘要：隨著水平井的迅速發(fā)展，地層復(fù)雜、打撈工具滯后，操作因素等，造成水平井極易出現(xiàn)井下作業(yè)事故。水平井打撈工藝是在常規(guī)打撈技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，目前大部分打撈工藝與打撈工具多數(shù)還沿用常規(guī)打撈工藝。如何提高水平井井下落物打撈成功率就成了井下作業(yè)一項(xiàng)公關(guān)難點(diǎn)。通過近幾年針對(duì)水平井作業(yè)出現(xiàn)的難點(diǎn)， 在水平井打撈工具及鉆具的選擇，工藝技術(shù)方案等進(jìn)行探討，為今后的水平井作業(yè)提供一些技術(shù)思路。

關(guān)鍵詞：水平井分析； 井下落物； 打撈工藝技術(shù)

一、水平井打撈技術(shù)分析

1、水平井卡阻類型

水平井井身結(jié)構(gòu)一般是由直井段、斜井段和水平段三部分組成。按照井內(nèi)落物遇卡位置可分為直井段卡阻、斜井段卡阻和水平段卡阻。按照井內(nèi)落物卡阻的方式可分為套變卡阻、砂卡、落物卡阻。

與普通垂直井相比，水平井由于斜井段和水平段的存在，導(dǎo)致井斜度大、水平段長(zhǎng)、摩擦阻力大，不易起下管柱和傳遞鉆壓及扭矩。對(duì)于落物魚頭在斜井段和水平段的卡阻，若存在套變和砂卡，則處理難度更大，因此對(duì)各種下井工具及鈷具要求較高。

2、落物受力分析

落物位于斜井段和水平段，落物管柱緊貼在套管下壁，與直井段落物相比，其受力情況較復(fù)雜。由于管柱呈“平躺”方式位于套管內(nèi)，摩擦面積大，導(dǎo)致落物管柱在活動(dòng)解卡時(shí)拉力和扭矩?fù)p失大，不易最大限度地將拉力和扭矩傳遞到卡點(diǎn)上，整體解卡的成功率低。采用倒扣打撈時(shí)也由于無法準(zhǔn)確地計(jì)算中和點(diǎn)，倒扣俘獲落物短，致使打撈次數(shù)增多。

3、水平井彎曲井段打撈難點(diǎn)分析

一是水平井內(nèi)由于造斜段和水平段的摩阻， 使得井口的上提力無法有效傳遞到井下水平段內(nèi)， 同時(shí)出于保護(hù)套管的原因， 在直井中普遍采用的大力上提、活動(dòng)解卡等打撈工藝技術(shù)在水平井中實(shí)施效果變差。

二是由于造斜段和水平段摩阻的影響， 井口扭矩也無法有效傳遞到井下水平段， 因此在水平井實(shí)施常規(guī)套銑時(shí)扭矩不能有效的傳遞到井底， 倒扣時(shí)中和點(diǎn)無法準(zhǔn)確掌握。

三是對(duì)于防砂管柱， 由于水平井水平射孔段比較長(zhǎng)， 因此濾砂管也比較長(zhǎng)， 一般長(zhǎng)度為幾十米以上，有的甚至長(zhǎng)達(dá)幾百米， 而且?guī)缀趺扛鶠V砂管均帶有扶正器， 在扶正器處有變徑， 這也增加了打撈、解卡的難度。

二、打撈工具的選擇

1、水平井落物的打撈一般都伴隨有管柱砂卡，導(dǎo)致斜井段和水平段落物管柱被砂埋，落物管柱緊貼套管內(nèi)壁下方，上面薄蓋砂層。盡可能選擇可退式打撈工具。選擇可退式打撈工具， 是因?yàn)楫?dāng)撈獲落魚不能解卡時(shí)可以順利退出。當(dāng)受到條件限制選用不可退工具時(shí)， 下井管柱應(yīng)配有安全接頭。

2、對(duì)于內(nèi)撈工具 （公錐、撈矛等）， 由于打撈管柱受外徑73 mm 鉆桿接箍 （接箍外徑105 ）的影響，打撈工具中心軸線無法和落物魚頭軸線保持一致，導(dǎo)致?lián)泼?、公錐等內(nèi)撈工具無法進(jìn)入落物內(nèi)腔，因此需要改進(jìn)鉆桿接箍和工具接頭尺寸，減小打撈工具接箍與落物軸線之間的偏心距。

3、對(duì)于外撈工具 （母錐、卡瓦撈筒等）， 由于魚頭砂埋，打撈工具下至魚頂位置后，在旋轉(zhuǎn)過程中難以撥引動(dòng)緊靠套管壁的魚頭，因此必須在外撈工具下端加裝引鞋，這樣可有利于引魚并俘獲魚頭。

4、對(duì)于套銑、磨銑工具 （磨鞋、套銑筒等）， 由于受斜井段井斜角變化的影響，在套銑、磨銑過程中，別鉆、跳鉆嚴(yán)重，磨銑頭和套銑頭的鎢鋼合金容易脫落且在套銑、磨銑過程中易造成套管損壞，導(dǎo)致施工井況復(fù)雜化，因此在工具的選用上對(duì)磨鐵頭和套鐵頭強(qiáng)度要求較高

三、打撈鉆柱的選擇原則

1、無需大力解卡打撈落井管柱時(shí)， 選用與落井管柱同尺寸的鉆柱， 以便于能夠保持水平段中打撈鉆柱與落魚的偏心距和中心線一致， 有利于撈獲。

2、 為利于軸向載荷和扭轉(zhuǎn)載荷的傳遞， 可以考慮選用倒裝鉆具， 即下段采用與落井管柱同尺寸的鉆具柱， 上段采用大一級(jí)的鉆柱。

3、 在鉆柱上近工具處加扶正器， 利用鉆柱的彎曲變形來調(diào)節(jié)井下工具傾斜角， 以利于抓撈落物。

4、 使用優(yōu)質(zhì)鉆具施工， 勤檢查， 打撈工具使用一次后就應(yīng)檢查保養(yǎng)一次， 以防止工具失效。

5、 打撈鉆柱使用2～3 次后， 就應(yīng)將下井順序倒換一次， 防止鉆柱折斷。

6、扶正器的選用，根據(jù)幾何原理，三點(diǎn)才能決定一條定形的曲線。因此，三個(gè)扶正器保持和井壁三點(diǎn)接觸， 從而限制井下工具的側(cè)向移動(dòng)。由于井壁摩擦力的影響， 鉆頭的真實(shí)鉆壓是很難計(jì)算的， 但鉆壓對(duì)扶正器安放位置影響教小。

鉆柱進(jìn)入水平段后， 由于重力作用將沿著套管下部運(yùn)行，鉆柱在水平段運(yùn)行主要克服套管內(nèi)壁與扶正片間的剛體摩擦阻力， 且正常情況下， 井內(nèi)充滿液體， 具有潤(rùn)滑作用， 摩擦系數(shù)更小， 完全可以保證工具順利通過水平段到達(dá)油層設(shè)計(jì)位置。因此， 要求下井工具（ 尤其是內(nèi)撈工具） 必須下扶正器。一般要求， 扶正器外徑尺寸比套管內(nèi)徑小6～8mm。

四、水平井打撈總結(jié)

（1）落物管柱長(zhǎng)時(shí)間在斜井段和水平段內(nèi)易被砂埋，管柱上行和下行無空間，導(dǎo)致解卡打撈難度大。

（2）由于水平井斜井段和彎曲段的存在，建議水平段的鉆具使用18°斜坡鉆桿。

（3）在套銑打撈過程中，應(yīng)充分考慮工具和落物之間的偏心，內(nèi)撈工具應(yīng)對(duì)接箍進(jìn)行改進(jìn)，外撈工具應(yīng)考慮加裝引鞋。

（4）應(yīng)用降阻劑以及扶正器可有效減小造斜段和水平段的摩擦阻力，實(shí)現(xiàn)鉆具軸向載荷和徑向載荷的有效傳遞。

（5）在斜井段和水平段進(jìn)行套銑、磨銑施工時(shí)，磨套碎屑物易在井斜角6 0°～80°產(chǎn)生二次沉降，應(yīng)采用大排量反循環(huán)洗井。

（6） 受重力作用，斜井段和水平井段空井筒中的落物是沿井壁低邊滑動(dòng)的，受井壁磨擦力和修井液流動(dòng)阻力的雙重作用，落物靜止位置將提前，而不同于直井中落至井底或井中障礙物之上。

（7） 水平井段內(nèi)存在螺旋軌跡，但這種螺旋軌跡的參數(shù)不易獲得，在施工作業(yè)過程中管柱結(jié)構(gòu)組合應(yīng)當(dāng)考慮這一因素，施工過程中管柱在水平井段內(nèi)起下次數(shù)不應(yīng)超過兩次，以避免造成管柱脫落。

（8）施工過程中平穩(wěn)操作，控制起下鉆速度，嚴(yán)禁頓、溜鉆事故發(fā)生。施工中座好自封封井器，防井口落物落井，造成施工復(fù)雜化。

（9） 水平井的井下作業(yè)施工迫切需要建立完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范。

參考文獻(xiàn)：

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