大位移井打撈管柱受力特點(diǎn)與施工對策研究

文/張凱郭東樂藏璽.河口采油廠井下作業(yè)大隊(duì)作業(yè)9隊(duì),.勝利油田純梁采油廠井下作業(yè)大隊(duì),3.樁西采油廠作業(yè)大隊(duì)作業(yè)二隊(duì)

大位移井打撈管柱受力特點(diǎn)與施工對策研究

文/張凱1郭東樂2藏璽3;1.河口采油廠井下作業(yè)大隊(duì)作業(yè)9隊(duì),2.勝利油田純梁采油廠井下作業(yè)大隊(duì),3.樁西采油廠作業(yè)大隊(duì)作業(yè)二隊(duì)

水平井打撈管柱受力較復(fù)雜,特別是鐘擺力和彎曲應(yīng)力很大,分力多,活動(dòng)解卡時(shí)的拉力和扭矩不易最大限度地傳遞到卡點(diǎn)上,解卡成功的機(jī)率低。倒扣時(shí)也無法準(zhǔn)確掌握中和點(diǎn),倒扣打撈落物長度短,提下打撈工具次數(shù)多。因此在水平井中,打撈作業(yè)必須首先克服摩擦效應(yīng),即降低套管對打撈管柱的摩擦阻力?，F(xiàn)場施工通過優(yōu)化打撈施工方案，優(yōu)選打撈管柱和打撈工具，落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)措施，保持平穩(wěn)操作和過程觀察糾偏，確保充分考慮加壓、活動(dòng)解卡中摩阻力的影響，確保成功實(shí)施打撈，不斷提高水平井落魚打撈水平。

水平井；定向井；井身構(gòu)造；井內(nèi)管柱；打撈落物；關(guān)鍵技術(shù)

水平井、定向井等大位移井由于可以增加井眼在油層中的滲流長度和泄油面積，實(shí)現(xiàn)有效控制儲(chǔ)量、提高采油速度、增加產(chǎn)量的目的，在開發(fā)中地位越來越重要。但由于大位移井彎曲井段以及打撈管柱受力因素等，打撈落物一直被視為作業(yè)施工的“硬骨頭”。大位移井的井身構(gòu)造較為獨(dú)特，管柱受到彎曲應(yīng)力和“鐘擺力”影響，打撈問題解決起來往往非常棘手。本文首先論述了大位移井打撈管柱受力特點(diǎn)以及打撈難點(diǎn)，然后以理論結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，制定出了大位移井打撈方案。在論述打撈關(guān)鍵技術(shù)中，以建立數(shù)學(xué)模型的方式重點(diǎn)論述了扶正器的安放位置和間距分別與井斜角、撓度間的關(guān)系。最后，結(jié)合實(shí)例闡述了大位移井作業(yè)打撈關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。

1 大位移井打撈管柱受力特點(diǎn)

井內(nèi)管柱在大位移井橫向的每個(gè)部分受力情況如下:①受到地球引力作用；②斜井部分受“鐘擺力”F(如圖1)，F(xiàn)和a、W存在以下關(guān)系：F=Wsina，在表達(dá)式中：a——井斜角;W——靠下部分所受重力；③井橫向部分所受阻力較大。對管柱進(jìn)行受力分析可得，其受力相當(dāng)復(fù)雜。由于斜井部分尤其是橫向部分管柱的特殊受力特點(diǎn),容易導(dǎo)致卡鉆;同樣的原因，由于受力復(fù)雜，解卡一般難以成功。

圖1 大位移井中管柱受力示意圖

2 大位移井作業(yè)打撈關(guān)鍵技術(shù)方案

2.1 打撈工具的選擇

大位移井打撈要依照一定的原則：①妥善保管好工具，保證工具的完整性以及磨損，一般可以通過加扶正器避免工具磨損；②防止水眼堵塞。由于井斜原因在工具入井過程中容易被套管壁上砂粒、水垢以及鐵銹等雜質(zhì)堵塞。水眼不通現(xiàn)象發(fā)生時(shí)要及時(shí)排查原因；③保證各組合結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)相配套，例如對于存在接頭的情況，要讓兩部分的孔徑相同；④要保證管柱、打撈工具間的偏心距大致相同，如果不滿足該條件，就要糾正偏心距，直到一致。⑤優(yōu)先選用可退式打撈工具，可在打撈落物不能解卡時(shí)順利退出，如果條件受限不能選用可退式打撈時(shí)候也要安裝安全接頭。

2.2 打撈鉆柱的選擇

①?zèng)]有必要花費(fèi)太大精力去進(jìn)行落魚打撈作業(yè)時(shí),所用鉆柱的大小應(yīng)與落魚基本相同,這樣打撈效果更好；②要讓沿著軸方向和扭轉(zhuǎn)載荷更方便地轉(zhuǎn)移,應(yīng)該使用非常規(guī)的倒裝鉆具；③下靠下部分鉆柱的中心線應(yīng)該與落魚大體保持在同一條線上，二者偏心距應(yīng)該大體相同；④進(jìn)行打撈作業(yè)的管柱最好選擇與管柱的各大小參數(shù)相一致,如此一來能大大減小調(diào)整工具的工作量。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 井史分析

A井自2002年投產(chǎn)以來地層能量充足，含水高，生產(chǎn)層位Ng32，正常情況下動(dòng)液面較高，但出砂嚴(yán)重，該井曾采用金屬濾、充填防砂、剛玉濾等防砂手段效果均不理想，分析為①館陶組油層埋深淺，成巖時(shí)間短、巖性較粗、膠結(jié)疏松，易形成出砂。②油井在生產(chǎn)初期，沖次過高，開采速度快，致使砂粒間的應(yīng)力平衡破壞，膠結(jié)破壞，造成地層出砂。③該油藏地面原油粘度為332mpa.s～458mpa.s，屬常規(guī)稠油，攜砂能力較強(qiáng)，將脫落的砂粒帶向井底，更易出砂。該井采用的“篩管懸掛器+倒扣接頭+濾+尾管”組合方式為典型的濾砂管防砂管柱。該井原井管柱圖如下所示：

圖2 A井原井管柱圖

3.2 處理過程分析

由于A井組井場限制，該井無法上大修設(shè)備，只能由小修隊(duì)處理。在整個(gè)處理的過程中，歷時(shí)77天，總共進(jìn)行20次打撈、3次套銑、5次磨銑、3次打印將整套濾組撈出?？梢园颜麄€(gè)處理過程分為兩個(gè)階段：①撈封；②拔濾。

3.2.1 撈封

（1）第1趟帶對扣短節(jié)打撈致封隔器解體，此時(shí)判斷魚頂為封隔器中心管，由于上提中心管，底部卡瓦張開，故只能打撈紅色部位。但紅色部位外徑97mm，套管內(nèi)徑121mm，常用打撈工具無法操作，只能采用電泵撈筒打撈。1月28日下Φ115mm電泵撈筒撈空，判斷井內(nèi)情況復(fù)雜化，無法直接打撈，故采取先磨銑、再打撈的多次循環(huán)方式處理。（2）經(jīng)過兩次Φ114mm×Φ95mm套銑頭磨銑,2月23日底帶Φ114mm多功能撈筒撈獲封隔器下部、Φ73mm平式短節(jié)1根、樹脂扶正器1個(gè)、倒扣接頭上部，但封隔器卡瓦未帶出，為下步拔濾埋下隱患。

3.2.2 拔濾

（1）在封隔器撈出后，底部剩余倒扣接頭下部、變節(jié)、濾砂管、扶正器及油管短節(jié)絲堵，由于電泵撈筒牙、封隔器卡瓦仍留井，直接打撈難度大，故采用套磨銑、打撈方式處理；另外濾砂管已卡死，因此下反扣鉆桿一段一段分別將工具倒出。（2）用反扣母錐撈獲倒扣接頭和變節(jié)后，下凹底磨鞋磨銑，進(jìn)尺緩慢，分析為掉落碎牙片堆積在魚頂，磨銑難度大；后下鉛模打印，確認(rèn)魚頂印痕為濾砂管本體，下公錐打撈撈獲濾砂管內(nèi)保護(hù)套，此時(shí)濾砂管本體內(nèi)撈和外撈都無法采取，只能下套銑，后起出帶出濾砂管；濾砂管下部短節(jié)等按正常打撈措施3次全部撈出。

[1]劉星,劉宏濤,張大安.斜井水平井管柱打撈作業(yè)探討[J].石油礦場機(jī)械,2016.38(9):91-94.