連續(xù)管沖鹽解堵工藝在英西的應(yīng)用

陳柯樺 盛國青 路彥森 朱 峰 徐惠軍 陳微熙

1.中國石油青海油田公司井下作業(yè)公司；2.中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院江漢機械研究所

連續(xù)管沖鹽解堵工藝在英西的應(yīng)用

陳柯樺1盛國青1路彥森1朱 峰2徐惠軍1陳微熙1

1.中國石油青海油田公司井下作業(yè)公司；2.中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院江漢機械研究所

英西地區(qū)是近幾年青海油田增儲上產(chǎn)的重點區(qū)域，但由于地層含鹽且出鹽量大，鹽結(jié)晶速度快，很多油井投產(chǎn)后因生產(chǎn)通道堵塞致使產(chǎn)量急劇下降，給勘探開發(fā)工作帶來很大阻力。針對這一難題，以“下得去、出得來、傷害小”為原則，制定了以旋流噴射工具沖鹽+旋轉(zhuǎn)噴射工具擴眼+熱水溶鹽為主，螺桿鉆具鉆磨、扶正噴射等為輔的多種連續(xù)管沖鹽解堵方案，同時設(shè)計加工了旋流噴射工具、旋轉(zhuǎn)噴射工具、尖狀工具等多種沖鹽工具，并在施工中不斷優(yōu)化工藝參數(shù)，形成連續(xù)管沖鹽解堵工藝系列技術(shù)，成功應(yīng)用近50井次，為高壓高產(chǎn)油井的正常生產(chǎn)提供了有力保障。

連續(xù)管；鹽結(jié)晶；沖鹽解堵；噴射洗井；英西地區(qū)

英西地區(qū)位于CDM盆地西部南區(qū)SZG構(gòu)造HTG高點軸線附近，平均海拔3200多米，地面溝壑縱橫，被稱為地震勘探的禁區(qū)，儲層屬于典型的裂縫性油氣藏，地下情況尤其復(fù)雜。近年來，通過勘探理念的重大創(chuàng)新，英西勘探開發(fā)獲得重大成果，連續(xù)在深層發(fā)現(xiàn)多個高壓高產(chǎn)儲層，單井產(chǎn)量紀(jì)錄不斷刷新，成為青海油田增儲上產(chǎn)的重要地區(qū)[1]。英西深層油藏主要特點是礦化度高，在長期生產(chǎn)過程中，高礦化度地層水中的無機鹽類隨著溫度、壓力等物理和化學(xué)環(huán)境的變化在井筒內(nèi)逐漸析出，結(jié)成鹽垢，沉積形成鹽橋，導(dǎo)致生產(chǎn)通道通徑變小甚至完全堵塞，致使油井產(chǎn)能降低或失去生產(chǎn)能力，給英西的勘探開發(fā)工作帶來很大困難。青海油田利用連續(xù)管實施帶壓沖鹽解堵作業(yè)，為英西地區(qū)高壓高產(chǎn)油井的正常生產(chǎn)提供了有力的保障。

1 英西地區(qū)井筒結(jié)鹽特點及處理思路

1.1 井筒結(jié)鹽原理

原油從油層流入井筒，隨著壓力、溫度變化及氣體逸出，原油中各組分（包括鹽）的性質(zhì)也在發(fā)生變化，部分鹽從原油中析出，達(dá)到一定程度后以鹽結(jié)晶的形式在油管不同部位逐漸沉積、變大，固結(jié)在井壁上，隨時間增加逐漸形成鹽橋，堵塞油井生產(chǎn)通道。流速越小、含鹽越高、井溫越低，形成鹽橋的速度越快。

1.2 英西地區(qū)井筒結(jié)構(gòu)與結(jié)鹽特點

青海油田英西地區(qū)的完井方式主要有4種，包括全井段套管完井、上部套管+裸眼完井、裸眼封隔器完井、鉆桿完井（鉆遇高壓高產(chǎn)油層時，因地層坍塌等因素導(dǎo)致鉆柱遇卡且解卡無效，直接用鉆桿完井）。全井段套管完井和上部套管+裸眼完井的井，正常情況可下入油管投產(chǎn)，利用生產(chǎn)管柱摻水生產(chǎn)以緩解上部生產(chǎn)通道結(jié)鹽速度，但長時間生產(chǎn)后會出現(xiàn)上部油套管結(jié)鹽、上部油套管和裸眼段均結(jié)鹽的情況。由于地層異常高壓等原因，部分上部套管+裸眼完井的井在未下入油管的情況下直接投產(chǎn)，這類井及裸眼封隔器完井和鉆桿完井的井，沒有摻水通道，生產(chǎn)通道結(jié)鹽速度非?？?，極易被堵塞，出現(xiàn)上部套管和裸眼段均結(jié)鹽、鉆桿內(nèi)和環(huán)空均結(jié)鹽、上部油套管和裸眼封隔器管柱均結(jié)鹽等情況。

1.3 處理思路

英西地區(qū)多是高壓高產(chǎn)油井，疏通鹽結(jié)晶后井口還會出現(xiàn)瞬間高壓，采用常規(guī)修井方式無法作業(yè)，使用帶壓設(shè)備又存在施工難度大、井控風(fēng)險高、作業(yè)周期長、成本高等問題。除了未下入油管直接投產(chǎn)的上部套管+裸眼完井的井，該地區(qū)其他井筒結(jié)構(gòu)也不適合常規(guī)油管作業(yè)。下入油管投產(chǎn)的井需要實施油管內(nèi)沖鹽解堵和過油管對裸眼段沖鹽解堵，裸眼封隔器完井的井需要進入完井管柱實施過滑套解堵作業(yè)，鉆桿完井的井要實施鉆桿內(nèi)解堵作業(yè)，這些井筒結(jié)構(gòu)目前只適合使用連續(xù)管作業(yè)。由此青海油田提出使用連續(xù)管實施射流沖鹽解堵工藝，借助連續(xù)管作業(yè)所具有的設(shè)備占地面積小、移運安裝快捷、起下速度快、施工周期短等特點，以及能實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)和帶壓作業(yè)的優(yōu)勢，最大限度降低作業(yè)成本和作業(yè)風(fēng)險，減少地層傷害[2]。從綜合評估和實施效果看，連續(xù)管射流沖鹽解堵作業(yè)工藝是英西地區(qū)高壓高產(chǎn)井解堵的最佳方法。

2 連續(xù)管沖鹽解堵工藝設(shè)計

連續(xù)管射流沖鹽解堵工藝應(yīng)用的基本思路是使用連續(xù)管攜帶沖鹽工具，在不停產(chǎn)、井口帶壓的情況下，利用高壓水射流方式?jīng)_鹽解堵，疏通堵塞的生產(chǎn)通道，恢復(fù)油井生產(chǎn)。

2.1 方案設(shè)計原則

安全至上，確?！跋碌萌?，出得來，傷害小”。這是由英西區(qū)塊開采特點決定的，要求能在高壓條件和復(fù)雜井筒內(nèi)通過作業(yè)盡快恢復(fù)生產(chǎn)，并減少對井筒和地層的損害，同時也要避免二次卡堵的風(fēng)險。因此，工具與工藝應(yīng)采用簡單實用的設(shè)計思路，工具外徑盡量接近連續(xù)管，長度盡可能短小[3]，工藝步驟求穩(wěn)不求快。

2.2 基本工藝過程設(shè)計

解堵施工方案應(yīng)在對井身結(jié)構(gòu)及堵塞情況分析預(yù)判的前提下制訂。根據(jù)英西地區(qū)實際情況制訂了以噴射方式為主、機械方式為輔的方案，包括“一探、二沖、三鉆、四洗”基本工藝過程：一探，用洗井工具邊洗邊探，確認(rèn)遇阻點；二沖，高速射流建立通道；三鉆，單純依靠射流沖不動，則結(jié)合機械沖擊或鉆磨工具打通通道；四洗，通道建立后用大排量噴嘴洗井、溶鹽，擴大通徑。

2.3 噴射工具選型與配套方案

噴射解堵工具大致可分為3種類型：一是固定式多孔噴嘴類，這類工具通過多個噴嘴的靈活布置和噴嘴孔徑的調(diào)整達(dá)到洗井和解堵的作用，工具設(shè)計上靈活性大，參數(shù)的變化范圍也很大，但有時由于噴嘴數(shù)量所限，難以實現(xiàn)全截面清洗；二是內(nèi)旋流式噴嘴類，這類工具通過內(nèi)部的導(dǎo)流原件在較小工具尺寸下實現(xiàn)較大范圍的全截面清洗，容易獲得更好的通過性，但其參數(shù)設(shè)計范圍比較受限制。三是外旋轉(zhuǎn)式噴嘴類，這類工具的外置噴嘴可以旋轉(zhuǎn)，可實現(xiàn)全截面清洗，且清洗效率較高，但因結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，尺寸通常也較大，通過性會略受影響。表1為常見的一些噴射洗井工具。

噴射類工具配套的基本方案歸為兩大類，可根據(jù)井況選擇：（1）多孔及內(nèi)旋流類：連接器+（加長桿）+多孔或內(nèi)旋流工具，工具長度為0.2～0.3m；（2）旋轉(zhuǎn)類：連接器+馬達(dá)頭+（加長桿）+（彈性扶正器）+旋轉(zhuǎn)噴射工具，工具長度為1.6～2.3m。

2.4 噴射參數(shù)選擇

選用多孔類噴嘴工具時，工藝方式以洗為主，噴嘴的射流速度應(yīng)以大于120m/s為宜；內(nèi)旋流類噴射工具工藝以噴鉆為主，射流速度一般按180m/s左右設(shè)計；旋轉(zhuǎn)類工具的射流速度宜取160～180m/s范圍內(nèi)。參數(shù)設(shè)計時還應(yīng)綜合考慮連續(xù)管尺寸及現(xiàn)場設(shè)備能力。

3 連續(xù)管沖鹽解堵工藝現(xiàn)場應(yīng)用情況

3.1 現(xiàn)場應(yīng)用情況分析

2015年以來連續(xù)管沖鹽解堵施工了17口井45井次，累計作業(yè)820h以上，連續(xù)管累計下深超13×104m。通過施工，疏通了鹽結(jié)晶堵塞的生產(chǎn)通道，恢復(fù)了正常生產(chǎn)。從現(xiàn)場應(yīng)用情況看，連續(xù)管射流沖鹽解堵作業(yè)工藝必須結(jié)合井況對工具、參數(shù)和工藝過程做針對性設(shè)計，必要時需采取多種工具、工藝組合的方式來解決問題。如：多孔噴頭和旋轉(zhuǎn)噴頭適用于通道未完全堵塞或已使用其他方式打通堵塞通道（作為后處理）的情況下，進一步清理井壁、溶鹽解堵；尖狀沖鹽工具和鋸齒狀沖鹽工具主要用作預(yù)處理，在通道堵塞且結(jié)晶較為密實的情況下，以射流與機械力結(jié)合的方式松動上部鹽結(jié)晶較為密實的堵塞層；旋流噴頭相對而言是適用性最廣、解堵效果最好、作業(yè)有效期最長的一種方法，但也需要結(jié)合預(yù)處理、后處理措施來使用。

表1 常用噴射洗井工具及參數(shù)表

3.2 應(yīng)用案例：S38井裸眼段沖鹽解堵施工

S38井是青海油田英西地區(qū)的一口高壓高產(chǎn)井，該井采用上部套管+裸眼完井的方式完井，套管下深3521.70m，人工井底3804.62m，采用下油管自噴生產(chǎn)，后改為摻水生產(chǎn)方式生產(chǎn)，生產(chǎn)管柱下深3327.40m。該井試產(chǎn)高達(dá)500t/d，之后穩(wěn)產(chǎn)300t/d時間超過1mon，為國內(nèi)多年來少見的高產(chǎn)井。但由于該井出鹽量大，鹽結(jié)晶速度非?？?，摻水生產(chǎn)只能緩解3327.40m以上油套管內(nèi)鹽結(jié)晶速度，但3327.40m以下特別是裸眼段鹽結(jié)晶速度非?？?，造成日產(chǎn)量很快下降到百方以下。

為盡快復(fù)產(chǎn)，連續(xù)管連續(xù)進行沖洗作業(yè)，前4次施工均采用多孔噴嘴單純洗井方式，效率低下，生產(chǎn)管柱洗后很快會再次堵塞，而在裸眼段則下入非常困難，同時在遇阻點長時間沖洗也存在地層坍塌和沖出“大肚子”的可能。針對S38井裸眼段結(jié)鹽、地層易坍塌的特點及連續(xù)管在裸眼段施工的特殊性，提出第五次施工使用“內(nèi)連接器+加長桿（2.1m）+旋流噴射工具”和“內(nèi)連接器+加長桿（2.1m）+旋轉(zhuǎn)噴射工具”兩套工具串，采用旋流噴射工具沖鹽+旋轉(zhuǎn)噴射工具擴眼+熱水溶鹽的施工方案，減少工具在裸眼井壁上切邊遇阻的可能性。具體施工工藝包括如下流程：

（1）按正常程序安裝連續(xù)管作業(yè)車及其井口裝置，配2m防噴管。

（2）在將連續(xù)管穿入注入頭、防噴盒后，完成管端修整和內(nèi)連接器的安裝。

（3）將管前端約2m校直，然后穿過防噴管并連接加長桿和旋流鉆孔工具，收入防噴管后進行井口設(shè)備連接和固定。

（4）完成安裝連接后，以100～150L/min排量向連續(xù)管內(nèi)泵入洗井液保持循環(huán)，控制速度不大于15m/min勻速下入工具（入井初期速度為5m/min），1500m時應(yīng)上提10m記錄載荷。

所有泵入過程中，泵的吸入端須設(shè)置過濾，保證無大的雜質(zhì)入井造成噴嘴堵塞。下入過程出現(xiàn)異常時，應(yīng)放慢下入速度，必要時上提一段后再下放。

（5）下至(喇叭口入口)，上提10m記錄載荷，重新下放時速度降至10m/min以內(nèi)，至裸眼段前將速度進一步降低至5m/min以下，增大排量至180～200L/min，低速送進直至遇阻，則向后拖動5～10m再次下放，遇阻點3次未變則確認(rèn)深度，起管。若未遇阻則每下放50～60m向后拖動5～10m，直至3804.6m后執(zhí)行起管作業(yè)。起管時速度控制在裸眼段5m/min，喇叭口以下10m/min，油管內(nèi)20m/min，距井口100m速度降至10m/min以內(nèi)，50m速度控制在5m/min以內(nèi)。

（6）3520m（裸眼段起點）以上，關(guān)閉套管生產(chǎn)閥門（需裝8～10mm油嘴），打開油管生產(chǎn)閥門（需裝8～10mm油嘴）；3520m以下，打開套管生產(chǎn)閥門，關(guān)閉油管生產(chǎn)閥門，直至工具出井。

（7）工具出井后，從油管大排量泵入洗井液50m3，套管返出。

（8）更換旋轉(zhuǎn)沖洗工具，再次入井，重復(fù)步驟（4）至（7），但不同的是全程打開套管生產(chǎn)閥門，關(guān)閉油管生產(chǎn)閥門。表2是兩組工具串施工時泵注程序。

施工成功疏通至人工井底，并對裸眼段進行了充分沖洗，恢復(fù)了裸眼段的生產(chǎn)通道。該井恢復(fù)生產(chǎn)后產(chǎn)量達(dá)到百方以上。內(nèi)旋流式?jīng)_洗工具在后續(xù)的應(yīng)用中也取得了較好的效果，成為英西沖鹽解堵的主流工具工藝。

表2 兩組工具泵注程序

4 總結(jié)與認(rèn)識

隨著青海油田英西地區(qū)油氣勘探開發(fā)力度逐年增高，對連續(xù)管沖鹽解堵施工的需求快速增加。英西地區(qū)2015年至今連續(xù)管沖鹽解堵施工達(dá)45井次，工藝模式從以往的溶洗為主轉(zhuǎn)變?yōu)閲娚錇橹?，通過對施工工藝及參數(shù)的不斷改進，沖鹽解堵速度和效果明顯提高，工藝日趨成熟。目前，連續(xù)管沖鹽解堵工藝已成為英西地區(qū)油氣開發(fā)中一項不可或缺的保障工藝。通過近兩年的施工實踐，取得如下幾點認(rèn)識：

（1）沖鹽解堵工藝方案應(yīng)根據(jù)不同完井形式區(qū)別對待，根據(jù)實際情況及時調(diào)整。如在油套管井段應(yīng)防止下入速度過快造成二次卡堵，在裸眼井段要防止下入速度過慢造成地層空洞和坍塌。

（2）一定溫度范圍內(nèi)，鹽的溶解度隨溫度增高而增加，但變化趨勢變小。因此單純依靠提高溫度沖鹽的方式，實際效果與經(jīng)濟性均不佳，如采用高壓噴射+熱水溶鹽的組合方式能獲得更好沖鹽解堵效果與效率。

（3）高壓噴射沖鹽時，采用合理的小孔徑噴嘴可以加大射流速度提高破鹽能力。應(yīng)盡量減小套壓，并使用可降阻的液體，提高射流有效施工壓力和射流速度，達(dá)到更好的沖鹽解堵效果。

（4）連續(xù)管沖鹽解堵工藝并不復(fù)雜，但使用中對連續(xù)管的損傷不能輕視。應(yīng)通過合理控制泵壓及起下速度、減少遇阻時鉆壓的施加、施工后及時清洗等措施，避免連續(xù)管疲勞或腐蝕過快，提高施工安全性和經(jīng)濟性。

[1]王得剛.青海油田加快英雄嶺構(gòu)造勘探步伐[N].中國石油報,2016-11-02 (002).Wang Degang. Qinghai oilfield accelerates exploration of Yingxiongling structure[N]. China Petroleum Daily,2016-11-02 (002).

[2]趙明,石林,譚多鴻,等.青海油田連續(xù)管作業(yè)技術(shù)推廣應(yīng)用的啟示[J].石油科技論壇,2014,33(2):18-22.Zhao Ming,Shi Lin,Tan Duohong,et al. Promote application of coiled tubing unit technology in Qinghai oilfield[J].Oil Forum ,2014,33(2): 18-22.

[3]朱峰,費節(jié)高,樊煒,等.連續(xù)管噴砂射孔解堵新工藝在蘇里格氣田的應(yīng)用[J].石油機械,2014,42(2):88-90.Zhu Feng,Fei Jiegao,Fan Wei,et al. Application of coiled tubing sandblast perforation plugging removal technology in Sulige Gasfield[J]. China Petroleum Machinery,2014,42(2):88-90.

Application of Coiled Tubing Salt Flushing and Plug Removing Process in Yingxi Area

Chen Kehua1,Sheng Guoqing1,Lu Yansen1,Zhu Feng2,Xu Huijun1,Chen Weixi1
(1. Downhole Service Company,PetroChina Qinghai Oil fi eld Company,Mangya 816499,China;2. Jianghan Machinery Research Institute of CNPC Drilling Research Institute,Jingzhou 434000,China)

Yingxi area was a key block for Qinghai Oil fi eld to increase reserves and production in recent years. However,the formation of this area has a high content of salt. In addition,salt is rapidly crystallized. Production from a lot of oil wells dropped quickly owing to plugging of production channels,causing great dif fi culties for exploration and development. To solve this bottleneck,the plug removing scheme was designed on the basis of various coiled tubing processes and under the principles of “tripping-in,tripping-out and small damage.” The scheme was mainly focused on rotary spraying jet tools for salt fl ushing +rotary spraying jet for reaming +hot water for dissolution of salt,with the help of using screw drill for drilling and abrasion as well as stabilizing the spraying jet. Meanwhile,a variety of salt fl ushing tools were designed and processed,such as rotary fl ow jet tool,rotary spraying jet tool and sharp point tool,whose process parameters were continually optimized in the service. A series of coiled tubing salt fl ushing and plug removing process technologies was developed and successfully used at nearly 50 times in the well service,providing effective support for normal production of high-pressure and high-yield oil wells.

coiled tubing,salt crystallization,salt fl ushing and plug removing,jet fl ushing,Yingxi area

10.3969/j.issn.1002-302x.2017.05.008

TE358

A

中國石油天然氣集團公司重大推廣專項“連續(xù)管作業(yè)技術(shù)推廣專項”（編號：2011B-1711）；中國石油天然氣集團公司重大推廣專項“連續(xù)管作業(yè)技術(shù)專項推廣（二期）”（編號：2017B-4107）。

陳柯樺，1987年生，2010年畢業(yè)于西安石油大學(xué)石油工程專業(yè)，試油工程師，主要從事連續(xù)管技術(shù)研究與應(yīng)用。E-mail：chkehuajxqh@petrochina.com.cn

2017-09-12）