注CO2氣井井下落物鋼絲打撈方法探討

(大慶油田有限責任公司測試技術(shù)服務分公司　黑龍江　大慶　163453)

0　引　言

為提高油井產(chǎn)能，部分稠油氣田區(qū)塊采用了注CO2氣驅(qū)油方法。由于CO2氣體有一定的特殊性，在進行該類井的測試過程中，井口密封裝置、井下儀器都需要采用特殊工藝和工具。如發(fā)生測試儀器落井，打撈作業(yè)的處理難度很大、消耗時間長，而且對打撈裝置要求高，打撈實現(xiàn)方法必須科學嚴謹，才能在保證安全的情況下實現(xiàn)打撈。通過處理海拉爾油田某注CO2氣井測試儀器落井，分析了CO2氣體特性，科學處理整個打撈過程中的關鍵問題并改進裝置，從而達到安全打撈落井測試儀器的目的。

1　CO2物性特征及注氣井發(fā)生落物的原因

注CO2驅(qū)采油作業(yè)中，使用處于臨界壓力和臨界溫度以上的CO2流體代替有機溶媒作為萃取劑,這種流體同時具有液體高密度和氣體低粘度的特點,擴散系數(shù)較大,有極高的溶解能力,能深入到提取材料的基質(zhì)中,發(fā)揮非常有效的萃取功能[1]。隨著壓縮的CO2氣體在井筒注入儲層，油藏流體的組成及體系的熱力學條件會發(fā)生改變，隨井筒內(nèi)深度、溫度及壓力變化，因而在井筒內(nèi)呈現(xiàn)出各種不同形態(tài)，有氣態(tài)、固態(tài)、液態(tài)及超臨界狀態(tài)。CO2壓力、溫度相位圖如圖1所示。

注CO2氣井發(fā)生井下落物除人為因素和井下儀器問題因素外，主要有以下3個原因：首先,氣井內(nèi)原油中的石蠟、瀝青質(zhì)與CO2發(fā)生反應生成混合物，該物質(zhì)極其粘稠，使得測試過程容易發(fā)生井下儀器遇阻、遇卡；其次，CO2注氣井在密閉不好或放空時易結(jié)冰，造成管線凍堵；最后，由于注氣井關井，注入層內(nèi)壓力反壓使井底內(nèi)石蠟、瀝青質(zhì)等雜質(zhì)上返到油管內(nèi)。

2　落物注氣井情況及打撈方案

貝X-X58井是海拉爾油田一口注氣井，完鉆井深1 900 m，射孔井段1 680～1 821 m，套管深度為1 987.8 m，人工井底為1 976.4 m，油管深度為1 655.0 m。2011年9月投注，該井為注CO2氣井籠統(tǒng)井。2016年X月，在利用脈沖中子氧活化儀器檢測套管漏點過程中發(fā)生遇卡。經(jīng)洗井后，測井電纜緩慢上提到距井口238 m處，電纜頭抽簽，測井儀器串卡井，因此需要進行氣井密閉打撈。測試儀器一旦落入該井，將通過1 655 m處的喇叭口，落入到套管內(nèi)。落井的脈沖中子氧活化測井儀器，外徑Φ38 mm,加重3支，整串儀器長度約為9.75 m，其中儀器5 m，過芯加重長度為4.5 m(1.5 m×3)，電纜頭長度30 cm。初步判斷儀器卡在238 m處。

鋼絲打撈方案：確定高壓密閉防噴裝置組合；應用試井車Φ2.6 mm鋼絲先進行通井,解決施工氣井內(nèi)上返物質(zhì)及CO2水化物問題；通井處理CO2注氣井中井下工具遇阻、遇卡，建立井下工具的油管內(nèi)通道；打鉛印確定井下落物魚頂位置；打撈工具串。

鋼絲打撈工藝系統(tǒng)由地面設備、井下工具串和輔助設備三部分組成。地面設備主要包括液壓試井車、防噴裝置、封井器、捕捉器等。井下工具主要由震擊器、加重桿、打撈工具等組成。輔助設備主要指井口天、地滑輪和起吊裝置等[2]。

3　高壓鋼絲密閉防噴裝置

因鋼絲作業(yè)具有容易密封、起下速度快、更換工具快的優(yōu)點，結(jié)合問題井情況，確定采用試井鋼絲防噴裝置。井口防噴裝置組合中加裝四通和250閘門，井口安裝SPZ-625單閘板封井器。根據(jù)工具串長度選擇防噴管長度，打撈作業(yè)時要考慮井下工具長度，保證捕集器正常開關。丈量防噴裝置長度(防噴管、防噴器(BOP)、捕集器、短接)數(shù)據(jù)。防噴裝置組合如圖2所示。

圖2　防噴裝置

該防噴裝置的特點是：

1)試井防噴堵頭氣體密封性好。耐壓35 MPa密封頭采用手壓泵遠程液控，實時控制井口密封效果，保證作業(yè)過程安全可靠。

2)化學注入泵短接，可根據(jù)井筒內(nèi)流體的物理性質(zhì)注入不同的化學溶劑。如果是二氧化碳水合物則注入甲醇，如果是瀝青質(zhì)則注入柴油，達到溶解遇阻物質(zhì)的目的。

3)在防噴裝置加裝四通和250閘門。四通上安裝壓力表可實時監(jiān)視井口壓力，此外通過250四通閘門可將防噴管內(nèi)氣體、流體、污物、死油放出。

4)鋼絲封井器可在緊急情況下封閉施工井，也可以隨時更換防噴管長度及組件。

4　氣井油管內(nèi)凍、堵物質(zhì)處理措施

CO2注氣井易結(jié)冰、易遇阻、易遇卡，不解決將無法正常施工。用鋼絲起下儀器時，應采取特殊的防噴控制器，并加裝地滑輪，以改善井口裝置受力狀態(tài)，并能以最小的加重量將儀器下到預定位置，同時還應做到井口嚴密，否則，輕微的漏失都會造成氣體膨脹吸熱而形成冰堵、冰卡[3]。根據(jù)情況采用地面化學注入泵聯(lián)接化學注入短接，通過其在油管管柱內(nèi)注入不同溶劑溶解油管內(nèi)水合物和瀝青質(zhì)。井口四通側(cè)面安裝壓力表，最初壓力表顯示壓力為0，判斷井口管線內(nèi)CO2凍堵，注入甲醇和柴油后，井口壓力表顯示壓力為7.0 MPa。通井過程中，化學注入泵聯(lián)接化學注入短接不斷注入柴油，每次更換不同工具串起出放空時，利用四通閘門泄掉管內(nèi)污物，避免放空閥在放空時結(jié)冰堵塞。

5　通　井

鋼絲作業(yè)中通徑規(guī)是非常重要的工具，每次作業(yè)都要用到。常規(guī)通井采用機械動力，依靠儀器自身加重作為原動力，對遇阻井內(nèi)的結(jié)垢、臟物等進行刮除[4]。在下入井下工具之前需先下入通徑規(guī)，這樣可以確認井下裝置是否能夠通過油管，并可確定油管中座落接頭的位置。由于通徑規(guī)的外徑稍大于井下工具外徑，因此還可以將油管中的蠟、銹垢及巖屑刮掉。采用通井工具為引進通井規(guī)系列。通井過程：選擇由Φ22、Φ25、Φ38、Φ42、Φ47.5、Φ52 mm從小到大6種不同直徑通井規(guī)進行通井。圖3為通井規(guī)結(jié)構(gòu)圖。

圖3　通井規(guī)結(jié)構(gòu)

1)首次選擇Φ22 mm繩帽+Φ22 mm加重+Φ25 mm通井短接，長度為556 cm。下井后在2 m處遇阻，經(jīng)反復震蕩后判斷為油阻。將儀器起出井口，在防噴管內(nèi)泵入柴油對油質(zhì)進行溶解。

2)再次下井后在5 m處遇阻，反復震蕩后判斷遇阻處有硬物懷疑是冰，通過化學注脂泵連接注入短接注入甲醇，隨后儀器順利下入井內(nèi)。

3)用Φ25 mm通井規(guī)首次通井成功后，分別用其它直徑通井規(guī)進行通井，通井時在233 m和1 665 m處有起下不順暢情況，該位置進行反復起下至順暢后再下一個大直徑通井規(guī)進行通井。根據(jù)井深結(jié)構(gòu)圖，結(jié)合通井證實氧活化儀器串已經(jīng)落入套管井底內(nèi)，判斷遇阻深度為1 715 m。

4)通過打鉛印確定在喇叭口下套管內(nèi)進行打撈，落井儀器魚頂為1 715 m。

6　打撈實施

6.1　打撈儀器工具串確定

根據(jù)儀器與錄井鋼絲脫開痕跡及鋼絲長度判斷魚頂形狀，進而確定打撈工具。該井選用卡瓦打撈筒，要求打撈工具的最大外徑偏大于打撈儀器的外徑，引斜開口越大越有利于抓撈落物[5]。該井喇叭口最小通徑為49 mm,打撈儀器串使用扶正器和萬向節(jié)打撈卡瓦是必要的，如圖4所示。普通扶正器下入套管后再起，會將扶正片卡碎，將扶正器改裝后可解決此問題。確定打撈工具串為：繩帽+變頭+加重+振蕩器+彈簧緩沖器+扶正器+繩帽+卡瓦，長度約為432 cm。

6.2　打撈落井方式

儀器串重量為井下儀器串和3支加重重量等，經(jīng)計算約為100 kg。因試井鋼絲和測井電纜相比，鋼絲拉力小于電纜拉力，但鋼絲密封相對比測井電纜好，而且井下儀器串重量遠低于鋼絲拉斷力，因此決定用試井鋼絲進行打撈。

圖4　打撈扶正器(上)和萬向節(jié)打撈卡瓦(下)

6.3　打撈作業(yè)

打撈井口防噴密閉裝置：防跳天滑輪+密封堵頭+化學注入短接+加長防噴管+四通+鋼絲封井器，長度約為1 609 cm。

重打繩帽(加備環(huán))加掛打撈工具串，打撈工具下井，打撈串到魚頂后，起下工具三次，上提張力顯示由1.2 kN上升到2.2 kN,表明落井儀器串被打撈卡瓦鎖住。上提鋼絲，儀器串到井口裝置防噴管內(nèi)后，關閉氣井測試閘門，一次將落入套管內(nèi)的脈沖中子氧活化儀器串成功打撈。

7　結(jié)束語

注CO2氣井打撈落井測試儀器首次實現(xiàn)，總結(jié)經(jīng)驗體現(xiàn)在以下三個方面：

1)應用改進高壓鋼絲密閉防噴裝置，確保施工安全。

2)采用精細的通井規(guī)系列進行氣井通井，建立良好的打撈通道。

3)化學注入泵是處理注CO2氣井井筒內(nèi)凍、堵物質(zhì)的關鍵設備。

[1] 王煒.海拉爾盆地凝析氣井試氣方法及配套工藝技術(shù)研究[M].北京：石油工業(yè)出版社,1992：315.

[2] 苗潤金，吳茂福.井下鋼絲打撈工藝技術(shù)改進應用[C]//寧夏回族自治區(qū)科學技術(shù)協(xié)會.第八屆寧夏青年科學家論壇論文集.銀川：石油化工應用雜志社，2012：215-218.

[3] 《試井手冊》編寫組.試井手冊(上)[M].北京:石油工業(yè)出版社，1991:336.

[4] 王花枝.注水井通井工藝技術(shù)應用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2011,21(9):109.

[5] 袁業(yè)啟，何漢坤.斜井13-238井測試儀器打撈的成功實踐與認識[J].油氣井測試，2005,14(3)：46-47.