上翹水平井上提電纜技術的研究與應用

白帆

摘要：在上翹水平井中進行泵送橋塞多級射孔聯(lián)作施工時，為避免各種井下復雜情況，研發(fā)了一種適用于上翹水平井的上提電纜技術，并在最大井斜109°的J井中成功應用，順利安全的完成該井施工，在復雜井泵送橋塞多級射孔技術中起到了重要作用。

關鍵詞：上翹水平井;泵送橋塞多級射孔聯(lián)作;上提電纜技術

隨著頁巖氣大規(guī)模開發(fā)建設，井斜超過100°的上翹井日益增多，當工具串處于該井段時，必定會出現(xiàn)回滑并使電纜纏繞槍串，進而導致工具串遇卡、落井、電纜炸斷等各種井下復雜情況。要避免復雜情況帶來的經濟損失和工程時效，安全的將工具串起出，就要研究出一套安全的上提電纜技術。

1技術思路

針對上翹水平井的施工，目前一般會使用投球橋塞，保留泵送通道，通過開啟排量產生的推力使工具串不回滑。但在使用球籠橋塞時，無法開啟排量，當工具串出現(xiàn)回滑時，只能通過加快電纜上提速度，使其大于或等于工具串回滑速度，才能避免電纜堆積纏繞。

首先確定工具串開始回滑的井斜，當工具串重力平行套管方向分量大于垂直套管分量產生的摩擦力，工具串就會開始回滑，得出下列公式，其中F：回滑力;θ：井斜;f：摩擦系數(shù)，取值025;當F=0時，可認為工具串處于回滑的臨界值。計算得出工具串回滑井斜為103°。

F=sin（θ-90°）·G-cos（θ-90°）·G·f

其次，進行現(xiàn)場模擬施工，通過電纜上提速度和實測套管長度的變化量，測試并推算工具串回滑速度，同時優(yōu)化配套技術細節(jié)。最后，總結分析測試數(shù)據(jù)，確定井斜和速度的對應關系，結合相關工藝技術，最終形成完整的上提電纜技術方案。

2模擬施工

2.1施工情況

施工井套管內徑115mm，上翹井段3500m3270m，井斜均大于102°，其最大井斜109°，套管內徑115mm，所用模擬工具串最大外徑102mm。施工前，提前計算好在不同速度、不同的實測套管長度下，應調整到的電纜上提速度，并編制成表，以便快速的進行對照調整。雖然計算得出工具串回滑井斜為103°，但為了確保安全施工，從97°就開始以500m/h的速度開始上提電纜，低始速可以給后續(xù)提速保留空間。隨著井斜變大，逐步提升電纜上提速度，到井斜103°處，連續(xù)三根套管實測長度變短達8m，說明該處工具串回滑速度加大，將電纜上提速度由1000m/h快速提升至4000m/h，后續(xù)井斜每增加1°，電纜上提速度就提高到300m/h，到109°處時，速度已達5800m/h。最終，順利將工具串起出。

2.2分析改進

（1）在泵送施工中，一般都會通過降低絞車扭矩來限制絞車最大負載，從而保護電纜在遇卡后，不會因過力而拉斷，但在本次加速上提電纜時，因扭矩調整不及時，未能及時加速到位。

（2）工具串起出后，發(fā)現(xiàn)馬籠頭端電纜有彎折，這是工具串回滑造成的，所以在工具串進入103°井斜前須要提前加速，以防止電纜損傷造成電纜阻流管遇卡等復雜情況。

（3）通過施工曲線，根據(jù)實測套管長度和電纜上提速度，推算出各個井斜下工具串回滑速度，并制定初步的上提速度表。

3施工應用

3.1施工前準備

（1）考慮到液體的阻力的存在，工具串與井液是相對運動，工具串長度越長、最大外徑越大，則液體摩阻就越大，相應的回滑力就越小。所以在J井215段施工應用中，選用外徑105mm橋塞、外徑106mm推筒進行施工。

（2）提前設置扭矩，并測試絞車最大上提速度達到6000m/h。

（3）在高速上提電纜過程中，密封脂消耗量大，啟動3個注脂泵進行注脂。

（4）將實測曲線與對比曲線深度對齊，以便觀察套管變短量和累計變短量。

3.2施工情況

本著安全施工、固化方案的原則，按照初步制定上提速度表施工，順利完成第24段施工。在第515施工中，嘗試降低電纜上提速度，在確保實測套管長度正常情況下，逐漸輕微的降低提速時間和提速量，最后以最低5000m/h的速度安全起過109°上翹井段，且未出現(xiàn)電纜彎折。經過對施工數(shù)據(jù)的整理，逐漸完善固化了井斜速度對照表（見下表），并結合井下工具選型、絞車操作技術、注脂控制技術、提速對照表，形成一了套完整的技術方案。

4結語

上翹水平井上提電纜技術在J井的應用取得了圓滿成功，對上翹井施工技術的發(fā)展起到一定的推進作用，更是泵送橋塞多級射孔技術的完善和補充。應用該技術能夠有效的避免一系列井下復雜情況，有利于提高施工時效和成功率，并且可以節(jié)省大量的事故處理費用。隨著頁巖氣不斷的開拓發(fā)展，復雜井射孔技術也將逐步提高完善。