深井打撈工藝技術(shù)難點及應對措施

張發(fā)珠

延長油田股份有限公司吳起采油廠 陜西延安 717600

對于油田修井作業(yè)來說，一般界定為當深度在3000～4000m 的井為深井，而超過4000m 的井則歸屬于超深井的范疇。與之相應的，在3000m 以下的井筒內(nèi)進行打撈的作業(yè)即為深井打撈作業(yè)[1]。

1 深井打撈工藝技術(shù)難點分析

深井的特點是：井底溫度高、壓力大、相對井眼小，打撈工藝與常規(guī)打撈作業(yè)相似，但難度和復雜性卻遠遠高于常規(guī)打撈作業(yè)。

1.1 施工管柱懸重較大，不便于施工

目前國內(nèi)的深井一般選用Φ139.7mm 的油層套管進行完井，相對于大尺寸的套管可以節(jié)約不少的成本，但對于后期的油井生產(chǎn)、維護及大修，特別是打撈作業(yè)卻又帶來了諸多的不便[2]。在對油套為Φ139.7mm 的深井進行打撈時，通常的鉆具結(jié)構(gòu)為Φ73mm 反扣鉆桿+ 相應打撈工具，3500m 鉆具本身的懸重就達到了550kN，在進行打撈及套磨銑作業(yè)的時候，加上鉆具的阻磨等因素，懸重就可達到650kN。目前在國內(nèi)大部分油田常規(guī)的修井機通常為650 型，上提的最大能力分別為120t，因此在套磨銑作業(yè)，特別是活動解卡時提升力就會受到嚴重的限制。施工過程中的風險性也隨著管柱懸重的增大而增大，同時也大大降低了施工的效率。

1.2 高溫高壓對修井液的影響

由于深井的井下溫度相對較高，地層壓力相對較大，目前平常使用的修井液在3000m 以內(nèi)的井施工時其性能還是相對穩(wěn)定的，但隨著井深的增加，在地溫梯度，施工溫度也隨之升高，修井液的性能也會隨之變得不穩(wěn)定，嚴重的還會出現(xiàn)沉淀、結(jié)晶的情況，容易造成井控的復雜化，從而減低修井的效率，增加修井的成本[2-3]。

1.3 深井循環(huán)時攜屑能力較弱

由于井深的緣故，循環(huán)的周期較長，修井液攜砂的能力較差，在停泵沉降時，很容易就會導致卡鉆的發(fā)生。要想提高洗井攜砂的能力，就只能在循環(huán)洗井的方式、泵在排量、修井液的固控系統(tǒng)、修井液的性能等方面下手。

1.4 井身質(zhì)量對打撈作業(yè)的影響

在深井作業(yè)過程中井身質(zhì)量對打撈作業(yè)成敗影響至關(guān)重要。特別是在井線軸向方位多變時，井深軌跡更加復雜，作業(yè)過程中如果井壁有質(zhì)量問題，更加加劇了打撈過程中，井壁對管柱的摩擦作用，加大了上下管柱的阻力。打撈過程中更加難以對井下真實情況的判斷和正確操作[4]。

2 深井打撈的注意事項

井下打撈施工的目的是使用修井工具將井內(nèi)工具、管柱等順利提出井筒。不同深度井打撈作業(yè)過程既有相通的地方，也存在諸多不同之處。在深井打撈中不但要使用普通深度井打撈的一些方法，還要根據(jù)不同深度和不同井的自身特點，采取一些特殊的打撈方法，基礎上還得注意以下幾個方面。

2.1 深井打撈活動解卡原則

（1) 深井上修時，修井設備優(yōu)選大噸位的修井機，打撈管柱優(yōu)選剛性較好的一級鉆桿。

（2）活動解卡作業(yè)施工前必須檢查好緊扣，確保安全。一旦在施工過程中出現(xiàn)脫口或者倒扣，或者在某一井段斷裂，就必須按照預定施工方案重新選擇合適的打撈工具。

（3) 打撈過程中，進行活動解卡允許的拉拔力要在一個設定的范圍內(nèi)進行，通常要根據(jù)井下工具、井深和作業(yè)現(xiàn)場情況測算，一旦超過設定的范圍就有可能出現(xiàn)拉斷或工具損傷現(xiàn)象。

（4) 解卡上提速度和力度要有序增大，不能用力過猛造成瞬時拉力過大，要時刻觀察載荷變化情況，必要時需要多次上下拉拔或是配合轉(zhuǎn)動解卡。

（5）深井打撈時優(yōu)先選擇具有可退功能的打撈工具，不可退的工具慎用，以免增加后續(xù)處理的難度。

（6) 深井洗井、沖砂作業(yè)時一般優(yōu)選反循環(huán)洗井的方式，必要時可以采用正反循環(huán)相結(jié)合洗井方法，確保將井筒內(nèi)的砂子、巖屑攜帶出井筒。

2.2 如何提高打撈成功率

首先，收集井下真實資料。修井作業(yè)最重要的就是弄清楚井下工具，管柱情況，包括工具類型、尺寸、深度的基礎資料，做到有的放矢才能正確選擇解卡方案。第二，優(yōu)化鉆具和入境工具。根據(jù)井下施工情況和工具類型選擇合適的打撈工具和輔助配套工具。在深井打撈作業(yè)中特別注意工具的配套性，一旦出現(xiàn)工具尺寸和型號不適合情況時很容易造成二次事故。第三，選擇合適修井液。根據(jù)井下情況和油藏信息選擇好適合類型的修井液，根據(jù)施工的具體情況，及時調(diào)整修井液的性能，從而確保施工的順利進行。第四，針對深井砂埋管柱的套銑、打撈作業(yè)，可采用連續(xù)套銑筒進行套銑、打撈作業(yè)，這樣可以大大的提高打撈的效率，節(jié)省大量的人力、物力、財力。

2.3 深井倒扣數(shù)據(jù)確定

倒扣時上提懸重的確定[5]見式（1）。

式中：Q——上提懸重，kN；

H——卡點深度，m；

G——在壓井液中每米管柱質(zhì)量，kg/ m；

Q——附加上提拉力。

常見平式油管倒扣圈數(shù)不超過20 圈，外加厚油管倒扣總?cè)?shù)不超過16 圈，鉆桿倒扣總?cè)?shù)不超過12 圈。

為了避免有時倒扣倒不開而需要強扭時將管柱扭斷，必須掌握允許扭轉(zhuǎn)圈數(shù)，其計算公式見式（2）。

式中：N——抗扭圈數(shù)，圈；

L——卡點以上管柱長，m；

G——鋼材剪切彈性系數(shù)，8.0×104MPa；

S——安全系數(shù)，取1.5；

D——管柱外徑，cm；

P——圓周率，3.14；

Rs——鋼材屈服強度，MPa。

一般情況下，Φ73mm 油管強扭每1000m 不超過9圈；Φ73mm 鉆桿強扭每1000m 不超過12 圈。

3 深井打撈井案例

3.1 AAA- 1 井落井管柱打撈

AAA- 1 井完鉆井深為3097m，人工井底為3079.76m，最大井斜28.66°，油層套管為Φ139.7mm套管。2020 年初進行壓裂作業(yè)，起壓裂管柱時發(fā)現(xiàn)壓力管柱脫落，安全接頭銷釘以下部分油管及工具落井，遂對落井管柱進行打撈，壓裂管柱見圖1。

圖1 AAA- 1 井壓裂管柱圖

（1）施工時下Φ62mm 筆尖，在井深2987.0m 遇阻，用密度為1.12g/ cm3，黏度為45Pa·s 的優(yōu)質(zhì)壓井液進行正沖砂，井段2987.0～2992.34m。沖砂時發(fā)現(xiàn)出口返出物僅見少量壓裂砂，分析為由于正洗井修井液攜砂能力較弱，沖洗的大量壓裂砂無法返出井筒，遂采取先正沖砂將砂子沖起，再反沖砂將砂子攜帶出井筒的方法進行沖砂作業(yè)，事實證明在針對深井沖砂作業(yè)時采取正反沖砂相結(jié)合的方式更容易將井底的砂子、碎屑等洗出井筒。

（2）采取套銑、磨銑、打撈、倒扣等相結(jié)合方式的方式打撈出BH- YK344- 114 封隔器以上部分落井管柱。

（3）在針對下步打撈時，分析落井管柱以被砂埋，直接打撈解卡的可能性比較小，決定采取套銑、打撈相結(jié)合的方式進行作業(yè)。由于井太深，為了減少井控風險及工作量，同時提高打撈的效率，于是決定先利用連續(xù)套銑筒進行套銑，后下φ62mm 可退撈矛進行打撈。套銑管柱結(jié)構(gòu)：Φ89mm 方鉆桿+Φ73mm 一級反扣鉆桿+φ116mm連續(xù)套銑筒（底帶Φ116mm×96mm 套銑頭）套銑參數(shù)：泵壓9MPa，鉆壓10 ～20kN，轉(zhuǎn)速50r/ min，排量600L/ min，井段：3004.25～3054.75m，后進尺減慢。徹底反循環(huán)洗井，將井筒內(nèi)砂子全部洗出井筒。打撈管柱結(jié)構(gòu)：Φ89mm 方鉆桿+Φ73mm 一級反扣鉆桿+ 扶正器+φ62mm 可退撈矛。洗井：用密度為1.12g/ cm3，黏度為45s 的優(yōu)質(zhì)壓井液大排量沖洗魚頂，加壓100kN，上提撈住落魚，打撈深度：3004.25m?；顒咏饪ǎ鹤畲筘摵?000kN，無效。倒扣：上提650kN（超管柱原懸重30kN），倒扣25 圈，開。懸重無明顯變化。起出撈出Φ73mmN80加厚油管5 根+ 調(diào)整短節(jié)+ 噴砂滑套。作業(yè)時，由于鉆具摩阻、浮力、拉力等相關(guān)因素的作用，倒扣作業(yè)時懸重很難判斷，所以倒扣時憑借當時作業(yè)的經(jīng)驗相應多提懸重再進行倒扣。后采取套銑打撈的方法撈出井筒內(nèi)全部落魚，下泵完井。

3.2 AAA- 2 井橋塞打撈

AAA- 2 井完鉆井深為3108m，人工井底為3080.536m，最大井斜45.54°，油層套管為139.7mm，大修的目的為撈橋塞，全井合注。

洗壓井、起原井。通井：下Φ73mm 一級反扣鉆桿+Φ116mm×1.20m 通井規(guī)通井至2802.91m 遇阻，加壓30kN 不過，起出通井規(guī)完好，無變形，驗證橋塞上部套管完好。打撈：下橋塞專用撈矛×0.30m+ 斷銷式洗井閥+液壓式震擊器+Φ73mm 一級反扣鉆桿至2802.50m，用密度為1.35g/ cm3無固相優(yōu)質(zhì)壓井液大排量沖洗魚頂，下放加壓50kN，上提撈住落物后震擊活動解卡最大負荷1000kN，開，撈出第一個橋塞。后面采用同樣的方式打撈出了第二個橋塞。

4 結(jié)語

深井打撈工作具有難度較高、風險較大的以及施工復雜的特點。深井修井作業(yè)，優(yōu)選較大噸位的修井機，確保修井動力的可靠性；對打撈鉆具進行有機組合，一方面要注意鉆具組合在強度，另一方面還要注意鉆具的懸重。此外對下井鉆具及工具進行準確的丈量，將深井打撈中出現(xiàn)的誤差情況降到最小，確保施工數(shù)據(jù)的精確性和準確性，為下步施工提供依據(jù)；對修井液的性能進行嚴密的檢測，安裝固控設備，降低修井液中所含的固體雜質(zhì)，同時也要根據(jù)施工情況對修井液的性能進行合理的調(diào)整確保壓井及修井的順利進行；認真分析落魚的情況，選擇合適的工具，完善組合工具，所選用的工具應具有可靠性高的特點，提高打撈的成功率；施工時積極總結(jié)思考，隨時完善施工中的各項參數(shù)，主要有負荷、洗井液密度、黏度、泵壓、排量等，準確判斷，適時修正。