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      AE3平26井砂卡管柱打撈處理工藝

      2014-04-23 01:27:46馬昌慶余東合田印忠王建國(guó)王云輝
      石油鉆采工藝 2014年3期
      關(guān)鍵詞:打撈工具落物加厚

      馬昌慶 余東合 王 濤 田印忠 王建國(guó) 王云輝

      (1.華北油田公司采油工程研究院,河北任丘 062552;2.渤海鉆探測(cè)試公司,河北廊坊 065007;3.渤海鉆探井下作業(yè)公司,河北任丘 062552;4.華北油田公司采油一廠(chǎng),河北任丘 062552)

      近年來(lái),水平井以其有效提高單井產(chǎn)量、降低油氣井綜合開(kāi)采成本,提高開(kāi)發(fā)效益等優(yōu)勢(shì),在華北油田低滲透油藏開(kāi)發(fā)中取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。然而,隨著水平井?dāng)?shù)量的不斷增加,水平井的修井問(wèn)題越來(lái)越突出。由于井眼軌跡的特殊性,在打撈作業(yè)上存在一定難度。AE3平26井采用雙封拖動(dòng)壓裂工藝進(jìn)行壓裂改造,在第2段壓裂過(guò)程中發(fā)生壓裂管柱斷脫,落物包括連接油管及噴砂器、下封隔器、導(dǎo)向球座,總長(zhǎng)21.38 m。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)制作專(zhuān)用工具,優(yōu)化鉆具組合,最終將井內(nèi)落物成功撈出。

      1 概況

      AE3平26井是1口開(kāi)發(fā)水平井,采用二開(kāi)井身結(jié)構(gòu),水平段長(zhǎng)438 m,完井方式為套管固井射孔完井,水平段套管外徑為139.7 mm,套管內(nèi)徑為121.26 mm。

      該井采用雙封拖動(dòng)壓裂工藝,分6段壓裂施工。第2段壓完,起出井內(nèi)油管,發(fā)現(xiàn)上封隔器上部的水力錨12只錨瓦牙全部磨平,水力錨上部50余根?73.02 mm N80外加厚油管螺旋彎曲變形。上封隔器下端的第1根N80外加厚油管在公扣端本體與加厚過(guò)渡處呈塑性拉伸斷裂。井內(nèi)落物總長(zhǎng)21.38 m:斷油管+完整油管1根+噴砂器+下封隔器+導(dǎo)向球座。下油管底帶油管鞋沖砂至魚(yú)頂。探魚(yú)頂,發(fā)現(xiàn)落魚(yú)下行30 m后,卡滯于已壓完的第1段頂部以上1.3 m處(圖1)。

      圖1 落井管柱及工具

      2 施工難點(diǎn)分析

      (1)井內(nèi)工況復(fù)雜。通過(guò)對(duì)井內(nèi)已起出的管柱分析,下封隔器斷脫是在第2段壓裂過(guò)程中發(fā)生的。井內(nèi)管柱經(jīng)過(guò)高壓大排量壓裂施工后損壞嚴(yán)重,壓裂砂可能填滿(mǎn)套管與落井管柱之間的間隙,并且落井管柱內(nèi)腔的壓裂砂較多,活動(dòng)解卡可能性較小。

      (2)落物魚(yú)頂不規(guī)則且內(nèi)通道變形。落物魚(yú)頂為長(zhǎng)度不足0.1 m斷油管頭,由于塑性伸長(zhǎng),斷口內(nèi)通徑不到52 mm,且斷面不規(guī)則。斷口下端的油管接箍外徑為93 mm,套管內(nèi)徑為121.26 mm,環(huán)空間隙小。由于落物處于水平段內(nèi),地面扭矩?zé)o法有效傳遞到井下,易造成井下事故復(fù)雜化。

      (3)工具外徑大,套銑難度高。噴砂器外徑為108 mm,封隔器外徑為115 mm,套銑工具與套管間隙小,并且在套銑過(guò)程中,由于環(huán)空流體速度上下偏差很大,在套銑筒與套管壁貼靠位置的流速很低,修井液攜帶碎屑的能力大大降低,易導(dǎo)致套銑管柱被卡。

      3 打撈方案的制定和配套工具設(shè)計(jì)

      3.1 打撈方案的制定和管柱的選擇

      考慮到落井管柱發(fā)生在壓裂加砂階段,套管與管柱之間的環(huán)空間隙及管柱內(nèi)腔中充滿(mǎn)壓裂砂,設(shè)計(jì)打撈方案如下。

      (1)用斷油管密封對(duì)接器與井內(nèi)落井管柱進(jìn)行密封對(duì)接,建立起循環(huán)通道,反循環(huán)洗井。管柱組合:斷油管密封對(duì)接器+?73.02 mm外加厚油管短節(jié)+?73.02 mm外加厚油管至井口。

      (2)用打撈?93 mm接箍的可退撈筒打撈井內(nèi)油管接箍。管柱組合:可退撈筒+加長(zhǎng)筒+轉(zhuǎn)換接頭+安全接頭+上擊器+?73.02 mm外加厚油管短節(jié)+ ?73.02 mm外加厚油管至井口。

      (3)下套子磨鞋修魚(yú)頂。管柱組合:套子磨鞋+螺桿鉆+?73.02 mm外加厚油管短節(jié)+?73.02 mm外加厚油管至井口。

      (4)用打撈?73.02 mm油管內(nèi)腔的提放式倒扣撈矛打撈井內(nèi)油管。管柱組合:提放式倒扣撈矛+反扣上擊器+?73.02 mm反扣鉆桿至井口。

      (5)根據(jù)倒扣結(jié)果,選擇合適打撈工具進(jìn)行沖砂、倒扣,直至撈出井內(nèi)所有管柱。

      3.2 配套打撈工具的設(shè)計(jì)

      根據(jù)制定的打撈方案,設(shè)計(jì)了斷油管密封對(duì)接器、套子磨鞋、液壓加壓器等多種特殊的修井工具。

      3.2.1 斷油管密封對(duì)接器 該工具的作用是將打撈管柱與井內(nèi)被砂埋的斷油管對(duì)接密封,以建立起打撈管柱與井內(nèi)落物之間的循環(huán)通道,結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。其密封總成與井內(nèi)斷油管茬口實(shí)現(xiàn)對(duì)接密封,利用泵車(chē)大排量反洗井,洗井液通過(guò)油套環(huán)形空間,經(jīng)過(guò)落井管柱與套管之間的環(huán)形空間,下行至噴砂器,通過(guò)噴砂器的噴砂口進(jìn)入落井油管內(nèi)腔,經(jīng)密封對(duì)接器,沿打撈油管內(nèi)腔返到地面,從而將井筒內(nèi)與油管內(nèi)腔中的壓裂砂沖出。

      圖2 斷油管密封對(duì)接器

      3.2.2 套子磨鞋 針對(duì)水平井特點(diǎn)設(shè)計(jì)研制了專(zhuān)用的套子磨鞋,通過(guò)護(hù)罩保護(hù)前端裸露合金,具有易于導(dǎo)引魚(yú)頭,磨銑過(guò)程中防損傷套管的特點(diǎn)。

      圖3 套子磨鞋

      3.2.3 液壓加壓器 水平井因管柱與套管內(nèi)壁發(fā)生多點(diǎn)接觸等因素的影響,其施加的載荷大部分用于克服管柱與套管之間的摩擦力,管柱載荷傳遞效果差。液壓加壓器的作用是改變打撈管柱的施力方式,通過(guò)液壓方式對(duì)打撈工具施加推力,使打撈工具順利抓撈井內(nèi)落物。液壓加壓器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4,由多級(jí)液壓缸組成,通過(guò)打壓,推動(dòng)液缸產(chǎn)生水平推力,從而解決水平段推力的傳遞問(wèn)題。

      圖4 液壓加壓器

      4 打撈工藝設(shè)計(jì)及技術(shù)要求

      鑒于處理技術(shù)難點(diǎn)及工藝措施分析,制定如下措施及技術(shù)要求。

      (1)密封對(duì)接原井管柱,建立循環(huán)通道。下油管底帶專(zhuān)用的斷油管密封對(duì)接器與落井管柱進(jìn)行對(duì)接密封,使落井管柱建立起循環(huán)通道。利用泵車(chē)大排量洗井將井筒內(nèi)的沉砂洗出。若洗不通,則反復(fù)進(jìn)行激動(dòng)沉砂,疏松落井管柱周邊的沉砂,從而建立循環(huán)通道。

      (2)打撈落井管柱油管接箍。下入可退撈筒+上擊器,外撈落井管柱油管接箍,撈獲后活動(dòng)震擊解卡,不能解卡,則退出撈筒,起出打撈管柱。

      (3)修魚(yú)頭。下螺桿鉆底帶套子磨鞋,對(duì)不規(guī)則斷油管茬口進(jìn)行修磨,開(kāi)放內(nèi)撈通道。

      (4) 打撈落井管柱油管內(nèi)腔。用反扣鉆桿底帶反扣上擊器+提放式倒扣撈矛,內(nèi)撈落井管柱油管內(nèi)腔,撈獲后活動(dòng)震擊解卡,不能解卡,則倒扣,起出打撈管柱。

      (5) 沖砂,倒扣。根據(jù)倒扣結(jié)果,選擇合適打撈工具進(jìn)行沖砂、倒扣,直至撈出井內(nèi)所有管柱。

      5 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

      (1)下入斷油管密封對(duì)接器,待管柱到位后,下放管柱并加壓150 kN,確保井內(nèi)管柱一次可靠密封對(duì)接。

      (2)地面連接泵車(chē)及罐車(chē),進(jìn)行反循環(huán)洗井。剛開(kāi)始泵壓升至25 MPa時(shí),油管出口返出排量< 5 L/m in;在另一端套管閘門(mén)接一條放噴管線(xiàn),當(dāng)泵壓升至25 MPa時(shí)停泵,將另一端套管閘門(mén)打開(kāi),快速放噴。反復(fù)操作后,油管出口返出排量逐漸增大。當(dāng)油套逐漸洗通后,將排量升至400 L/m in以上,2倍井容洗井。

      (3)下入可退撈筒管柱,待管柱距離魚(yú)頂5 m時(shí),開(kāi)泵沖洗魚(yú)頂,邊沖邊下放。管柱到位后,下放管柱至140 kN,加壓50 kN,上提至310 kN,上擊器震擊。反復(fù)操作,載荷突降為220 kN。上提管柱,掛卡嚴(yán)重。起了3根油管后,懸重恢復(fù)正常。起出管柱,發(fā)現(xiàn)未撈出井內(nèi)落物,檢查撈筒卡瓦處于釋放狀態(tài)且卡瓦前端有磨損痕跡。

      (4)更換卡瓦后,重新下入可退撈筒管柱,將上擊器換為液壓加壓器。具體管柱結(jié)構(gòu)為:可退撈筒+安全接頭+液壓加壓器+ ?73.02 mm外加厚油管短節(jié)+?73.02 mm外加厚油管至井口。待管柱距離魚(yú)頂50 m時(shí),開(kāi)泵,邊沖邊下放,遇阻后,下放管柱至100 kN,加壓90 kN,提高泵壓至8 MPa,緩慢上提,懸重最高升至370 kN后恢復(fù)正常。提出井內(nèi)打撈管柱,成功撈出全部井內(nèi)落物。

      6 結(jié)論

      (1)落井管柱在水平段被砂埋,設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的斷油管密封對(duì)接器,建立起落井管柱的循環(huán)通道,利用修井液將井筒內(nèi)的沉砂攜帶出來(lái),為后續(xù)施工打下良好的基礎(chǔ)。

      (2)采用液壓方式對(duì)水平井內(nèi)落井管柱進(jìn)行打撈,通過(guò)液壓加壓器對(duì)井內(nèi)落物施加有效的鉆壓,解決了打撈管柱受井斜影響鉆壓傳遞困難的難題。

      (3)對(duì)水平井內(nèi)落物的打撈,在落物尺寸允許的條件下,盡量選用提放式可退打撈工具,便于打撈工具順利退出,有效預(yù)防可能出現(xiàn)的井下復(fù)雜情況。

      [1] 周全興.鉆采工具手冊(cè)[M].北京:科學(xué)出版社, 2000.

      [2] 萬(wàn)仁溥,羅英俊.采油技術(shù)手冊(cè)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1989.

      [3] 富玉海,王風(fēng)銳,董連剛,等.澤10-70X井雙層砂卡管柱打撈處理工藝[J].石油鉆采工藝,2009,31(S2):137-139.

      [4] 葉金勝,郝金克,賈慶升,等.勝利油田水平井防砂管柱打撈技術(shù)[J].石油機(jī)械,2002,30(9):40-42.

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