付校飛(中海油田服務(wù)股份有限公司 天津 塘沽 300452)

一、引言

隨著油氣開(kāi)發(fā)的不斷深入,在井網(wǎng)密度越來(lái)越大,環(huán)保要求越來(lái)越高的形勢(shì)下,修井已成為整個(gè)油氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中一項(xiàng)必不可少的工作。在油氣井大修再完井作業(yè)中，套銑、通徑、切割、打撈等技術(shù)是處理遇卡管柱最常用的解卡手段；傳統(tǒng)的切割和打撈工藝一般都是每個(gè)作業(yè)步驟分開(kāi)進(jìn)行，施工周期長(zhǎng)，割撈一體化技術(shù)的應(yīng)用有效地解決了上述問(wèn)題。

二、切割及打撈原理

1.水力切割原理：水力式內(nèi)割刀是通過(guò)液壓推動(dòng)的力量從管子內(nèi)部切割管體的工具，由上接頭、彈簧、本體、刀體部件、活塞、噴嘴等組成。當(dāng)割刀下到預(yù)定切割位置時(shí)，開(kāi)泵循環(huán)，逐漸加大排量，液流經(jīng)過(guò)芯板上的噴嘴，產(chǎn)生壓力差，此壓力差使活塞克服彈簧阻力向下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)刀頭向外旋轉(zhuǎn)進(jìn)入切削狀態(tài)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)割刀就可進(jìn)行切割，在切割的同時(shí)緩慢加壓下放使刀片推出，直至將落物全部切斷。割斷落魚(yú)后，停泵，噴嘴產(chǎn)生的壓力消失，活塞在壓縮的彈簧作用下向上運(yùn)動(dòng)復(fù)位，刀頭向內(nèi)旋轉(zhuǎn)復(fù)位，割刀就能從井中取出[3]。

2.機(jī)械切割原理：當(dāng)割刀需要固定在套管孔內(nèi)時(shí)，正轉(zhuǎn)中心軸。由于摩擦塊和套管內(nèi)壁的摩擦阻力，摩擦扶正部分并不隨割刀中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在其內(nèi)部滑牙的嚙合作用下，摩擦扶正部分向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)錨定緩沖部分一起向上運(yùn)動(dòng)，并在斜面燕尾槽的作用下，錨定緩沖部分的卡瓦工作外徑逐漸擴(kuò)大，直到抵住套管內(nèi)壁。此時(shí)摩擦扶正部分內(nèi)部滑牙脫開(kāi)嚙合，下放割刀。割刀在卡瓦作用下固定在套管內(nèi)壁上。在下放割刀的同時(shí)，錨定緩沖部分相對(duì)向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)切削部分的刀片逐漸向外張開(kāi)，旋轉(zhuǎn)割刀就能進(jìn)行切割了。切割完畢，上提割刀，摩擦扶正部分和描定緩沖部分相對(duì)中心軸向下運(yùn)動(dòng)，直至抵住引錐，刀頭收回，卡瓦失去楔緊作用，于是割刀便可提出井外。

3.打撈工具作用原理：可退式撈矛是一種內(nèi)撈工具；由矛桿(芯軸)，圓卡瓦，引鞋，釋放環(huán)組成。圓卡瓦外徑略大于落物內(nèi)徑，進(jìn)入魚(yú)腔時(shí)，上提圓卡瓦產(chǎn)生徑向力，咬住落魚(yú)內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)打撈。當(dāng)遇卡需要退出撈矛時(shí)，給矛芯軸一定的下?lián)袅?，使圓卡瓦與芯軸上的鋸齒形螺紋脫開(kāi)，再正轉(zhuǎn)鉆具2—3圈，圓卡瓦與芯軸產(chǎn)生相對(duì)位移，促使圓卡瓦沿芯軸鋸齒形螺紋向下運(yùn)動(dòng)與釋放環(huán)端面接觸，上提鉆具時(shí)不產(chǎn)生徑向力，圓卡瓦隨芯軸退出落魚(yú)。通過(guò)對(duì)撈矛下部導(dǎo)錐的改造，實(shí)現(xiàn)割撈一體作業(yè)。

三、機(jī)械割撈一體化技術(shù)

1.優(yōu)缺點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)：由于割刀的摩擦塊及卡瓦的扶正的作用，使用該技術(shù)切割穩(wěn)定性好、成功率較高；割刀不受到井筒內(nèi)修井液清潔程度、泥漿泵穩(wěn)定性等因素的影響。（2）不足：切割過(guò)程中加壓送鉆對(duì)司鉆的操作要求高，加壓過(guò)多容易造成刀刃崩落切割失敗；由于受到割刀結(jié)構(gòu)和尺寸的限制，無(wú)法穿過(guò)封隔器的密封筒去切割下一層盲管（穿過(guò)小內(nèi)徑切割較大內(nèi)徑的篩盲管）。

2.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

（1）某井，油層套管為 7"、29ppf、N-80套管，最大井斜38.6°、人工井底1901m；防砂段深度為1539.43m-1758.73m。在對(duì)防砂段內(nèi)腔的沖砂過(guò)程中，發(fā)生卡鉆，經(jīng)過(guò)一次化學(xué)切割倒扣打撈將防砂段以上落魚(yú)撈出。目前魚(yú)頂為2-7/8”SNU油管公扣，深度為1608.4m。防砂段內(nèi)還剩余116m的落魚(yú)被卡鉆。由于防砂段最小內(nèi)徑為3.25”，無(wú)法對(duì)落魚(yú)進(jìn)行套銑，只能使用機(jī)械割撈一體技術(shù)，對(duì)落魚(yú)進(jìn)行分段切割打撈。打撈管柱組合：2-7/8”機(jī)械式內(nèi)割刀+空心抽油桿+變扣+2-3/8”鉆桿+變扣+可退撈矛(配2.441”矛瓦)+3-1/2"短鉆桿+4-3/4”震擊器+3-1/2"短鉆桿。處理過(guò)程：測(cè)上提/下放懸重為26/22T、空轉(zhuǎn)扭矩為1.3KN·m。機(jī)械切割作業(yè)：切割深度為1633.36m，轉(zhuǎn)速20～25Rpm、扭矩1.0～1.9KN·m、鉆壓0.1T；切割時(shí)間40min（切割25min后扭矩減小為1.0～1.3KN·m）。停轉(zhuǎn)盤(pán)，上提管柱將割刀收回后緩慢下放至打撈位置，下壓1T，上提有過(guò)提顯示，待抓牢后在20～45T之間活動(dòng)6次，最后一次上提至42T后懸重忽降至28T，繼續(xù)上提，懸重恢復(fù)為原上提懸重。本趟撈獲2-7/8"SNU油管4根，總長(zhǎng)38.2m。最后反復(fù)使用割撈一體技術(shù)對(duì)落魚(yú)實(shí)行分段切割打撈，最終將落魚(yú)全部撈出。

（2）某井，油層套管為9-5/8"、40ppf、N-80套管，該井最大井斜為63.7°；落魚(yú)為6-5/8”金屬網(wǎng)布優(yōu)質(zhì)篩管（本體最大外徑為 191mm、內(nèi) 徑 150.2mm），落 魚(yú) 深 度 在 1850.35m-1866.75m。由于篩管外徑較大，加上井斜等因素的影響只能先對(duì)該段篩盲管進(jìn)行分段套銑，然后使用割撈一體技術(shù)進(jìn)行切割打撈。打撈管柱組合：7”機(jī)械內(nèi)割刀（本體外徑Ф138mm，最大切割外徑Ф198mm）+變扣+3-1/2"鉆桿+變扣+可退撈矛(配5.95”矛瓦)+變扣+3-1/2"短鉆桿+6-1/2″震擊器+3-1/2"短鉆桿。處理過(guò)程：到位后測(cè)上提/下放懸重為30T/20T、空轉(zhuǎn)為50（無(wú)量綱）。機(jī)械切割6-5/8"篩管本體，切割深度：1856.65m（魚(yú)頂以下1m）。施工參數(shù)：轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速10-15Rpm、扭矩40-70、鉆壓0.1T，切割時(shí)間1.5h。切割結(jié)束后，停轉(zhuǎn)盤(pán)，上提管柱將割刀收回后緩慢下放至打撈位置，加壓2T，上提管柱至旋重70T后解卡，繼續(xù)上提懸重穩(wěn)定在30-32T；多次嘗試將管柱下放至打撈位置并反轉(zhuǎn)3圈，上提懸重增加不明顯。起出管柱撈出6-5/8"篩管短節(jié)1根，長(zhǎng)6.02m。使用套銑配合割撈一體技術(shù)，最終將井下的大篩管全部撈出。

四、水力割撈一體化技術(shù)

1.優(yōu)缺點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)：操作相對(duì)簡(jiǎn)單、切割范圍大，可使用該技術(shù)穿過(guò)封隔器的密封筒先對(duì)下一層的盲管進(jìn)行切割后再回收封隔器；能最大限度的規(guī)避倒扣打撈將封隔器倒散或者是倒不開(kāi)的風(fēng)險(xiǎn)。（2）不足：相比機(jī)械割撈一體技術(shù)切割的穩(wěn)定性相對(duì)差一些，切割過(guò)程中受泥漿泵穩(wěn)定性的影響較大；由于水力切割工具水眼小，在出砂井大修中容易堵塞造成切割不成功；對(duì)井筒內(nèi)及地面修井液清潔程度要求較高。

2.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

某大修井需要打撈出全部篩盲管及封隔器，該井油層套管為9-5/8"、40ppf、N-80套管，該井最大井斜為：32.9°、人工井底1439.98m。井下落魚(yú)為7”蒼南優(yōu)質(zhì)篩管分五層簡(jiǎn)易防砂，防砂段最小內(nèi)徑為4.75”。目前魚(yú)頂為切割后的5-1/2”盲管本體，深度為1216.08m。使用割撈一體技術(shù)穿過(guò)下一層封隔器的密封筒，先對(duì)密封筒以下的7”盲管進(jìn)行切割，然后一次就撈出兩層防砂管柱。打撈管柱組合：4-1/2”水力內(nèi)割刀（最大切割外徑為204mm）+2-7/8"正扣鉆桿7根+可退式撈矛（配6.184”矛瓦）+3-1/2"短鉆桿+6-1/2”震擊器+3-1/2”短鉆桿 +3-1/2"正扣鉆桿。處理過(guò)程：下鉆到位后測(cè)上提下放懸重：63klbs/60klbs、正轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)扭矩為20（無(wú)量綱）。水力切割盲管，切割深度為1278.85m。施工參數(shù)：排量10-25m3/h，泵壓3-6MPa，扭矩20-30（無(wú)量綱），累計(jì)切割90min。切割結(jié)束后，停轉(zhuǎn)盤(pán)緩慢上提下放驗(yàn)切割位置，有明顯刮卡現(xiàn)象。繼續(xù)下放管柱至打撈位置，下壓5klbs，上提有過(guò)提顯示，在25klbs-125klbs之間上下活動(dòng)管柱，震擊5次后解卡成功。起出打撈管柱，撈獲篩盲管及隔離封隔器累計(jì)62.77m。

結(jié)論

1.使用普通修井機(jī)對(duì)大斜度井和深井進(jìn)行修大修作業(yè)時(shí)；可能存在扭矩變化不明顯等影響因素，一次需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合判斷。

2.對(duì)于出砂嚴(yán)重的井，需要提前對(duì)防砂段內(nèi)腔進(jìn)行清理后才能保證割撈一體管柱能下到位，切割后能順利下放管柱進(jìn)行打撈。

[1]羅超,陳喜河,張衛(wèi)賢等.套銑穿越打撈一體化技術(shù)的研究和應(yīng)用[J].油氣井測(cè)試,2012,21(4):44～46.

[2]徐成鈞.井下作業(yè)修井技術(shù)現(xiàn)狀及新工藝的優(yōu)化[D].東北石油大學(xué)2010.

[3]吳奇主編.井下作業(yè)工程師手冊(cè)[M].石油工業(yè)出版社,2002.