水平井可取式滑套打撈技術(shù)的研究與試驗(yàn)

章 偉

長(zhǎng)江大學(xué)，湖北荊州 434000

0 引言

水平井與多級(jí)分段壓裂工藝的突破為超低滲油藏的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，但這類工藝常見問(wèn)題是很多井排液期間難以將壓裂小球返出，加上投球滑套內(nèi)徑逐級(jí)縮小的設(shè)計(jì)，一旦地層出砂，將導(dǎo)致水平段堵塞，使油井降產(chǎn)或停產(chǎn)。常規(guī)投球滑套打撈技術(shù)管柱存在不能打撈所有滑套，施工周期長(zhǎng)等方面問(wèn)題。我們針對(duì)存在的問(wèn)題，研究了“水平井可取式滑套打撈技術(shù)”，我們?cè)诩t河油田試驗(yàn)應(yīng)用證明，該技術(shù)用于作業(yè)打撈的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。

1 結(jié)構(gòu)原理

可取式滑套見圖1，它與油田常規(guī)投球滑套結(jié)構(gòu)原理基本相同，均屬于水平井分段壓裂配套工具中的關(guān)鍵部分，用于建立預(yù)制管柱和地層之間的流通通道，從而進(jìn)行壓裂施工，其原理是在地面將低密度復(fù)合球送至球座位置，加壓剪斷銷釘，壓力推動(dòng)小球及滑套下行，鎖環(huán)鎖住滑套和球座，露出外套孔眼，為壓裂提供條件。但可取式滑套與投球滑套的不同之處在于，可取式滑套的頂部屬于內(nèi)卡瓦式設(shè)計(jì)，可以在分層壓裂結(jié)束后，使用連續(xù)有管下入內(nèi)卡打撈器將滑套及低密度球撈出。不僅如此，每一枚可取式滑套的底部設(shè)計(jì)與內(nèi)卡打撈器的底部設(shè)計(jì)相同，這就使得井內(nèi)各級(jí)滑套可以“首尾相連”，能夠?qū)崿F(xiàn)一趟管柱撈出所有井內(nèi)滑套。打撈前，可取式滑套彈片抱緊滑套臺(tái)階，彈片凸起部分固定于外套內(nèi)槽中，將可取式滑套固定于水平段中，當(dāng)卡瓦打撈頭加壓進(jìn)入魚頸后，上提將臺(tái)階以上部分拉出，彈片回收，此時(shí)可取式滑套脫離滑套外套被提出，再次下入時(shí)，滑套臺(tái)階處頂住已收縮的彈片下入，依次撈取每只滑套。

圖1 可取式滑套結(jié)構(gòu)圖

2 打撈作業(yè)施工步驟

2.1 工具連接

打撈工具組合（自下而上）：打撈器0.77m（Φ=92mm）+變扣0.1m（Φ=79.7mm）+馬達(dá)頭總成0.79m（Φ=73mm）+變扣0.18m（Φ=79.7mm）+錨釘式連接器0.24m（Φ=79.7mm），工具總長(zhǎng)2.08m

a.鉚釘式連接器：通過(guò)鉚釘把連續(xù)油管與連接器錨定在一起，下端是螺紋連接，具有內(nèi)孔壓力密封，安裝拆卸簡(jiǎn)便，可傳遞較大扭矩等優(yōu)點(diǎn)。

b.馬達(dá)頭總成：由雙瓣單流閥、液壓丟手和雙作用循環(huán)閥三個(gè)單元組成，是保障入井工具安全作業(yè)的必備工具組合，具有結(jié)構(gòu)緊湊，能承受較大扭矩，安全高效能特點(diǎn)。

c 卡瓦打撈器：是可取式橋塞的專用打撈工具，螺紋連接，帶有扶正裝置，方便用于水平段打撈，具有安裝拆卸方便，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

2.2 施工準(zhǔn)備

a.連續(xù)油管的選取：采取連續(xù)油管進(jìn)行滑套打撈作業(yè)，首先要選取合適尺寸及長(zhǎng)度的連續(xù)油管。通常來(lái)說(shuō)，打撈滑套對(duì)連續(xù)油管尺寸并無(wú)特別要求，不存在需要小直徑的連續(xù)油管通過(guò)小內(nèi)徑段的情況，因此連續(xù)油管的選取，只與施工時(shí)所需排量有關(guān)；根據(jù)2012年4口打撈施工井的實(shí)際情況而言，4.5in套管內(nèi)進(jìn)行打撈作業(yè)，1.5in 連續(xù)油管很難達(dá)到施工要求，泵壓過(guò)高，施工風(fēng)險(xiǎn)過(guò)大，因此一般需選擇1.75in 連續(xù)油管（在長(zhǎng)度滿足的情況下）。

b.現(xiàn)場(chǎng)其他設(shè)備的配備：現(xiàn)場(chǎng)需配備泵車一臺(tái)，需提供至少300L/min -400L/min 的排量；現(xiàn)場(chǎng)同樣根據(jù)實(shí)際情況，可能會(huì)配備液氮泵車，作為泵注時(shí)提供液氮，形成沖砂液與液氮混合體，提高清除井內(nèi)及滑套積沙的效果；現(xiàn)場(chǎng)還需要根據(jù)井內(nèi)需打撈滑套的個(gè)數(shù)，配備2.3 打撈滑套

在下入滑套打撈工具后，由于水平段和滑套處，可能均有不同程度的積沙情況存在，因此泵注一定排量的液體或液體與液氮混合物，來(lái)清除井內(nèi)積沙，為下一步的滑套打撈和成功提出滑套創(chuàng)造有利條件，應(yīng)注意的是，在進(jìn)行泵注時(shí)，應(yīng)確保反排口以合適流量放壓，以保證井內(nèi)壓力的平衡。在正循環(huán)清除滑套上方積沙和雜物后，則需上提工具數(shù)m，準(zhǔn)備進(jìn)行打撈；打撈時(shí)，對(duì)操作手要求較高，需以較高速度下放連續(xù)油管，并加壓要求噸位（一般為2 t-8t，過(guò)高則有損壞連續(xù)油管的危險(xiǎn)），加壓后，上提連續(xù)油管，此時(shí)觀察指重表，可發(fā)現(xiàn)上提噸位大幅增加，此現(xiàn)象表明，打撈工具卡瓦已成功與滑套連接固定，（上提噸位一般為2t-15 t，為正常上提噸位），上提數(shù)m 后，需繼續(xù)下放打撈工具，嘗試通過(guò)原滑套位置，確認(rèn)滑套是否成功脫離原位，若能成功通過(guò)原滑套位置，則說(shuō)明滑套已成功撈獲。由于滑套下方同為打撈卡瓦型設(shè)計(jì)，因此在成功撈獲一級(jí)滑套后，可直接繼續(xù)下放連續(xù)油管，進(jìn)行下步2.4 提出滑套

在成功撈獲滑套后，上提連續(xù)油管及工具，應(yīng)注意的是，此時(shí)上提的懸重比正常懸重應(yīng)有一定程度的增加，（數(shù)值較小，一般為1t-2t）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，上提時(shí)應(yīng)控制速度，過(guò)快則有脫落滑套的可能。

3 試驗(yàn)情況

目前，紅河油田水平井開發(fā)多采用裸眼分段壓裂完井技術(shù)，該技術(shù)將完井管柱和壓裂管柱一起下入，采用雙向錨定懸掛封隔器，擴(kuò)張式裸眼封隔器，壓差式開啟滑套，投球式噴砂滑套等入井工具，用裸眼封隔器對(duì)水平段實(shí)施橫向選擇性分段隔離，進(jìn)而采取第一段打壓打開壓差滑套，后幾段投入外徑遞增的低密度符合球打開噴嘴滑套，依次進(jìn)行相應(yīng)的壓裂施工。該技術(shù)十分適合在紅河油田試驗(yàn)應(yīng)用。

3.1 首次試驗(yàn)成功

我們應(yīng)用該技術(shù)在 HH37P32 井打撈作業(yè)試驗(yàn)，第一次使用連續(xù)油管攜帶打撈工具打撈滑套的作業(yè)，共需打撈5 級(jí)滑套，并疏通井筒至壓差滑套處（2635m）。

滑套打撈工具組合（自上而下）：連續(xù)油管連接器（0.24m Φ=79.38mm）+變 絲（0.18m Φ=79.38mm）+馬 達(dá) 頭 總 成（0.75mΦ=79.38mm）+變 絲（0.14m Φ=79.38mm）+打 撈 器（0.77mΦ=95.25mm）工具總長(zhǎng)：2.08m。在開始進(jìn)行作業(yè)后，由于工具無(wú)法通過(guò)井口大四通處，則需要先進(jìn)行防噴排液再進(jìn)行打撈作業(yè)。

防噴排液后，下入打撈工具，于1950m 處開泵循環(huán)，實(shí)施2195.66m，2288.67m，2360m，2453.55m，2556.84m 共5 級(jí)滑套打撈作業(yè)，加壓2t-4t，上提11.5t-17.5t，5 級(jí)滑套均成功打撈并通過(guò)，下至2626m（壓差滑套）處循環(huán)沖洗10min 后上提，期間泵車排量300l/min，泵壓26.4 MPa-32MPa，用液77m3，液氮6m3，井口無(wú)陶粒砂及雜質(zhì)返出。

上提工具出井后，發(fā)現(xiàn)成功撈獲4 枚滑套，第5 枚脫落。經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，第4 枚滑套底部卡瓦有明顯的磨損跡象，估計(jì)為第5 枚脫落的主要原因，更換打撈工具后經(jīng)過(guò)2 次嘗試，成功撈獲第5 枚滑套，首次試驗(yàn)成功。

2012 年12 月我們?cè)贖H12P102 井打撈作業(yè)，進(jìn)行該井2級(jí)滑套打撈作業(yè)。該井同樣選取1.75in 連續(xù)油管，并且只采取泵注液體，不混合液氮的方式進(jìn)行作業(yè)。第一級(jí)滑套打撈3.2后續(xù)試驗(yàn)存在問(wèn)題

1）首次試驗(yàn)成功后，2012 年11 月我們?cè)贖H12P51 井打撈作業(yè)，進(jìn)行該井6 級(jí)滑套打撈作業(yè)，初期選取1.5in 連續(xù)油管進(jìn)行作業(yè)，進(jìn)行嘗試后，未能成功撈獲滑套，且期間泵壓達(dá)到60MPa，為提高打撈效率同時(shí)避免風(fēng)險(xiǎn)，更換1.75in 連續(xù)油管進(jìn)行下步作業(yè)。反復(fù)嘗試打撈3 次仍未能成功打撈第四級(jí)滑套；上提連續(xù)油管打撈工具至井口，未能成功撈出第五級(jí)、第六級(jí)滑套。后不再使用液氮泵注，再次嘗試打撈，無(wú)法通過(guò)第四級(jí)滑套，提出工具后，仍無(wú)法成功撈獲滑套。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)懸重情況來(lái)看，最初兩級(jí)滑套已成功撈獲（打撈后能通過(guò)原滑套位置），但是在繼續(xù)打撈或上提工具的過(guò)程中，工具卡瓦固定不牢，導(dǎo)致滑套脫落，打撈失敗。根據(jù)分析，有可能為滑套與卡瓦連接處磨損嚴(yán)重，固定不牢。

2）2012 年12 月我們?cè)贖H12P56 井打撈作業(yè)，進(jìn)行該井6級(jí)滑套打撈作業(yè)，選取1.75in 連續(xù)油管，并采取直接泵注液體，不混合液氮的方式進(jìn)行作業(yè)。更換打撈工具后，再次反復(fù)嘗試，但是仍未成功打撈滑套。更換打撈矛后，緩慢下放連續(xù)油管及打撈矛至2200m，泵車以300L/min-400 L/min 排量正循環(huán)開泵向井內(nèi)注入壓裂液，泵壓25MPa～37MPa，下放打撈矛至2262.29m，確定為第六級(jí)滑套位置，加壓2t-11t 實(shí)施打撈，反復(fù)嘗試打撈31 次仍未能成功打撈滑套；上提打撈工具至井口并檢查打撈矛，打撈矛卡瓦牙有明顯擠壓變形痕跡。

通過(guò)分析，該井打撈失敗原因與HH12P51 井失敗原因不同，HH12P51 井為滑套撈獲后脫落，而56 井的情況是打撈工具無(wú)法與滑套連接固定，根本無(wú)法撈獲，兼更換打撈矛后，在加壓11t 的情況下仍然沒(méi)有效果，反而出現(xiàn)了打撈矛變形的現(xiàn)象，這表明滑套在井內(nèi)處于一些原因，出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的磨損或變形，導(dǎo)致失去打撈條件，從而進(jìn)一步導(dǎo)致了打撈失敗。

3.3 試驗(yàn)存在問(wèn)題分析

從作業(yè)實(shí)際情況以及與技術(shù)人員交流，可以分析得出：在打撈過(guò)程中，泵注介質(zhì)只是為了起到積沙的作用，因此是否拌注液氮并不能對(duì)打撈起到?jīng)Q定性的作用，而何時(shí)開泵，是否停泵，也需要根據(jù)具體施工內(nèi)容來(lái)判斷。決定打撈是否成功的決定性因素，應(yīng)為滑套本身狀態(tài)是否符合打撈要求，即滑套是否變形、卡瓦是否磨損或損壞。如HH12P51 和HH12P56 井，均基本上判斷為滑套問(wèn)題導(dǎo)致未能成功撈獲。根據(jù)這幾次作業(yè)綜合來(lái)看，每個(gè)滑套的打撈過(guò)程，一般第一次打撈最為重要，如果未能撈獲，則重復(fù)打撈成功的可能性較低。打撈過(guò)程加壓一般以2t-6t 為宜，既可以滿足打撈要求，也不至于對(duì)連續(xù)油管產(chǎn)生較大的損害或危險(xiǎn)。打撈上提過(guò)程中，雖然技術(shù)人員認(rèn)為上提速度不會(huì)導(dǎo)致滑套脫落，但是根據(jù)實(shí)際情況判斷，速度過(guò)快的情況下，如遇到復(fù)雜情況，如水平段積沙致卡，則不容易及時(shí)操作控制，如上提力過(guò)大，則易導(dǎo)致滑套脫落，因此應(yīng)在上提過(guò)程中應(yīng)控制速度。一次性打撈多級(jí)滑套成功率并不高，可以采取一次打撈2 個(gè)-3 個(gè)滑套的方式進(jìn)行作業(yè)，提高打撈的成功率。

4 結(jié)論

4.1 試驗(yàn)是成功的

“水平井可取式滑套打撈技術(shù)”在紅河油田試驗(yàn)應(yīng)用證明：可取式滑套相較常規(guī)投球滑套而言，有著較大的優(yōu)勢(shì)。首先，壓裂后，在防噴排液前可非常效率的將滑套打撈出井，只需一次管柱就可打撈所有滑套，因此在縮短施工周期，疏通井筒等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)也避免了后期如果產(chǎn)量下降，而需鉆掃滑套的相關(guān)作業(yè)程序。

4.2 可取式滑套的缺點(diǎn)

根據(jù)已完成的打撈作業(yè)，可知，一次成功打撈多級(jí)滑套成功率不高，可能需要多次重復(fù)打撈，才能撈獲全部滑套。而如果出現(xiàn)滑套變形、磨損、損壞的現(xiàn)象，則打撈成功率非常低，且難于處理。采取可取式滑套，在壓裂之后無(wú)法及時(shí)防噴排液，進(jìn)行下步求產(chǎn)。

4.3 遇到無(wú)法撈出的滑套可以采取的辦法

從目前情況而言，打撈失敗的情況下，除了更換打撈工具外，只有使用打撈矛對(duì)滑套進(jìn)行打撈。即出現(xiàn)此種情況，則非常難以解決。

4.4 作業(yè)中存在的困難

從目前實(shí)際生產(chǎn)情況來(lái)看，進(jìn)行打撈滑套作業(yè)，連續(xù)油管選取的標(biāo)準(zhǔn)為：合適的長(zhǎng)度和滿足排量要求的內(nèi)徑。目前所具有的兩種尺寸的連續(xù)油管相比較，1.5in 連續(xù)油管存在作業(yè)泵壓過(guò)高的缺點(diǎn)，而1.75in 連續(xù)油管則由于長(zhǎng)度有限，其在以后的作業(yè)中也存在比較大的限制，因此，長(zhǎng)度更長(zhǎng)的大內(nèi)徑連續(xù)油管就成為了目前之所需。

4.5 加大了作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)

在多級(jí)滑套打撈作業(yè)中，需根據(jù)工具串總長(zhǎng)和需打撈滑套總長(zhǎng)之和來(lái)選擇井口安裝合適長(zhǎng)度的防噴管，這在一定程度上增加了設(shè)備高度，進(jìn)而加大了作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。

隨著對(duì)“水平井可取式滑套打撈技術(shù)”研究的不斷深入和完善，也會(huì)克服作業(yè)中存在的困難和風(fēng)險(xiǎn)，該技術(shù)用于作業(yè)打撈的優(yōu)勢(shì)會(huì)越來(lái)越明顯。

[1]趙章明.連續(xù)油管工程技術(shù)手冊(cè)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2011.

[2]傅陽(yáng)朝，李興明，張強(qiáng)德.連續(xù)油管技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.

[3]楊德冰，陳建國(guó)，張文龍，饒志剛.連續(xù)油管沖砂參數(shù)優(yōu)化[J].科技咨詢，2010，24(11)：41.