吳志強(qiáng)

水平井帶壓穿心打撈連續(xù)油管技術(shù)的應(yīng)用

吳志強(qiáng)

（長城鉆探工程有限公司井下作業(yè)分公司，遼寧 盤錦 124010）

為解決水平井連續(xù)油管鉆磨橋塞卡鉆打撈困難的問題，借鑒電纜穿心打撈的方法和帶壓作業(yè)的優(yōu)點，研究帶壓穿心打撈連續(xù)油管施工工藝，利用帶壓作業(yè)防噴器密封穿心管和套管環(huán)空，研究制作旋轉(zhuǎn)密封裝置，實現(xiàn)穿心管和連續(xù)油管環(huán)空封閉。通過帶壓穿心打撈連續(xù)油管實踐應(yīng)用，在井筒內(nèi)連續(xù)油管完整的情況下成功解卡，避免了連續(xù)油管拉斷打撈工作復(fù)雜化，同時又保護(hù)了高產(chǎn)井原始地層壓力，確保投產(chǎn)后產(chǎn)能不受影響。

解卡；連續(xù)油管；穿心打撈；帶壓作業(yè)

連續(xù)油管具有起下鉆速度快、沒有接箍干擾、作業(yè)效率高、施工成本低等優(yōu)點，是水平井可鉆性復(fù)合橋塞投產(chǎn)完井的首選鉆磨工具。目前連續(xù)油管鉆磨得到了廣泛的應(yīng)用，但是受連續(xù)油管鉆磨工藝優(yōu)劣、鉆磨工具選擇、井底碎屑在不用井段運移規(guī)律不同及井內(nèi)返砂等因素影響，卡鉆是鉆磨過程中最常見的事故之一，處理難度大，尤其在直井段遇卡，碎屑、砂與油管、套管之間摩擦，產(chǎn)生自鎖力，上提負(fù)荷越大，卡得越嚴(yán)重[1]。連續(xù)油管強(qiáng)度低，如果大負(fù)荷上提解卡，油管本體容易被拉斷，管體的柔性和魚頂?shù)奶厥庑?，斷裂后的連續(xù)油管最易貼在套管壁上，由于魚頂相對較小，打撈入魚更加困難，而且魚頂很難修復(fù)[2]。為防止卡鉆事故打撈工作復(fù)雜化，最大限度地降低作業(yè)成本，利用帶壓作業(yè)設(shè)備打撈，保護(hù)了地層能量。穿心套銑解卡打撈，保證了井筒內(nèi)連續(xù)油管的完整性，避免大負(fù)荷上提解卡拉斷的風(fēng)險，提高了連續(xù)油管打撈的成功率和打撈效率。

1 讓1井基本概況

1.1 井的基本情況

讓1井完鉆井深3 465 m，采用Φ139.7 mm套管完井，套管下入深度3 463.29 m，水泥返深 1 048.7 m，人工井底2 226.7 m，造斜點深1 863 m，水平段長度1 000 m。全井共分16段壓裂，壓裂井段2 380~3 427 m。

1.2 歷次打撈情況

2018年4月19日，連續(xù)油管鉆磨完第8個橋塞（井深2 896 m）后，短起過程中有遇卡現(xiàn)象，沖下鉆磨第9個橋塞，無進(jìn)尺。起至2 568 m卡，泵壓30 MPa，排量450 L·min-1沖洗活動解卡，下鉆到2 668 m卡死，返液量不到10%，反復(fù)活動無效，最高上提170 kN，不能建立循環(huán)。投球丟開丟手，正注熱水累計300 m3，循環(huán)通道不暢，90%注入水進(jìn)入地層，返出少量壓裂砂、膠皮碎屑和稠油。正注熱水同時活動解卡，最高上提噸位300 kN，起出100 m連續(xù)油管。反復(fù)大負(fù)荷解卡造成注入頭損壞，連續(xù)油管在井口斷裂。

2019年8月19日，使用車載式帶壓作業(yè)機(jī)配合解卡，活動解卡最高265 kN未開。使用震擊器解卡，累計注水143 m3，震擊解卡未開。加大上提負(fù)荷，活動解卡最高293 kN，連續(xù)油管內(nèi)連接器脫落，井內(nèi)遺留連續(xù)油管2 558 m+鉆磨工具串。

兩次打撈分析：第一次連續(xù)油管解卡最高上提300 kN，起出100 m連續(xù)油管，分析造成卡鉆的原因是環(huán)空內(nèi)膠皮碎屑、壓裂砂和稠油的混合物堆積，沒有出現(xiàn)硬卡。第二注熱水震擊器震擊解卡未開，然后利用車載式帶壓作業(yè)機(jī)加大解卡負(fù)荷到 300 kN，仍未解卡。由于卡點位置是壓裂砂、碎屑、稠油混合物，經(jīng)過震擊、硬拔，很可能產(chǎn)生了自鎖效應(yīng)。

2 打撈設(shè)計思路

2.1 穿心套銑打撈

車載式帶壓作業(yè)機(jī)活動解卡最高負(fù)荷300 kN未開，再采取強(qiáng)提的方式解卡連續(xù)油管有可能被拉斷，為確保井內(nèi)連續(xù)油管的完整性，采用穿心打撈的方法解卡打撈。連續(xù)油管作業(yè)機(jī)解卡時起出了100 m油管，根據(jù)分析造成卡鉆的原因應(yīng)是壓裂砂、膠皮碎屑沒有及時返出井筒造成堆積卡鉆。為順利下穿心管到卡鉆深度，提高打撈效率，穿心管下端連接套銑頭，快速磨碎大塊堆積膠皮、硬物。

2.2 密封兩個環(huán)空通道

采取Φ89 mm油管穿心套銑解卡打撈，存在穿心管與連續(xù)油管、穿心管與套管兩個環(huán)空通道。其中，穿心管與套管之間的環(huán)空可以用帶壓作業(yè)防噴器密封。穿心管與連續(xù)油管之間的環(huán)空密有兩個難題：第一，保證穿心管能夠轉(zhuǎn)動，在穿心管與連續(xù)油管之間的環(huán)空建立循環(huán)通道；第二，連續(xù)油管在穿心管內(nèi)動密封。通過研究制作旋轉(zhuǎn)密封裝置實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)及密封功能，同時在該裝置上引出連接泵，實現(xiàn)了連續(xù)正反沖砂功能。

2.3 有效控制井控風(fēng)險

連續(xù)油管穿心套銑成功解卡后，井底壓力可能會突然釋放，井控風(fēng)險高，一旦出現(xiàn)險情，起打撈管過程中要能夠封井。封井方法：加工一根Φ48.3 mm油管短節(jié)和圓環(huán)（圓環(huán)內(nèi)徑大于Φ48.3 mm，小于Φ48.3 mm油管接箍外徑Φ56 mm，圓環(huán)外徑大于Φ89 mm油管內(nèi)徑，小于Φ89 mm油管接箍內(nèi)徑）。圓環(huán)套在短節(jié)上，短節(jié)連接打撈連續(xù)油管的撈錨上，下放短節(jié)，使圓環(huán)懸掛在Φ89 mm油管接箍內(nèi)，從而起到懸掛連續(xù)油管的作用，Φ89 mm穿心油管接箍剩余絲扣足夠安裝旋塞閥封井。

3 打撈作業(yè)

3.1 旋轉(zhuǎn)密封裝置模擬實驗

為了驗證旋轉(zhuǎn)密封裝置的承壓能力和旋轉(zhuǎn)能力，選擇一口深度1 000 m的低壓水井進(jìn)行試驗，將旋轉(zhuǎn)裝置安裝完畢后，通過向套管打壓至15 MPa，關(guān)閉套管閘門，壓力穩(wěn)定。液壓鉗帶動油管旋轉(zhuǎn)，裝置旋轉(zhuǎn)部分連接良好，可以使用。

3.2 打撈作業(yè)過程

安裝帶壓作業(yè)機(jī)，下Φ48 mm小油管短接+滑塊撈錨，撈住連續(xù)油管。穿心下Φ89 mm油管+Φ110套銑頭，第一次遇阻深度834.09 m，吊車配合吊起小油管短節(jié)拉伸連續(xù)油管，Φ89 mm油管仍下不去，75 ℃熱水25 m3反洗井，活動套銑管柱繼續(xù)下管至2 152.95 m第二次遇阻，75 ℃熱水35m3反洗井，吊車配合吊起小油管短節(jié)拉伸連續(xù)油管，進(jìn)尺3 m后第三次遇阻，深度2 155.95 m。

從遇阻位置2 155.95 m到2 299 m，連續(xù)沖下套銑20 d，平均每天進(jìn)尺7 m，井口返出少量的壓裂砂和碎屑。即將進(jìn)入水平段，井斜逐漸增大是下套銑管比較慢的原因。深度2 299 m不能建立循環(huán)，上提一根油管，再次建立循環(huán)后，沖下套銑2 m，井口返出大量的壓裂砂和橋塞膠皮碎屑，套銑頭下到連續(xù)油管卡鉆深度。套管打壓反沖砂，油套環(huán)控憋壓20 MPa，循環(huán)套銑，油管出液5 m3后不通，套管通，壓力降到6 MPa。加大沖洗排量后建立循環(huán)繼續(xù)下套銑管，沖下同時帶壓作業(yè)機(jī)配合上提連續(xù)油管280 kN完成解卡，打撈起出連續(xù)油管2 556 m。

3.3 反推分析

第一次連續(xù)油管解卡分析：壓裂砂、膠皮碎屑和稠油沒有及時從環(huán)空排出是造成卡鉆的主要原因。從遇阻的深度看，在直井段834.09 m遇阻，提拉連續(xù)油管配合沖洗后通過。在造斜段2 152.95 m遇阻，連續(xù)沖下套銑20 d，平均每天進(jìn)尺7 m，井口返出少量的壓裂砂和碎屑，說明也不是卡鉆位置。在2 299 m遇阻建立循環(huán)后返出大量的壓裂砂和碎屑，加大排量沖洗完進(jìn)尺50 m完成了解卡，說明砂面頂部在2 299 m，這是本井即將進(jìn)入水平段的深度。

不同的井段環(huán)空壓耗差別很大，查閱連續(xù)油管水平井鉆磨文獻(xiàn)資料，汪海閣等通過對試驗數(shù)據(jù)的歸納分析，推導(dǎo)出的斜井段和水平段的環(huán)空壓耗計算模型[3]。以2 200 m直井段、斜井段與水平段1 200 m為例，使用范寧公式[4]得到的直井段環(huán)空壓耗與汪海閣等推導(dǎo)的斜井段和水平段得到的環(huán)空壓耗模型對比，在2 300＜＜4 000的過度流范圍內(nèi)斜井段與水平段的環(huán)空壓耗大約是直井段環(huán)空壓耗的4~5倍[5]。理論計算驗證了現(xiàn)場實踐，當(dāng)井內(nèi)砂流到造斜段時，損失的能量多，造成鉆磨液攜砂能力下降，砂子沉降速度快，容易形成砂橋，造成卡鉆。

4 認(rèn)識與建議

1）車載式帶壓作業(yè)機(jī)打撈連續(xù)油管具有解卡能力強(qiáng)、井控風(fēng)險低、保護(hù)儲層能量的優(yōu)點。

2）穿心套銑打撈連續(xù)油管，是震擊解卡、大力上提解卡方法都失效的情況下的補(bǔ)充，能夠保證井下連續(xù)油管的完整性，避免了井下復(fù)雜事故的發(fā)生，打撈成功率高。

3）打撈實踐驗證了不同井段連續(xù)油管鉆磨環(huán)空壓耗理論推導(dǎo)對比，斜井段與水平段環(huán)空壓耗遠(yuǎn)高于直井段環(huán)空壓耗，當(dāng)井內(nèi)砂流到造斜段時，損失的能量多，造成鉆磨液攜砂能力下降，砂子沉降速度快，容易形成砂橋，造成卡鉆。

4）建議連續(xù)油管每完成1個橋塞鉆磨，下探下一個橋塞位置后，通過建立短循環(huán)通道，減少斜井段、水平段壓耗損失，緩慢上提連續(xù)油管及時循環(huán)排出碎屑和壓裂砂。

[1] 曲景斌，寶慧.對水平井砂卡形態(tài)的新認(rèn)識[J].石油鉆采工藝，2013，35（4）：122-124.

[2] 付建華，王雯靚，陳國慶，等.穿心打撈連續(xù)油管技術(shù)與應(yīng)用[J].鉆采工藝，2016，39（5）：17-18.

[3] 汪海閣，劉希圣，丁崗，等.水平井水平段環(huán)空壓耗模式的建立[J].石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），1996，20（2）：30-35.

[4] 沈忠厚.水射流理論與技術(shù)[M].東營：石油大學(xué)出版社，1997.

[5] 龐仁德，崔莎莎，韓繼勇，等.水平井連續(xù)油管鉆磨橋塞工藝研究與應(yīng)用[J].石油鉆探技術(shù)，2016，44（1）：57-62.

Application of Cut-and-thread Fishing Technology of Coiled Tubing With Snubbing in Horizontal Wells

（GWDC Downhole Service Company, Panjin Liaoning 124000, China）

To solve the problem of fishing operation of coiled-tubing drilling in horizontal well,taking advantage of snubbing and wireline cut-and-thread fishing, cut-and-thread fishing process of coiled tubing with snubbing was researched. Utilizing BOP stack seals cut-and-thread fishing tubing and casing annulus, rotary seal equipment was developed to seal cut-and-thread fishing tubing and coiled tubing annulus.Through practical application of cut-and-thread fishing of coiled tubing with snubbing, stuck freeing of the coiled tubing was successfully realized, and the coiled tubing in well bore was completely fished, which avoided the complication of coiled tubing broken.At the same time, the original formation pressure was protected, it was ensured that production capacity was not affected after production.

Stuck freeing; Coiled tubing; cut-and-thread fishing; Snubbing

2020-11-01

吳志強(qiáng)（1986-），男，河南省周口市人，工程師，碩士，研究方向：帶壓作業(yè)技術(shù)研究與現(xiàn)場管理。

TE358+.9

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1004-0935（2021）04-0557-03