陳 琪，易 斌，劉 欣，莫倩雯，王涵宇，唐銳峰，陸林峰

1中石油西南油氣田公司勘探事業(yè)部 2中國石油天然氣股份有限公司玉門油田分公司 3中石油西南油氣田公司工程技術(shù)研究院

0 引言

ST102井是川西北雙魚石構(gòu)造區(qū)塊的一口高溫高壓超深定向井，在對井筒進行刮管、通井、洗井以及在密度1.52 g/cm3鉆井液完井液里射孔后，下酸化測試一體化管柱對棲霞組7 684～7 697 m、7 699～7 719 m井段進行酸壓求產(chǎn)，在使用清水試擠過程中出現(xiàn)清水無法擠入地層的情況，前后總共經(jīng)過7次試擠仍不見效果，初步分析為射孔后的孔道被重晶石沉淀堵塞，最終通過討論分析嘗試使用連油技術(shù)建立負壓差來達到誘噴求產(chǎn)的目的，嘗試無果后上提酸化測試聯(lián)作管柱解封封隔器，出現(xiàn)封隔器無法正常起出的情況。多次活動旋轉(zhuǎn)解卡無效，上提最大負荷126 t，正轉(zhuǎn)40圈，再次上提未能提脫，經(jīng)過研究討論，決定從安全接頭處倒開并起出上部管柱，井內(nèi)落魚結(jié)構(gòu)：安全接頭+水力錨+HP-RTTS封隔器+變扣短節(jié)+73 mm油管+接球篩管+引鞋=226.25 m(如表1所示)。

表1 井下落魚結(jié)構(gòu)表

1 ST102井井下復(fù)雜原因分析

川西北雙魚石區(qū)塊ST102井所用生產(chǎn)套管為?184.15 mm+?177.18 mm+?127 mm尾管，井深7 743 m，井底溫度為160 ℃，預(yù)測井底壓力為113 MPa。試油作業(yè)中所用酸化測試管柱結(jié)構(gòu)為：?88.9 mm油管+?127 mm伸縮接頭+?127 mmDB閥+?132 mm HP-RDS循環(huán)閥+?127 mm壓力計托筒+?127 mm液壓旁通+?127 mm震擊器+?127 mm DBE閥+?127 mm安全接頭+?146 mm HP-RTTS封隔器+73 mm油管。HP-RTTS封隔器坐封井深位置7 462 m，喇叭口井深7 493 m。

通常試油作業(yè)中使用的HP-RTTS封隔器遇卡(或未能解封)可能的原因有以下幾種：落物卡、水力錨卡瓦不能收回、封隔器卡瓦不能收回、重晶石沉淀沉埋等[1-2]。ST102井是測試管柱下端被重晶石沉淀沉埋造成封隔器無法正常起出。通過對該井管柱結(jié)構(gòu)和歷次套銑、打撈作業(yè)情況進行分析，前期依次通過套銑作業(yè)破壞了封隔器水力錨及膠圈這兩個可能的卡點后，通過可退式短引鞋打撈在安全允許的提升范圍內(nèi)未能正常提脫，最終確定為測試管柱下端被重晶石沉淀沉埋。

2 打撈思路及難點分析

HP-RTTS封隔器的打撈，通常使用先套銑后打撈的方法。套銑作業(yè)存在的風(fēng)險與氣井的特性(如井身結(jié)構(gòu)、井眼軌跡)以及地層因素(如溫度)等息息相關(guān)，同時還與封隔器的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、尺寸有關(guān)[3-4]，套銑作業(yè)需要根據(jù)氣井的特性選擇合適的鉆具組合，根據(jù)封隔器的特性選擇套銑筒的材質(zhì)、尺寸和數(shù)量[5-6]。HP-RTTS封隔器材質(zhì)為高強度鋼材，套銑困難，進尺緩慢，并且最大井斜角28.5°，使得套銑前稱重、測扭矩數(shù)據(jù)精確度偏低，套銑過程中扭矩也不易控制，因此套銑作業(yè)難度極大[7]。

2.1 鉆壓和轉(zhuǎn)速對套銑的影響

ST102井所用銑鞋主要有鋸齒型、平底型。鋸齒型銑鞋主要是以切削的方式套銑，平底型銑鞋主要是以磨削的方式套銑，由于封隔器水力錨本體材質(zhì)堅硬，所以選用平底銑鞋，采用磨削的方式進行套銑作業(yè)更為合適。當套銑鉆壓過大時，由于井斜角的存在，可能導(dǎo)致銑鞋受力不均，下部承壓過大而出現(xiàn)憋鉆現(xiàn)象，從而造成銑齒脫落，最終使得套銑進尺緩慢，甚至無進尺。而當所施加的鉆壓和轉(zhuǎn)速不匹配時，再加上定向井扭矩傳遞本身就困難，鉆具容易出現(xiàn)螺旋擺動的情況，不時地碰撞和摩擦套管內(nèi)壁，從而導(dǎo)致套銑的效率下降。

2.2 泵壓和排量對套銑的影響

在套銑過程中會產(chǎn)生大量的套銑碎屑，如果不能及時返出地面而在井下沉積容易出現(xiàn)卡鉆復(fù)雜[8]。為使得套銑碎屑能夠帶出地面，通常在套銑筒上部會連接撈杯，套銑過程中讓部分碎屑進入撈杯，通過壓井液循環(huán)盡可能帶出其余碎屑。所以套銑過程需要設(shè)置合適的排量和泵壓，盡可能提升環(huán)空返速。泵壓升高會使得井下套銑鞋在可活動范圍內(nèi)自然漂移，套銑過程無法正對封隔器。另外泵壓過高會對鉆具形成一個反向的上頂力，這個上頂力會隨著泵壓的升高而增大，造成實際作用在封隔器器上的壓力降低而出現(xiàn)跳鉆的現(xiàn)象。尤其是在高轉(zhuǎn)速和井斜角的影響下，這種現(xiàn)象更容易發(fā)生。上頂力一旦使得套銑鞋不再接觸封隔器，就會出現(xiàn)泵壓不穩(wěn)以及無法套銑的情況。

2.3 套銑進尺判斷及打撈工具的選取

打撈前期的套銑工作主要是為了銑掉封隔器與套管內(nèi)壁緊密接觸部位(錨爪、膠圈)，排除這些部位遇卡的可能，讓打撈過程更加順利。銑鞋一直處于切削工作狀態(tài)，套銑過程中，套銑進尺主要通過下鉆井深以及套銑速度來判斷。由于ST102井為超深定向井，所以該方法判斷誤差較大，套銑速度只能判斷大致位置，如封隔器水力錨的錨爪就比較堅硬，當套銑到錨爪部位的時候，套銑速度會明顯下降，最精確的方法是通過起出的套銑筒內(nèi)部刮痕深度來判斷。套銑的過程通常為，套銑進行鉆具稱重，測量鉆具上提下放懸重，測量鉆具的空轉(zhuǎn)扭矩，方便造扣打撈作業(yè)。然后下探魚頂，標記10～20 kN鉆壓下的方入，記為K0，然后進行套銑作業(yè)，套銑結(jié)束時再次記錄相同鉆壓下的方入，記為Ki，通過計算就可得出本次套銑進尺為H=Ki-K0。

打撈工具的選擇主要取決于魚頂?shù)某叽纭⑿螤钜约棒~頂處套管的尺寸[9]。打撈工具一般分為兩種，外撈式和內(nèi)撈式。對于規(guī)則、完整魚頂與套管內(nèi)壁間隙較大時適合外撈式打撈工具，通常選用打撈筒或者母錐；當魚頂外徑不規(guī)則時，適合選用倒扣撈矛或者公錐來打撈[10]。通過對井下情況的分析，討論后制定了如下的打撈方案，如表2所示。

表2 打撈方法

3 實際應(yīng)用分析

分析HP-RTTS封隔器結(jié)構(gòu)，與另一只全新封隔器拆解對比，了解到安全接頭下接頭與封隔器頂部通過絲扣連接，安全接頭共長0.815 m，封隔器頂部接頭長0.18 m，封隔器水力錨長0.53 m，封隔器頂鞋長0.08 m，封隔器膠圈長0.18 m。對封隔器打撈通常使用的方法是先通過套銑破壞封隔器錨爪卡瓦以及封隔器膠圈，然后根據(jù)套銑結(jié)果判斷魚頂?shù)男螤?，選擇合適的打撈工具進行打撈。通過對ST102井井型、安全接頭以及HP-RTTS封隔器的長度和內(nèi)外徑選擇合適的套銑組合。套銑鉆具組合為：合金齒套銑筒+撈杯+回壓閥+扶正器+加重鉆桿+鉆桿。井下安全接頭及封隔器見圖1和圖2。

圖1 安全接頭

圖2 HP-RTTS封隔器

套銑過程中，為防止套銑碎屑沉積，間隔2～3 h上下活動管柱一次，大排量循環(huán)，清潔魚頂周圍碎屑，使之進入撈杯或循環(huán)帶出。套銑前期使用低鉆壓、低鉆速，形成套銑槽后加快套銑進度，可有效保護銑鞋，防止銑鞋合金齒因憋壓掉落。期間用攜帶能力較強的密度1.52 g/cm3鉀聚磺壓井液，配合撈杯循環(huán)打撈套銑碎屑，有效提升套銑速度。通過對HP-RTTS封隔器的套銑作業(yè)，得到套銑的參數(shù)見表3。

表3 磨銑及套銑作業(yè)參數(shù)

第一階段，試探性對扣打撈。套銑作業(yè)前，先使用對扣接頭試探性對扣震擊打撈，當增加反轉(zhuǎn)扭矩至8.5 kN·m，井口方鉆桿下旋塞倒扣(原上扣扭矩：21 kN·m)，反轉(zhuǎn)至9.4 kN·m，方鉆桿下端101 mm鉆桿上單根與中單根之間倒扣(原上扣扭矩：23.9 kN·m)。反轉(zhuǎn)扭矩?zé)o法傳至井底，所以使用正扣鉆具造扣打撈的方式不能適用于本井。

第二階段，套銑完水力錨后使用打撈筒打撈。在使用鋸齒銑鞋套銑作業(yè)中，對于安全接頭的套銑處理耗時最長，套銑速度由最開始的0.032 m/h下降到0.004 m/h，總共耗時15 h。套銑水力錨時，使用了平底銑鞋，套銑速度有了明顯的提升，達到了0.075 m/h，總共耗時12 h。通過對套銑結(jié)果的分析討論，判斷井下魚頭外徑為116 mm，并且完整、規(guī)則，結(jié)合正扣鉆具造扣困難的經(jīng)驗，決定采用可退式短引鞋打撈筒(配?112 mm螺旋卡瓦)進行打撈，最終成功撈獲安全接頭0.185 m長的雙公短節(jié)部分。

第三階段，套銑水力錨，清潔環(huán)空內(nèi)前兩次磨銑和套銑產(chǎn)生的碎屑后再次使用打撈筒打撈。本次套銑耗時較長，總共用時19 h。說明環(huán)空碎屑沉積較多，套銑比較困難。采用套銑筒攜帶撈杯鉆具組合，大排量循環(huán)打撈碎屑清潔魚頂。接著連續(xù)兩次使用可退式短引鞋打撈筒進行打撈，第一次配?112 mm螺旋卡瓦，未能抓住落魚，通過分析得出，前面使用的套銑筒銑鞋最小內(nèi)徑?116 mm，可能是經(jīng)過反復(fù)套銑使套銑的落魚上部管柱外徑實際小于?112 mm。更換小一號的?111 mm螺旋卡瓦繼續(xù)打撈，由于震擊器未能正常工作，最后退瓦起鉆。

第四階段，套銑封隔器膠圈后使用打撈筒打撈。套銑封隔器膠圈難度較大，期間多次憋停轉(zhuǎn)盤，蹩停扭矩16.3～17 kN·m。套銑速度0.028 m/h，耗時長，進度緩慢。接著使用?147 mm可退式短引鞋打撈筒(配?110 mm螺旋卡瓦)加隨鉆震擊器震擊打撈，加壓80 kN抓住落魚后最高上提至2 060 kN未能提脫，期間震擊器工作正常。說明管柱下端被重晶石沉淀沉埋，震擊打撈的方式不再適用。

第五階段，適用反扣鉆具倒扣打撈。多次的套銑打撈作業(yè)可能使得魚頂處外徑不再規(guī)則，所以選用反扣公錐進行打撈作業(yè)。設(shè)定扭矩14 kN·m，共計有效造扣4扣，上提管柱至2 005 kN無松動現(xiàn)象，下放管柱，反轉(zhuǎn)倒扣，通過扭矩的變化判斷倒扣情況，設(shè)定扭矩14 kN·m，實際扭矩13.8 kN·m，扭矩降至8 kN·m，說明倒扣成功。起管柱，最終成功撈獲HP-RTTS封隔器。

4 結(jié)論

川西北雙魚石地區(qū)ST102井井下HP-RTTS封隔器的成功打撈，為以后該區(qū)塊類似的井下復(fù)雜處理積累了寶貴的經(jīng)驗。實踐證明，先套銑再造扣打撈的方案在處理HP-RTTS封隔器時非常適用，通過依次套銑封隔器的水力錨錨爪以及膠圈，使得封隔器上部與套管內(nèi)壁脫離，讓管柱上提過程中下卡瓦能正常收回。難點在于打撈工具的選取，結(jié)合本井的井身結(jié)構(gòu)以及魚頂形狀的分析判斷，優(yōu)選可退式短引鞋打撈筒、反扣公錐等打撈工具。通過對ST102井井下封隔器的打撈作業(yè)學(xué)習(xí)，獲得了以下三點認識：

(1)本井為高溫高壓超深井，在對井下落魚進行磨銑、套銑過程中會產(chǎn)生大量鐵屑，因此需要設(shè)定合理的泵壓和排量，使得井下鐵屑盡可能被循環(huán)帶出或者進入撈杯中，保證施工過程順利進行，減小卡鉆風(fēng)險。

(2)對于規(guī)則、完整魚頂與套管內(nèi)壁間隙較大時適合外撈式打撈工具，通常選用打撈筒或者母錐；當魚頂外徑不規(guī)則時，適合選用倒扣撈矛或者公錐來打撈。

(3)對于超深井封隔器的打撈，當選用造扣打撈工具時需要考慮到扭矩的傳遞問題。保證扭矩能夠順利傳遞至井底，避免期間出現(xiàn)倒扣現(xiàn)象而導(dǎo)致新的復(fù)雜產(chǎn)生。