徐旭龍 趙瑞元 楊 濤 蒲新輝 姜朝陽

中國石油長慶油田分公司 第一采油廠 （陜西 延安 71600）

淺談小套管井打撈技術(shù)在安塞油田作業(yè)區(qū)的應用

徐旭龍 趙瑞元 楊 濤 蒲新輝 姜朝陽

中國石油長慶油田分公司 第一采油廠 （陜西 延安 71600）

小套管井井眼尺寸小，給修井作業(yè)帶來很大難度。以安塞油田招安區(qū)譚16-9油井打撈為例，介紹了油井基本情況、事故經(jīng)過、施工設(shè)計及具體實施過程，事故處理基本程序，分析事故發(fā)生原因并提出相應的建議。

安塞油田 小套管井 解卡 打撈

小套管井的概念沒有統(tǒng)一標準，習慣性把完井套管外徑小于Φ139.7mm的油、氣、水井稱為小套管井， 一般有 Φ127mm、Φ114.3mm、Φ101.6mm及Φ89mm 4種[1]。本文所指小套管為Φ114.3mm套管，招安區(qū)為中國石油長慶油田分公司第一采油廠小套管油井較多的作業(yè)區(qū)，小套管油井占油井總數(shù)的46%。由于無專用打撈工具、處理技術(shù)薄弱、打撈效率低，所以小套管事故井處理難度大、占井周期長。通過對招安區(qū)譚16-9小套管打撈案例進行解剖分析，為今后預防和處理此類事故提供經(jīng)驗，達到提高事故處理成功率，縮短作業(yè)時間和提高效率的目的。

1 譚16-9油井打撈實例分析

1.1 油井基本情況

（1）油井基本數(shù)據(jù)見表1。

表1 譚16-9油井基本數(shù)據(jù)表

（2）井深結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)層位情況。該井組為6口叢式井組，均為小套管井（Φ114.3mm），而且均為斜井，其中4口油井，2口注水井，最小井斜度17°，最大36.5°（該井）；生產(chǎn)層位為長2層，富含硫化氫，注水水源為洛河層水系，生產(chǎn)管柱易受到腐蝕損壞等不良后果影響。

（3）井筒軌跡見表 2。

（4）井下管柱結(jié)構(gòu)及深度見表3、表4。

1.2 事故經(jīng)過

該井是招安作業(yè)區(qū)的一口采油井，1999年6月4日投產(chǎn)，2010年9月日產(chǎn)液4.80m3，日產(chǎn)油1.88t，含水53.3%。2009年2月6日進行檢泵作業(yè)時井下管柱磁化導致凡爾失靈不出液，后更換陶瓷凡爾球管式泵下入正常生產(chǎn)。該井于2010年10月1日因卡泵上修，上提第一根油桿時遇卡提不動，噸位120 kN。后倒扣起出全部油桿。提油管時遇卡提不動，噸位為300kN，后解卡一天無效，分析認為結(jié)垢、砂卡造成卡鉆。10月3日活動解卡，活動噸位為300 kN，解卡成功。起出管柱為：Φ73mm油管×2根+泵掛短節(jié)+Φ89mm球座+Φ32mm深井泵+Φ73mm油管×20根+Φ73mm油管加厚×60根。

根據(jù)起出油管發(fā)現(xiàn)管柱結(jié)垢嚴重，泵下兩根管柱腐蝕嚴重，絲扣腐蝕損壞，從泵下第二根油管處拔脫。10月5日下可退式撈矛打撈未成功，10月6日打鉛印，鉛印面無明顯痕跡，分析認為落井管柱可能被垢、砂等掩埋。

表2 井筒軌跡描述

表3 譚16-9油井井下管柱規(guī)格及長度

表4 譚16-9油井井下附件規(guī)范及深度

1.3 井下落魚情況

目前井下管柱為 （自下而上）：Φ89mm母堵+Φ73mm 油管×3根+Φ73mm 眼管+Φ73mm 油管×7根。井下落物魚頂為Φ73mm油管母扣，魚頂位置795.80m。

1.4 井下落物狀況分析

（1）該井套管內(nèi)徑101.6mm，斜井，套管內(nèi)徑尺寸較小，選取打撈磨銑工具要適當。

（2）魚頂可能有砂、蠟、垢等臟物。（3）地層吐砂可能造成管柱砂卡。（4）該井井下管柱結(jié)垢嚴重可能造成垢卡，同時,可能造成油管腐蝕穿孔斷裂，增加打撈難度。

（5）該井在解卡時落井管柱嚴重變形可能造成卡鉆。

1.5 施工設(shè)計方案

根據(jù)調(diào)查研究，了解該井歷次作業(yè)情況、事故經(jīng)過、井下落魚情況，通過對井下落物狀況分析制定了以下打撈施工設(shè)計。

（1）下Φ73m斜尖+工具油管沖洗魚頂，若魚頂沖洗不動，則用平底磨鞋進行磨銑作業(yè)。

（2）下Φ96mm鉛模打印，起鉆分析印痕。

（3）根據(jù)印痕選擇打撈工具，下可退式撈矛+工具油管進行打撈，撈獲后活動解卡，若活動解卡不成功，則進行擠酸作業(yè)，處理膠結(jié)物后進行活動解卡，若解卡成功，起出井內(nèi)落物。

（4）下Φ96mm通井規(guī)通井至人工井底。

（5）下Φ73mm斜尖大排量沖砂洗井至人工井底。

（6）組配管串按設(shè)計下泵生產(chǎn)。

1.6 施工經(jīng)過

1.6.1 磨銑作業(yè)

分析認為落井管柱可能被垢、砂等掩埋，準備清理魚頂臟物，因此采用磨銑作業(yè)。

（1）磨銑管柱組合：Φ95mm 平底磨鞋+Φ95mm螺桿鉆具+Φ73mm油管×5根+Φ95mm緩沖短節(jié)與井下濾器組合+Φ73mm油管×77根+方入+油補距。

（2）地面放噴管線接入地面過濾器，使洗井返出液通過地面過濾器過濾后可循環(huán)使用。

（3）井口安裝單閘板防噴器，自封封井器。

（4）下鉆平穩(wěn)操作，速度10m/min，當平底磨鞋下入距魚頂2～3m，開泵沖洗魚頂，待出口返出洗井液平穩(wěn)之后，水泥車加壓，慢慢下放鉆具，使磨鞋接觸落魚進行磨屑，磨銑時，在磨鞋上部加入穩(wěn)定短節(jié)以保證磨鞋平穩(wěn)工作，避免損傷套管。當水泥車加壓時，高壓液體進入鉆具，螺桿鉆具以磨銑液為動力驅(qū)動，迫使轉(zhuǎn)子在定子中轉(zhuǎn)動，使馬達產(chǎn)生的扭矩和轉(zhuǎn)速通過萬向軸傳遞到傳動軸和磨鞋上，將高速液體能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，達到磨銑的目的。開始磨銑時緩慢加鉆壓，待正常鉆進時控制泵壓，泵壓控制在5～10MPa，排量400～500L/min，接單根前及磨銑完后充分洗井，使井內(nèi)落屑隨循環(huán)洗井液全部帶出地面。

（5）磨銑位置：796.7m，泵壓：8～10MPa，平均排量：450L/min，磨銑時間：60h，用清水：20m3，加壓：30kN，磨銑時間：1h，無任何進尺。分析認為魚頂目前暫時無砂、垢等其它臟物，魚頂清潔，井下落物魚頂可能為油管接箍。

1.6.2 打鉛印作業(yè)

（1）打鉛印管柱組合：Φ96mm 鉛模+Φ73mm 油管×83根+方入+油補距。

（2）鉛模位置：796.73m。打鉛印加壓 30kN。起出鉛模仔細觀察，印模上平面痕跡清晰可見為Φ73mm油管接箍。

1.6.3 使用加長可退式撈矛打撈油管

下入管柱組合：Φ73mm加長可退式撈矛+Φ73mm油管×83根+方入+油補距。探魚頂位置796.73m，上下活動管柱，并用管鉗旋轉(zhuǎn)，引導撈矛入魚，懸重76kN，緩慢上提油管噸位逐漸上升至250kN時，管柱突然上跳，分析油管已經(jīng)脫落，噸位降至76kN，再下放油管，引導撈矛入魚，上下活動，并用管鉗旋轉(zhuǎn)，撈矛始終不入魚，經(jīng)過多次反復試探后，緩慢上提油管懸重上升320kN、350kN、400kN時，管柱突然上跳，噸位又降至86kN，下探魚頂位置，加深2根油管，起鉆。分析認為井下管柱卡鉆嚴重，環(huán)空可能有砂、垢、臟物或管柱嚴重變形導致卡鉆。

1.6.4 使用雙滑塊撈矛打撈油管

下入管柱組合：Φ73mm雙滑塊撈矛+Φ73mm油管×85根+方入+油補距，下放油管懸重86kN，探魚頂位置819.85m，下放管柱加壓，緩慢上提油管噸位增至136kN時，管柱上跳，噸位下降至70kN，起鉆打撈出1根油管；繼續(xù)下入雙滑塊撈矛，探魚頂位置829.23m，下放懸重56kN，下放油管并加壓，再緩慢上提油管，噸位逐漸上升222kN、350kN、356kN時，管柱突然上跳，噸位下降至57kN，起鉆撈獲2根油管。

1.6.5 擠注酸性清垢劑處理井筒

根據(jù)打撈上來的油管結(jié)垢狀況分析認為井下管柱結(jié)垢導致卡鉆，因此,決定進行擠注酸性清垢劑處理井筒。下入管柱組合：Φ73m斜尖+Φ73mm油管×88根。配制酸性清垢液4m3，濃度6%，正擠處理液4m3，擠注壓力：21～15MPa，正擠頂替液 2.5m3，擠注壓力：15MPa。關(guān)井反應12h，控制放噴。反洗井，水泥車泵壓：2～3MPa，平均排量：500L/min，用清水量：35m3，用時：70min。起出處理井筒管柱。

1.6.6 下入可退式撈矛打撈油管

下入管柱組合：Φ73mm可退式撈矛+Φ73mm油管×88根+方入+油補距，探魚頂位置850.42m，油管懸重80kN，緩慢下放油管并用管鉗轉(zhuǎn)動油管，緩慢上提，噸位160kN，緩慢上下活動解卡，在管柱上升15.2m時，突然噸位下降至90kN，起鉆打撈4根油管及眼管。

繼續(xù)下入可退式撈矛，下入管柱組合：Φ73mm可退式撈矛+Φ73mm油管×91根+方入+油補距，探魚頂位置875.89m，此時油管懸重為54kN，下放油管噸位下降至21kN，緩慢上提油管，噸位升至113kN后又降為82kN，剎車后懸重59kN，現(xiàn)場分析落物已撈獲，起鉆，撈獲3根油管及母堵。至此井內(nèi)落物已全部處理完畢。

1.6.7 通井

下入管柱組合：Φ96mm通井規(guī)+Φ73mm油管×94根+方入+油補距，通井位置911.63m，距人工井底11.46m。

1.6.8 沖砂洗井

下入管柱組合：Φ73mm斜尖+Φ73mm油管×95根+方入+油補距，斜尖位置911.63m。泵壓：2-3MPa， 平均排量：500L/min， 用水量：35m3， 用時：70min，洗井進尺：11.46m。

1.6.9 下泵生產(chǎn)

下入管柱組合：Φ89mm母堵+Φ73mm尾管×2根+Φ73mm眼管+Φ73mm尾管×1根+深井泵+Φ73mm油管×80根+Φ73mm管掛短節(jié)。下入桿柱組合：活塞+拉桿+Φ19mm抽油桿×95根+光桿。

1.6.1 0大修后生產(chǎn)狀況

該井大修后生產(chǎn)狀況良好：日產(chǎn)液7.22m3，日產(chǎn)油 3.17t，含水 56.1%。

1.7 事故原因分析

該井事故主要原因一是井下管柱結(jié)垢導致卡鉆嚴重，注水水源為洛河層水系以及產(chǎn)出水導致結(jié)垢卡鉆；二是長2層可能富含硫化氫以及產(chǎn)出水對油管腐蝕導致油管抗拉強度降低損壞。

2 事故處理基本程序

（1）發(fā)生事故后應調(diào)查研究，了解地質(zhì)鉆井資料、油水井基本情況，是否出砂、結(jié)蠟、結(jié)垢等，與現(xiàn)場施工人員交流并了解井下事故經(jīng)過，掌握井下真實情況，收集齊全各項技術(shù)資料，分析井下管柱卡鉆的原因、類型、嚴重程度、落物位置、狀態(tài)等[2]。

（2）制定編寫合理科學的施工方案，在作業(yè)前要開會討論方案，參與打撈及涉及到的工作人員都要參加，確定合理的工作流程，刪減不必要的工序，避免浪費工時。

（3）嚴格落實設(shè)計審批制度。

（4）按照施工方案做好施工準備，進行現(xiàn)場技術(shù)交底，加固井架，按照方案施工。

（5）現(xiàn)場施工時，要求施工人員嚴格按照操作規(guī)程進行施工，謹慎操作。施工以不破壞井深結(jié)構(gòu)、不破壞魚頂、不使井下事故復雜化為原則。

（6）處理事故時，應根據(jù)井下事故的具體情況而定，不能生搬硬套。出現(xiàn)特殊情況，要認真分析研究，不斷完善和改進方案。針對不同的井下情況進行具體分析，制定不同的打撈方案，并根據(jù)打撈施工進度，隨時進行調(diào)整，不斷優(yōu)化打撈設(shè)計，從而降低作業(yè)占井時間，提高打撈施工效率[3]。

3 認識及建議

（1）小套管井出現(xiàn)落魚或管柱卡阻時，應及時落實落魚形態(tài)、深度、卡阻類型、管柱結(jié)構(gòu)等，無法判明落魚魚頂情況時，應下鉛模進行打印檢測，為打撈措施的制定和打撈工具的選擇提供依據(jù)。

（2）選擇打撈工具時，應根據(jù)能進能退的原則，優(yōu)先選用可退式打撈工具。

（3）由于小套管井打撈工具入魚困難，上提力不易充分作用到卡點，因此進行首次打撈時，一定要緩慢上提，判斷井下管柱是否存在阻卡，不能盲目上提，應掌握管柱的懸重，以免拉傷管柱。嚴禁大負荷強力提拉，以免管柱脫扣，造成二次事故。有管柱卡阻時，優(yōu)先選用活動管柱法及懸吊解卡，實施解卡作業(yè)，在管柱允許提拉負荷下，上下活動管柱，使卡點松動，以達到解除卡阻。

（4）在小套管中磨銑時，首先要有耐心，輕壓慢轉(zhuǎn)，控制磨銑進尺，其次取決于管柱的受力狀態(tài)及井底凈化程度，不能求快而忽略井下復雜情況。

（5）小套管井以Φ114.3mm為主，套管內(nèi)徑僅為Φ101.6mm，限制了打撈工具的外徑尺寸，大部分常規(guī)打撈工具均不適用，加之小套管井打撈工具品種少、強度低、可靠性差，無法滿足打撈作業(yè)要求，如使用加厚油管和大直徑工具打撈受限程度大，因次,加大了解卡打撈的難度，處理事故占井周期長。

（6）由于小套管井處理事故的手段和方法有限，因此，應認識到事故的危害，對造成事故的原因應充分分析，預防為主，防治結(jié)合，對處理事故的成功經(jīng)驗進行總結(jié)和推廣。

（7）加大小套管井筒治理力度，采取防垢（抗硫緩蝕劑及阻垢劑）措施和井筒清理措施。

（8）優(yōu)化小套管井管柱結(jié)構(gòu)配套組合，搭配合理生產(chǎn)參數(shù)，定期進行油井維護性作業(yè)。

[1]萬仁傅.采油技術(shù)手冊:第5分冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，1989.

[2]聶海光,王新河.油氣田井下作業(yè)修井工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，2002.

[3]孫樹強.井下作業(yè)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2006.

The overwork operation to small casing wells is difficult.The basic situation,the accident process and the downhole fish state of Tan 16-9 well in Zhaoan area,Ansai Oilfield are introduced.Based on these,the fishing plan is made.The whole process of the accident treatment is presented,and the cause of the accident is analyzed.Taking the well as an example,the basic program of the treating similar accidents is summed up,and some suggests for treating this type of accidents are proposed.

Ansai Oilfield;small casing well;stuck freeing;fishing

徐旭龍(1969-)，男，現(xiàn)主要從事井下作業(yè)監(jiān)督和油田化學助劑管理工作。

路萍

2012-09-10▌