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淺談安塞油田井下作業(yè)大修打撈核心技術(shù)

2014-07-16 03:04:48俞克東王海斌蒲新輝趙瑞元
關(guān)鍵詞:噸位管柱油管

俞克東,王海斌,蒲新輝,趙瑞元

中國石油長慶油田分公司第一采油廠井下作業(yè)監(jiān)督站 (陜西 延安 716000)

1 安塞油田井下作業(yè)現(xiàn)狀分析

油水井在生產(chǎn)過程中,由于各種原因出現(xiàn)種種故障和井下事故,井下作業(yè)環(huán)境日益復(fù)雜,卡鉆、斷脫、管桿落井、套管變形撕裂等導致井下事故頻發(fā),迫使油井減產(chǎn)或停產(chǎn),嚴重時致使油井報廢。分析井下事故原因歸納如下:

1.1 結(jié)垢造成的卡鉆

安塞油田采取早期注水開發(fā),但注入水不斷吸熱使地層溫度逐漸下降,同時隨著溫度和壓力的下降,油層中有機垢和無機垢生成;同時套損水和產(chǎn)層水在井筒相混合,也會產(chǎn)生結(jié)垢。

1.2 地層出砂造成的卡鉆

油井在生產(chǎn)過程中,油層中的砂子會隨著油流進入套管,使砂面逐漸上升,掩埋井內(nèi)大直徑工具及井下附件,從而造成出砂卡鉆;注水井在生產(chǎn)過程中由于注水壓力不平穩(wěn),或停注過程中出現(xiàn)“倒流”現(xiàn)象,致使地層中的砂子進入套管,造成砂卡;壓裂后,作業(yè)隊未按規(guī)定時間關(guān)井擴壓提前放噴,或未使用規(guī)定的油嘴控制放壓,導致地層壓力和井筒壓力不平衡造成出砂,這些因素都嚴重影響油水井正常生產(chǎn)運行。

1.3 套管損壞造成的卡鉆

套管損壞類型主要有套管彎曲變形,縮徑、破裂、錯斷等幾種類型。當套管經(jīng)歷過套管補貼、套管修復(fù)、擴徑等處理,井下套管柱或工具下過套管破損處,起下管柱時被卡死,上下不能,造成管柱、工具拔脫拔斷而落井,使作業(yè)施工復(fù)雜化。

1.4 復(fù)雜井身結(jié)構(gòu)造成卡鉆

由于井筒結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,受正壓力、重力、井斜角的影響,加之長期注水,套管出現(xiàn)結(jié)垢,內(nèi)外壁腐蝕,套管抗外擠和抗內(nèi)壓強度降低而使套管破裂,造成井下管柱、附件或工具卡鉆,處理難度加大[1]。

1.5 封隔器卡鉆

部分座封井結(jié)垢、結(jié)蠟導致修井作業(yè)時封隔器解封不徹底,膠片不能回收造成封隔器卡死事故,另有隔采井封隔器在射孔段下部時,油層吐出泥沙堆積造成封隔器卡鉆。

1.6 施工作業(yè)造成卡鉆

由于施工作業(yè)過程中猛起猛下,高噸位生拉猛提強行操作造成管桿及附件斷脫卡鉆、地面設(shè)備損壞。操作中,小工件器具不慎落井,如鋼球、扳手、鐵絲、卡瓦牙、毛氈等落入井后極易堆積在大直徑附件上,使作業(yè)管柱卡死,或與結(jié)蠟、結(jié)垢、變形錯位套管部位發(fā)生機械撕裂造成井下事故。

2 大修打撈作業(yè)核心技術(shù)

常規(guī)小修打撈技術(shù)是利用油管將通井機額定提拉載荷傳遞到井底,作用在落魚上,以達到解卡的目的。

2.1 分析事故原因,制定方案

井下事故不可避免時,要冷靜面對,分析事故原因,認清事故危害,確定事故級別,成立事故專案小組,根據(jù)不同的事故,制定井控方案和作業(yè)方案,選用適用工具,專人指揮及早進行現(xiàn)場事故解除,避免因地質(zhì)動態(tài)變化和井下情況不清導致事故的進一步惡化。

2.2 平衡井筒,嚴格方案施工,優(yōu)化工具選擇

1)任何大修、打撈、解卡事故的解除,在施工工序前首先進行放壓或壓井液循環(huán)替油工序,保證井筒壓力大于井底壓力,無井噴、井涌的情況下施工。

2)嚴格遵循井下落物打撈原則[2]。一是打撈過程中要保證油、水層不受污染和破壞;二是不破壞井身結(jié)構(gòu)(套管和水泥環(huán));三是打撈過程中必須使事故處理簡單化。

3)打撈作業(yè)前應(yīng)考慮的幾個問題:一是落實井況,弄清井身結(jié)構(gòu),套管完好情況,井下有無落物及落井原因,分析有無變形可能及井下卡、埋等情況,計算魚頂深度,搞清魚頂規(guī)范、形狀和特征;二是制定打撈方案,繪制管柱示意圖,制定出施工工序及打撈過程中的注意事項,制定安全防卡措施;三是選擇合適的工具,下井工具外徑和套管內(nèi)徑之間間隙不小于6mm;四是下井工具必須進行嚴格檢查,做到規(guī)格尺寸與設(shè)計一致;五是合理區(qū)分打撈作業(yè)難易程度,以便于施工準備和制定施工措施;六是優(yōu)化工具選擇,避免工具盲目下井[3]。

4)對已有工具的規(guī)格型號用途有明確的認識后,拓展思路,針對不同的套管、不同落物、不同的卡點、進行一些自制打撈工具的制作,以進行大修打撈解卡工作。2013年7月6日,侯157-25井檢泵作業(yè)時管柱落井,從而造成扶正塊落井,但隊伍沒有合適的打撈工具,轉(zhuǎn)為大修作業(yè)。該井一級落魚為抽油桿扶正塊約453塊左右,先后使用自制撈筒,自制單鉤、自制三爪內(nèi)鉤、自制四爪內(nèi)鉤、自制老虎嘴等成功打撈出所有落井扶正塊 (圖1)。二級落魚為Φ73mm油管×127根+Φ32mm管式泵+Φ98mm泄油器+Φ89mm球座+Φ73mm泵掛短節(jié)+Φ73mm油管×1根+Φ73 mm眼管+Φ73mm油管×2根+Φ89mm堵頭,先后使用鉛模、可退式撈矛、接箍撈筒等將落井油管全部打撈出。由于該井在作業(yè)前制定編寫了合理的科學施工方案,并且進行了方案討論和議,現(xiàn)場技術(shù)人員指導,優(yōu)化打撈設(shè)計,刪減不必要的工序,從而降低作業(yè)占井時間,提高打撈施工效率。歷時6d,恢復(fù)了該油井正常生產(chǎn)。

圖1 自制工具

2.3 案例分析

2.3.1 王19-17井基本情況

王19-17井2013年7月2日因泵卡上修,起出全井油桿后,提管柱12t,封隔器無解封噸位顯示,但有輕微遇阻現(xiàn)象,噸位增加至15t又下降至12t,上提 Φ73mm 管掛+Φ73mm 油管×114根,末根為油管母扣,其余油管及尾管落井。井下落物為:Φ73mm油管×14根+Y211-114封隔器+Φ73mm油管×1根+Φ32mm管式泵+Φ73mm泵掛+Φ73mm尾管×1根+Φ73mm 眼管+Φ73mm 尾管×2根+Φ89mm母堵,魚頂為Φ73mm油管公扣。

2.3.2 打撈過程

1)根據(jù)油管母扣損傷情況,判斷落井油管公扣有損傷,下油管接箍對扣打撈,距魚頂2m開始邊旋轉(zhuǎn)油管邊下放,接觸魚頂后對扣100圈,上提油管無噸位增加顯示,提出油管接箍未撈獲。

2)下LT-T114卡瓦撈筒,接觸魚頂后,緩慢下放管柱,加壓2t,上提油管無噸位增加顯示,提出卡瓦撈筒未撈獲。

3)下Φ114mm鉛印,管柱懸重為8.6t,接觸魚頂后,緩慢下放管柱,加壓2t,提出鉛印后,發(fā)現(xiàn)魚頂公扣有2cm未打印上,有缺口。

4)判斷魚頂已輕微變形,下LT-03TA籃式卡瓦撈筒打撈,管柱懸重為8.6t,接觸魚頂后,緩慢下放管柱,加壓2t,上提油管無噸位增加顯示,提出LT-03TA籃式卡瓦撈筒未撈獲。

5)下MZ-NC31母錐1次打撈,管柱懸重為8.6t,接觸魚頂后,緩慢下放管柱,加壓2t進行造扣,旋轉(zhuǎn)管柱100圈后,上提油管時噸位無增加顯示,提出母錐1次未撈獲。

6)下MZ-NC31母錐2次打撈,管柱懸重8.6t,接觸魚頂后,緩慢下放管柱,加壓2t進行造扣,旋轉(zhuǎn)管柱215圈后,上提油管時噸位增加至10t,提出母錐2次后撈獲油管10根半,末根油管從中部斷裂。

7)下MZ-NC31母錐3次打撈,管柱懸重為10t,接觸魚頂后,緩慢下放管柱,加壓2t進行造扣,旋轉(zhuǎn)管柱220圈后,管柱懸重為10t,接觸魚頂后,緩慢下放管柱,加壓2t進行造扣,旋轉(zhuǎn)管柱220圈后,上提油管時噸位無增加顯示,提出母錐3次后撈獲油管2根半,末根油管從上部斷裂。

(8)下 MZ-NC31母錐 4次打撈,管柱懸重為10.1t,接觸魚頂后,緩慢下放管柱,加壓1t進行造扣,旋轉(zhuǎn)管柱100圈,加壓2t再進行造扣,旋轉(zhuǎn)管柱135圈后,上提油管時噸位增加至10.5t,提出油管2m時噸位突然增加至15t,上提下放活動管柱無效,靜吊1h,無解封顯示;再次在10.5~15t間進行上提下放活動管柱,無效后上提噸位增至16t;再下放管柱至10t,上提噸位增至17t時噸位突然下降至10.5t,上提過程中經(jīng)常有噸位增加、遇阻顯示,限速提出母錐4次后撈獲封隔器及尾管,先后順序為:多半根油管+Y211-114封隔器+Φ73mm油管×1根+Φ32mm管式泵+Φ73mm泵掛+Φ73mm尾管×1根+Φ73mm眼管+Φ73mm尾管×2根+Φ89mm母堵。

分析該井打撈過程,發(fā)現(xiàn)該作業(yè)隊伍對落物認識不清,對下井工具性能不了解,整個打撈盲目無序,未進行井筒平衡作業(yè)。在檢泵上提管柱時起出油管發(fā)現(xiàn)有部分管柱落井,從起出部分母扣損傷情況可以判斷出魚頂公扣有損傷,損傷程度不清的情況下應(yīng)當直接下鉛印了解魚頂。而該作業(yè)隊在對扣未撈獲的情況下又下卡瓦撈筒未撈獲,才下鉛印,發(fā)現(xiàn)魚頂有2cm損傷,又分別下籃式撈筒1次、母錐造扣9次方將落物全部撈起。整個打撈作業(yè)過程耗時6d,起下鉆14次,起下空鉆10次。

1)由于各類卡鉆和井下落物事故頻發(fā),造成油井采收率下降,注水井地層壓力補充不足,嚴重影響著區(qū)塊的整體開發(fā)效果,為此,提升井下作業(yè)技術(shù)水平,迅速有效地處理井下事故,才可能保障油田正常生產(chǎn)。

從技術(shù)管理角度,應(yīng)做好以下幾點工作:一是井史井況清,充分了解歷次作業(yè)情況和本次上修目的;二是落物清,掌握目前魚頭規(guī)范、尺寸,是否殘缺、是否緊貼套管;三是復(fù)雜情況清,魚頂周圍套管是否損壞、補貼、曲徑,井內(nèi)是否出砂,魚頭有無被砂埋等情況;四是井深數(shù)據(jù)清,送修數(shù)據(jù),井下工具及附件規(guī)范長度,魚頭位置都要進一步核實等[4]。

2)深井、復(fù)雜打撈井解卡時提拉載荷往往超過井架許用最大工作載荷,不能滿足打撈作業(yè)施工的實際需要。針對修井機動力不足的現(xiàn)狀,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場需求引進高噸位多功能修井機。

3)做好大修打撈工具庫的管理工作,對目前已有工具做好使用后的維護保養(yǎng)和定期保養(yǎng)工作,不斷根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場需求引進新的大修打撈工具,充實工具庫。

4)正確選用工具。盡可能選用強度較高、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的工具,結(jié)合打撈實際,有必要加工切實可行的特殊工具,對以往自主研發(fā)的工具進行編號、對歷次使用情況進行詳細記錄,根據(jù)其性能編寫使用說明書[5],這樣才能應(yīng)對復(fù)雜打撈井的需要[5]。

3 結(jié)論與認識

提高對事故井的認識,更新修井動力設(shè)備,充實工具庫,改革運行體制,提高人員技術(shù)素質(zhì)是提升安塞油田大修打撈技術(shù)水平的最好方式。

[1]崔凱華,苗崇良.井下作業(yè)設(shè)備[M].北京:石油工業(yè)出版社,2007.

[2]呂瑞典.油氣開采井下作業(yè)及工具[M].北京:石油工業(yè)出版社,2008.

[3]J.德吉爾,D.霍特,M.麥格克,等.油井打撈作業(yè)手冊:工具、技術(shù)與經(jīng)驗方法[M].楊能宇,張興福,王連剛,等,譯.北京:石油工業(yè)出版社,2006.

[4]吳奇.井下作業(yè)監(jiān)督[M].北京:石油工業(yè)出版社,2003.

[5]羅英俊,萬仁溥.采油技術(shù)手冊[M].北京:石油工業(yè)出版社,2005.

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