Q1井弃井作业复杂情况处理与认识

王孝山，苏志波，杨 焘，贾凤龙

（中国石化集团上海海洋石油局，上海 200120）

Q1井弃井作业复杂情况处理与认识

王孝山，苏志波，杨 焘，贾凤龙

（中国石化集团上海海洋石油局，上海 200120）

摘 要：Q1井在弃井作业过程中遇到复杂情况，对套管的切割回收带来了很大的困难。由于φ244.5 mm套管外水泥环返至井口，使得套管在割断后无法提出，经过多次上移套管切割深度后，采用特殊的作业手段将套管提拉出井眼；后续在回收φ762 mm套管和φ508 mm*φ339.7 mm变径套管时，由于φ244.5 mm套管割深过浅，使得φ508 mm*φ339.7 mm变径套管的可切割长度极短，通过设计非常规的切割钻具组合、非常规的打捞方法才得以完成回收。详细介绍了打捞钻具组合设计、打捞方法，对水下井口的非常规弃井回收作业有借鉴意义。

关键词：Q1井；套管；变径套管；切割；打捞

Q1井是南海北部湾盆地涠西区块油气勘查的一口预探井，实际完钻井深2 430 m。根据海洋探井弃井原则，需对海底泥线以上的套管进行切割回收，本井在弃井作业中，连续遇到φ244.5 mm套管回收复杂情况，多次割断后无法提松套管，被迫逐步上移切割深度，最终在71.5 m深度成功回收套管。由于φ244.5 mm套管割口深度过浅，导致φ508 mm*φ339.7 mm变径套管在φ508 mm端的可切割的长度极短，无法采用常规的回收钻具组合，通过设计非常规回收组合、上移切口至φ476.25 mm高压井口头下部和采用非常规方法打捞，最终成功回收φ762 mm套管及φ476.25 mm高压井口头残余部分。弃井回收作业时间长达74.75 h，远超过正常的弃井作业时间，降低了作业时效。本文就此次复杂情况进行具体分析并探讨。

1　Q1井基本作业参数

Q1井采用4开次井身结构，井眼尺寸是φ914.4 mm*φ444.5 mm*φ311.2 mm*φ215.9mm，套管尺寸是φ762 mm*φ339.7 mm*φ244.5 mm，φ339.7 mm套管是通过φ508 mm*φ339.7 mm变径套管悬挂在φ476.25 mm高压井口头上[1-2]。φ762 mm及φ339.7 mm套管固井水泥返至泥线，φ244.5 mm套管固井水泥设计返高至400 m，而在固井作业时其水泥实际返至泥线。后期若正常弃井时只需要进行两次套管切割作业，第一次切割回收φ244.5 mm套管，第二次下割刀至φ508 mm*φ339.7 mm套管变扣短节φ508 mm套管端，同时切割φ508 mm套管和φ762 mm套管并回收。

E-mail：wangxsh.shhy@sinopec.com。

2　Q1井弃井复杂情况处理及分析

Q1井φ244.5 mm套管固井设计存在计算失误，使得设计水泥浆量大于φ244.5 mm套管与φ339.7 mm套管之间的环空体积，环空水泥直接返至泥线，后期又没有电测该层套管浅部固井质量，未能及时发现问题，直到弃井切割φ244.5 mm套管无法起出时，才发现固井设计的错误，但当时钻井平台没有相关的电测设备补测固井质量，无法判断水泥环的实际高度，只能采取逐步上移割口来尝试切割回收φ244.5 mm套管，因此也影响了后续φ762 mm套管及φ508 mm*φ339.7 mm变径短节切割回收工作的正常进行。

2.1φ244.5 mm套管切割回收作业及原因分析

Q1井在回收φ244.5 mm套管时，由于实际水泥返高已经到达φ476.25 mm高压井口头处，最终将割口移至φ244.5 mm套管串顶部接箍以上，切割后得以起出φ244.5 mm套管挂及余留套管。

2.1.1作业情况

φ244.5 mm套管切割作业共进行了三次，第一次切割深度106 m，第二次切割深度74 m，第三次切割深度71.5 m，每次切割作业都比较顺利，从起出的刀片磨损痕迹可以验证套管已被割断，但回收极为困难，最终在第三次切割作业后，采用φ244.5 mm套管挂送入工具进行回收作业，最大过提至130 t提出φ244.5 mm套管。

起出检查发现φ244.5 mm套管外部有水泥胶结痕迹及部分水泥环，且φ244.5 mm套管挂的循环通道被水泥堵死，详见图1、图2。

图1　φ244.5 mm套管短节外水泥环

图2　套管挂循环通道被堵塞

2.1.2循环通道被水泥堵死的原因分析

φ244.5 mm套管外部环空已充满水泥环，前两次切割时割口以上有足够长的水泥环与套管产生摩阻阻止套管串提出，第一次切割时割口以上水泥环长度为36.87 m，并且割口以上有4个φ244.5 mm套管接箍，第二次切割时割口以上水泥环长度为4.87 m，并且割口以上有1个φ244.5 mm套管接箍，而在选择第三个割口位置时，考虑到φ244.5 mm套管接箍在水泥环中将产生极大的阻力，将第三个割口位置选择在φ244.5 mm套管串顶部接箍以上，同时割口以上水泥环长度也被压缩至2.37 m，大大减少了水泥环与套管之间的摩阻，使得第三次套管被切割后能够顺利打捞出。

此次φ244.5 mm套管切割回收采用逐步上移割口的方法，虽然最终起出了φ244.5 mm套管及套管挂，但是其极大地压缩了割口与φ476.25 mm高压井口头内台肩面的距离，为后续切割φ762 mm套管和φ508 mm*φ339.7 mm变径套管制造了困难，具体φ244.5 mm套管切割位置见图3。

2.2φ762 mm套管及φ476.25 mm高压井口头切割回收处理过程及分析

2.2.1打捞组合设计

图3　φ244.5 mm套管割口位置图

由于φ476.25 mm高压井口头内台肩面与φ244.5 mm套管上割口之间的距离只有2.37 m， φ476.25 mm高压井口头上端面与φ244.5 mm套管上割口之间的距离只有3.79 m，这给接下来的切割钻具配备带来了困难。

通过对常规切割打捞组合实际尺寸测量，C13割刀口与内台阶面之间的最小距离为3.24 m，因而采用常规的C13弃井切割打捞组合已无法将旋转头坐至内台阶面。具体常用切割打捞组合如下[3-4]：

（1）第一种常规组合：φ203.1 mm钻铤1根（7.14 m）+非旋转扶正器（1.2 m）+C13割刀（2.6 m）+RSP捞矛（1.54 m）+水下旋转头及卡瓦捞矛组合（1.26 m）+φ203.1 mm钻铤3根+转换接头（631*410）+φ127 mm加重钻杆。卡瓦打捞矛坐在φ476.25 mm高压井口头内台肩面上，具体见图4。此组合的优点在于，切割完成后上提管串即可打捞出二层套管。但这个组合的割刀切割口位置到井口头顶部之间的距离为4.66 m，大于3.79 m，无法满足切割的需要。

（2）第二种常规组合：C13割刀体（2.6 m）+非旋转扶正器（1.2 m）（或非旋转扶正器+C13割刀体）+630*630接头（0.8 m）+简易十字架外悬挂（1.7 m）+φ203.1 mm钻铤3根+转换接头（631*410）+φ127 mm加重钻杆。这个组合是简易十字架外悬挂的方式，切割和打捞套管分开进行。但φ444.5 mm非旋转扶正器在割刀体以上，切割位置与井口头距离太远，大于3.79 m，也无法满足。

在此情况下，只有极度缩短非常规切割套管组合，去除扶正器，才能将割口放置在φ476.25 mm高压井口头φ508 mm延伸节上。设计非常规组合为：φ203.1 mm短钻铤（7.14 m）+C13割刀体（2.6 m）+630*630接头（0.8 m）+简易十字架外悬挂（1.7 m）+φ203.1 mm钻铤3根（27.17 m）+φ127 mm加重钻杆，见图5。

图4　常规的C13弃井钻具组合

这种切割套管组合采用十字架外悬挂的方式，去除φ444.5 mm扶正器、捞矛体及捞矛卡瓦，在旋转头与C13割刀体之间安放简易十字架外悬挂，见图6。简易十字架外悬挂坐在φ476.25 mm高压井口头上端面，通过它起到支撑、扶正、稳定钻具的作用。下放至切割深度71 m，切割位置在φ476.25 mm高压井口头φ508 mm延伸节处，而不是在正常弃井作业时的φ508 mm*φ339.7 mm的变径套管上，比常规钻具组合割口高度上提约2 m，直接造成了φ476.25 mm高压井口头的破坏。

2.2.2打捞作业及分析

φ762 mm套管及φ476.25 mm高压井口头切割作业时由于切割时间远超过正常的作业时间，起出检查割刀组合并更换新刀片，因此实际进行了两次切割作业。

图5　简易十字架外悬挂弃井组合图

图6　简易十字架外悬挂

第一次切割φ76 2 mm套管及φ476.25 mm高压井口头共花费9 h，泵压从3.45 MPa上升至9.7 MPa，扭矩峰值达15 000 N·m，各种现象表明，套管没有完全割断，由于正常切割时间在4 h左右，此次切割时间已远超正常作业水平，起钻检查割刀片磨损情况，割刀片磨损情况正常，测量刀尖至刀臂处的磨损带长度为228.6 mm，经精确计算割刀切割圆周直径为φ746.76 mm，割刀片并没有割穿φ762 mm套管，更换割刀片，重新组合原切割钻具下钻至原井深继续切割φ762 mm套管6.5 h后并成功回收。

影响切割效果的原因分析：

（1）切割φ762 mm套管及φ476.25 mm高压井口头延伸节采用非常规的外悬挂的切割钻具组合，去除了下部扶正器，另外简易外悬挂十字架与高压井口头没有限位机构，使得切割过程中钻具晃动严重，影响了切割效果，增加了切割难度。

（2）后期丈量高压井口头割口处壁厚为41.275 mm，远高于普通的φ508 mm套管壁厚（一般为16.1 mm），且高压井口头延伸节使用材料的强度高于一般的φ508 mm套管，使得套管切割与开窗时间延长。

（3）本井实际测量φ762 mm低压井口头出露泥线高度约1 m（设计为1.5 m），经过钻进时返出岩屑及固井时水泥返浆的不断堆积，虽然多次下冲洗管串冲洗永久导向架，但因海底水流缓慢，无法将岩屑与水泥浆冲走，后期ROV观察永久导向架已经被埋入在淤泥和水泥中，只露出四根导向柱，即使双层套管被割断，但深埋的井口依然无法被拉动，这也说明了φ762 mm套管和φ476.25 mm高压井口头被割断甚至割口已被磨平，永久导向架仍没有旋转，也不见井口有混浆返出的原因。

3　结论与建议

（1）弃井作业中各层套管的切割深度是互相制约的，本井φ244.5 mm套管割口采用逐步上移的策略是正确的，既考虑了后续φ762 mm套管及φ476.25 mm高压井口头切割深度余量的需要，也在逐步测试套管环空水泥胶结的强度，要在设备及工具能力范围之内尽量起出套管。

（2）认识到在套管环空被水泥固死的情况下，下割刀切割套管与正常作业时参数反应是不一样的，确定套管被割断的最稳妥的办法就是起出割刀组合检查刀片的划痕。

（3）在后续井的施工中，应充分考虑海底流速，选择适当的φ762 mm低压导管头出露高度，且应定期下入特制的冲洗工具冲洗永久导向架，防止永久导向架被埋入到淤泥中，同时ROV应加强观察井口周边情况，防止淤泥堆积时积少成多，必要时也可用螺旋浆冲开永久导向架上的淤泥。

（4）精确计算固井设计水泥浆用量，严格审核套管与套管间水泥浆返高，避免水泥浆返至井口的情况发生，并在固井结束后应及时电测套管固井质量，测至实际水泥返高以上200 m为止，查明套管环空的水泥胶结情况。

（5）本次弃井钻具组合设计是弃井作业的最大难点，本次作业中的简易十字架外悬挂是平台以前的余留备件，因此在后续井的作业中，服务商应能够提供复杂作业情况下的弃井工具。

参考文献：

[1] 董星亮，王长利，刘书杰，等．海洋钻井手册[M]．北京：石油工业出版社，2009．

[2] Norton J, Altermann J, Bennett R. IADC Drilling Manual[M]. Houston: Technical Toolboxes, Inc, 1992.

[3] 金元刚，谭树人．Q/HSQ2025-2006海洋石油弃井规范[S]．中国海洋石油总公司企业标准，2006．

[4] 金莉玲．滩海油井永久弃井作业技术与安全风险控制[J]．中国新技术新产品，2013（1）：249-250．

中图分类号：TE28+3

文献标识码：A

DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2014.01.081

收稿日期：2013-04-10；改回日期：2013-09-04

第一作者简介：王孝山，男，1981年生，钻井工程师，2004年本科毕业于中国地质大学（武汉），从事海洋钻井施工及设计工作。

文章编号：1008-2336（2014）01-0081-05

Treatment and Knowledge of Complex Situations during Q1 Well Abandonment

WANG Xiaoshan, SU Zhibo, YANG Tao, JIA Fenglong
（SINOPEC Shanghai Offshore Petroleum Bureau, Shanghai 200120, China）

Abstract:Complex situations occurred in well Q1 during well abandonment. Lots of diff i culties affected casing retrieving work. The cement sheath of φ244.5 mm casing returned to wellhead, and couldn’t be pulled out after it was cut off. At last, the engineers adopted extreme way to pull the casing out by moving the cut depth up repeatedly. Due to the shallow cutting depth of φ244.5 mm casing, φ508 mm*φ339.7 mm casing couldn’t be pulled out in regular way unless designing the special cutting BHA and retrieving method. This passage introduced the retrieving BHA and method in detail, it also gave a reference to subsea wellhead retrieving unconventionally.

Key words:Q1 well; casing; cut; retrieve