AE3平26井砂卡管柱打捞处理工艺

2014-04-23马昌庆余东合田印忠王建国王云辉

石油钻采工艺 2014年3期

马昌庆余东合王涛田印忠王建国王云辉

（1.华北油田公司采油工程研究院，河北任丘 062552；2.渤海钻探测试公司，河北廊坊 065007；3.渤海钻探井下作业公司，河北任丘 062552；4.华北油田公司采油一厂，河北任丘 062552）

近年来，水平井以其有效提高单井产量、降低油气井综合开采成本，提高开发效益等优势，在华北油田低渗透油藏开发中取得了显著的经济效益和社会效益。然而，随着水平井数量的不断增加，水平井的修井问题越来越突出。由于井眼轨迹的特殊性，在打捞作业上存在一定难度。AE3平26井采用双封拖动压裂工艺进行压裂改造，在第2段压裂过程中发生压裂管柱断脱，落物包括连接油管及喷砂器、下封隔器、导向球座，总长21.38 m。通过现场设计制作专用工具，优化钻具组合，最终将井内落物成功捞出。

1 概况

AE3平26井是1口开发水平井，采用二开井身结构，水平段长438 m，完井方式为套管固井射孔完井，水平段套管外径为139.7 mm，套管内径为121.26 mm。

该井采用双封拖动压裂工艺，分6段压裂施工。第2段压完，起出井内油管，发现上封隔器上部的水力锚12只锚瓦牙全部磨平，水力锚上部50余根Ø73.02 mm N80外加厚油管螺旋弯曲变形。上封隔器下端的第1根N80外加厚油管在公扣端本体与加厚过渡处呈塑性拉伸断裂。井内落物总长21.38 m：断油管+完整油管1根+喷砂器+下封隔器+导向球座。下油管底带油管鞋冲砂至鱼顶。探鱼顶，发现落鱼下行30 m后，卡滞于已压完的第1段顶部以上1.3 m处（图1）。

图1 落井管柱及工具

2 施工难点分析

（1）井内工况复杂。通过对井内已起出的管柱分析，下封隔器断脱是在第2段压裂过程中发生的。井内管柱经过高压大排量压裂施工后损坏严重，压裂砂可能填满套管与落井管柱之间的间隙，并且落井管柱内腔的压裂砂较多，活动解卡可能性较小。

（2）落物鱼顶不规则且内通道变形。落物鱼顶为长度不足0.1 m断油管头，由于塑性伸长，断口内通径不到52 mm，且断面不规则。断口下端的油管接箍外径为93 mm，套管内径为121.26 mm，环空间隙小。由于落物处于水平段内，地面扭矩无法有效传递到井下，易造成井下事故复杂化。

（3）工具外径大，套铣难度高。喷砂器外径为108 mm，封隔器外径为115 mm，套铣工具与套管间隙小，并且在套铣过程中，由于环空流体速度上下偏差很大，在套铣筒与套管壁贴靠位置的流速很低，修井液携带碎屑的能力大大降低，易导致套铣管柱被卡。

3 打捞方案的制定和配套工具设计

3.1 打捞方案的制定和管柱的选择

考虑到落井管柱发生在压裂加砂阶段，套管与管柱之间的环空间隙及管柱内腔中充满压裂砂，设计打捞方案如下。

（1）用断油管密封对接器与井内落井管柱进行密封对接，建立起循环通道，反循环洗井。管柱组合：断油管密封对接器+Ø73.02 mm外加厚油管短节+Ø73.02 mm外加厚油管至井口。

（2）用打捞Ø93 mm接箍的可退捞筒打捞井内油管接箍。管柱组合：可退捞筒+加长筒+转换接头+安全接头+上击器+Ø73.02 mm外加厚油管短节+ Ø73.02 mm外加厚油管至井口。

（3）下套子磨鞋修鱼顶。管柱组合：套子磨鞋+螺杆钻+Ø73.02 mm外加厚油管短节+Ø73.02 mm外加厚油管至井口。

（4）用打捞Ø73.02 mm油管内腔的提放式倒扣捞矛打捞井内油管。管柱组合：提放式倒扣捞矛+反扣上击器+Ø73.02 mm反扣钻杆至井口。

（5）根据倒扣结果，选择合适打捞工具进行冲砂、倒扣，直至捞出井内所有管柱。

3.2 配套打捞工具的设计

根据制定的打捞方案，设计了断油管密封对接器、套子磨鞋、液压加压器等多种特殊的修井工具。

3.2.1 断油管密封对接器该工具的作用是将打捞管柱与井内被砂埋的断油管对接密封，以建立起打捞管柱与井内落物之间的循环通道，结构见图2。其密封总成与井内断油管茬口实现对接密封，利用泵车大排量反洗井，洗井液通过油套环形空间，经过落井管柱与套管之间的环形空间，下行至喷砂器，通过喷砂器的喷砂口进入落井油管内腔，经密封对接器，沿打捞油管内腔返到地面，从而将井筒内与油管内腔中的压裂砂冲出。

图2 断油管密封对接器

3.2.2 套子磨鞋针对水平井特点设计研制了专用的套子磨鞋，通过护罩保护前端裸露合金，具有易于导引鱼头，磨铣过程中防损伤套管的特点。

图3 套子磨鞋

3.2.3 液压加压器水平井因管柱与套管内壁发生多点接触等因素的影响，其施加的载荷大部分用于克服管柱与套管之间的摩擦力，管柱载荷传递效果差。液压加压器的作用是改变打捞管柱的施力方式，通过液压方式对打捞工具施加推力，使打捞工具顺利抓捞井内落物。液压加压器结构见图4，由多级液压缸组成，通过打压，推动液缸产生水平推力，从而解决水平段推力的传递问题。

图4 液压加压器

4 打捞工艺设计及技术要求

鉴于处理技术难点及工艺措施分析，制定如下措施及技术要求。

（1）密封对接原井管柱，建立循环通道。下油管底带专用的断油管密封对接器与落井管柱进行对接密封，使落井管柱建立起循环通道。利用泵车大排量洗井将井筒内的沉砂洗出。若洗不通，则反复进行激动沉砂，疏松落井管柱周边的沉砂，从而建立循环通道。

（2）打捞落井管柱油管接箍。下入可退捞筒+上击器，外捞落井管柱油管接箍，捞获后活动震击解卡，不能解卡，则退出捞筒，起出打捞管柱。

（3）修鱼头。下螺杆钻底带套子磨鞋，对不规则断油管茬口进行修磨，开放内捞通道。

（4）打捞落井管柱油管内腔。用反扣钻杆底带反扣上击器+提放式倒扣捞矛，内捞落井管柱油管内腔，捞获后活动震击解卡，不能解卡，则倒扣，起出打捞管柱。

（5）冲砂，倒扣。根据倒扣结果，选择合适打捞工具进行冲砂、倒扣，直至捞出井内所有管柱。

5 现场实施

（1）下入断油管密封对接器，待管柱到位后，下放管柱并加压150 kN，确保井内管柱一次可靠密封对接。

（2）地面连接泵车及罐车，进行反循环洗井。刚开始泵压升至25 MPa时，油管出口返出排量＜ 5 L/m in；在另一端套管闸门接一条放喷管线，当泵压升至25 MPa时停泵，将另一端套管闸门打开，快速放喷。反复操作后，油管出口返出排量逐渐增大。当油套逐渐洗通后，将排量升至400 L/m in以上，2倍井容洗井。

（3）下入可退捞筒管柱，待管柱距离鱼顶5 m时，开泵冲洗鱼顶，边冲边下放。管柱到位后，下放管柱至140 kN，加压50 kN，上提至310 kN，上击器震击。反复操作，载荷突降为220 kN。上提管柱，挂卡严重。起了3根油管后，悬重恢复正常。起出管柱，发现未捞出井内落物，检查捞筒卡瓦处于释放状态且卡瓦前端有磨损痕迹。

（4）更换卡瓦后，重新下入可退捞筒管柱，将上击器换为液压加压器。具体管柱结构为：可退捞筒+安全接头+液压加压器+ Ø73.02 mm外加厚油管短节+Ø73.02 mm外加厚油管至井口。待管柱距离鱼顶50 m时，开泵，边冲边下放，遇阻后，下放管柱至100 kN，加压90 kN，提高泵压至8 MPa，缓慢上提，悬重最高升至370 kN后恢复正常。提出井内打捞管柱，成功捞出全部井内落物。