割捞一体化技术在大修再完井中的应用

2014-08-15付校飞中海油田服务股份有限公司天津塘沽300452

化工管理 2014年23期

付校飞(中海油田服务股份有限公司天津塘沽 300452)

一、引言

随着油气开发的不断深入,在井网密度越来越大,环保要求越来越高的形势下,修井已成为整个油气开发过程中一项必不可少的工作。在油气井大修再完井作业中，套铣、通径、切割、打捞等技术是处理遇卡管柱最常用的解卡手段；传统的切割和打捞工艺一般都是每个作业步骤分开进行，施工周期长，割捞一体化技术的应用有效地解决了上述问题。

二、切割及打捞原理

1.水力切割原理：水力式内割刀是通过液压推动的力量从管子内部切割管体的工具，由上接头、弹簧、本体、刀体部件、活塞、喷嘴等组成。当割刀下到预定切割位置时，开泵循环，逐渐加大排量，液流经过芯板上的喷嘴，产生压力差，此压力差使活塞克服弹簧阻力向下运动，推动刀头向外旋转进入切削状态，此时旋转割刀就可进行切割，在切割的同时缓慢加压下放使刀片推出，直至将落物全部切断。割断落鱼后，停泵，喷嘴产生的压力消失，活塞在压缩的弹簧作用下向上运动复位，刀头向内旋转复位，割刀就能从井中取出[3]。

2.机械切割原理：当割刀需要固定在套管孔内时，正转中心轴。由于摩擦块和套管内壁的摩擦阻力，摩擦扶正部分并不随割刀中心轴转动，在其内部滑牙的啮合作用下，摩擦扶正部分向上运动，推动锚定缓冲部分一起向上运动，并在斜面燕尾槽的作用下，锚定缓冲部分的卡瓦工作外径逐渐扩大，直到抵住套管内壁。此时摩擦扶正部分内部滑牙脱开啮合，下放割刀。割刀在卡瓦作用下固定在套管内壁上。在下放割刀的同时，锚定缓冲部分相对向上运动，推动切削部分的刀片逐渐向外张开，旋转割刀就能进行切割了。切割完毕，上提割刀，摩擦扶正部分和描定缓冲部分相对中心轴向下运动，直至抵住引锥，刀头收回，卡瓦失去楔紧作用，于是割刀便可提出井外。

3.打捞工具作用原理：可退式捞矛是一种内捞工具；由矛杆(芯轴)，圆卡瓦，引鞋，释放环组成。圆卡瓦外径略大于落物内径，进入鱼腔时，上提圆卡瓦产生径向力，咬住落鱼内壁实现打捞。当遇卡需要退出捞矛时，给矛芯轴一定的下击力，使圆卡瓦与芯轴上的锯齿形螺纹脱开，再正转钻具2—3圈，圆卡瓦与芯轴产生相对位移，促使圆卡瓦沿芯轴锯齿形螺纹向下运动与释放环端面接触，上提钻具时不产生径向力，圆卡瓦随芯轴退出落鱼。通过对捞矛下部导锥的改造，实现割捞一体作业。

三、机械割捞一体化技术

1.优缺点

（1）优点：由于割刀的摩擦块及卡瓦的扶正的作用，使用该技术切割稳定性好、成功率较高；割刀不受到井筒内修井液清洁程度、泥浆泵稳定性等因素的影响。（2）不足：切割过程中加压送钻对司钻的操作要求高，加压过多容易造成刀刃崩落切割失败；由于受到割刀结构和尺寸的限制，无法穿过封隔器的密封筒去切割下一层盲管（穿过小内径切割较大内径的筛盲管）。

2.现场应用

（1）某井，油层套管为 7"、29ppf、N-80套管，最大井斜38.6°、人工井底1901m；防砂段深度为1539.43m-1758.73m。在对防砂段内腔的冲砂过程中，发生卡钻，经过一次化学切割倒扣打捞将防砂段以上落鱼捞出。目前鱼顶为2-7/8”SNU油管公扣，深度为1608.4m。防砂段内还剩余116m的落鱼被卡钻。由于防砂段最小内径为3.25”，无法对落鱼进行套铣，只能使用机械割捞一体技术，对落鱼进行分段切割打捞。打捞管柱组合：2-7/8”机械式内割刀+空心抽油杆+变扣+2-3/8”钻杆+变扣+可退捞矛(配2.441”矛瓦)+3-1/2"短钻杆+4-3/4”震击器+3-1/2"短钻杆。处理过程：测上提/下放悬重为26/22T、空转扭矩为1.3KN·m。机械切割作业：切割深度为1633.36m，转速20～25Rpm、扭矩1.0～1.9KN·m、钻压0.1T；切割时间40min（切割25min后扭矩减小为1.0～1.3KN·m）。停转盘，上提管柱将割刀收回后缓慢下放至打捞位置，下压1T，上提有过提显示，待抓牢后在20～45T之间活动6次，最后一次上提至42T后悬重忽降至28T，继续上提，悬重恢复为原上提悬重。本趟捞获2-7/8"SNU油管4根，总长38.2m。最后反复使用割捞一体技术对落鱼实行分段切割打捞，最终将落鱼全部捞出。

（2）某井，油层套管为9-5/8"、40ppf、N-80套管，该井最大井斜为63.7°；落鱼为6-5/8”金属网布优质筛管（本体最大外径为 191mm、内径 150.2mm），落鱼深度在 1850.35m-1866.75m。由于筛管外径较大，加上井斜等因素的影响只能先对该段筛盲管进行分段套铣，然后使用割捞一体技术进行切割打捞。打捞管柱组合：7”机械内割刀（本体外径Ф138mm，最大切割外径Ф198mm）+变扣+3-1/2"钻杆+变扣+可退捞矛(配5.95”矛瓦)+变扣+3-1/2"短钻杆+6-1/2″震击器+3-1/2"短钻杆。处理过程：到位后测上提/下放悬重为30T/20T、空转为50（无量纲）。机械切割6-5/8"筛管本体，切割深度：1856.65m（鱼顶以下1m）。施工参数：转盘转速10-15Rpm、扭矩40-70、钻压0.1T，切割时间1.5h。切割结束后，停转盘，上提管柱将割刀收回后缓慢下放至打捞位置，加压2T，上提管柱至旋重70T后解卡，继续上提悬重稳定在30-32T；多次尝试将管柱下放至打捞位置并反转3圈，上提悬重增加不明显。起出管柱捞出6-5/8"筛管短节1根，长6.02m。使用套铣配合割捞一体技术，最终将井下的大筛管全部捞出。

四、水力割捞一体化技术

1.优缺点

（1）优点：操作相对简单、切割范围大，可使用该技术穿过封隔器的密封筒先对下一层的盲管进行切割后再回收封隔器；能最大限度的规避倒扣打捞将封隔器倒散或者是倒不开的风险。（2）不足：相比机械割捞一体技术切割的稳定性相对差一些，切割过程中受泥浆泵稳定性的影响较大；由于水力切割工具水眼小，在出砂井大修中容易堵塞造成切割不成功；对井筒内及地面修井液清洁程度要求较高。

2.现场应用

某大修井需要打捞出全部筛盲管及封隔器，该井油层套管为9-5/8"、40ppf、N-80套管，该井最大井斜为：32.9°、人工井底1439.98m。井下落鱼为7”苍南优质筛管分五层简易防砂，防砂段最小内径为4.75”。目前鱼顶为切割后的5-1/2”盲管本体，深度为1216.08m。使用割捞一体技术穿过下一层封隔器的密封筒，先对密封筒以下的7”盲管进行切割，然后一次就捞出两层防砂管柱。打捞管柱组合：4-1/2”水力内割刀（最大切割外径为204mm）+2-7/8"正扣钻杆7根+可退式捞矛（配6.184”矛瓦）+3-1/2"短钻杆+6-1/2”震击器+3-1/2”短钻杆 +3-1/2"正扣钻杆。处理过程：下钻到位后测上提下放悬重：63klbs/60klbs、正转空转扭矩为20（无量纲）。水力切割盲管，切割深度为1278.85m。施工参数：排量10-25m3/h，泵压3-6MPa，扭矩20-30（无量纲），累计切割90min。切割结束后，停转盘缓慢上提下放验切割位置，有明显刮卡现象。继续下放管柱至打捞位置，下压5klbs，上提有过提显示，在25klbs-125klbs之间上下活动管柱，震击5次后解卡成功。起出打捞管柱，捞获筛盲管及隔离封隔器累计62.77m。