水平井复杂落鱼打捞技术研究与应用

2014-12-23李晶辉

江汉石油职工大学学报 2014年6期

李晶辉

（中国石化西北油田分公司塔河采油一厂，新疆轮台841600）

引言

目前塔河采油一厂砂岩水平井近290口，占全厂总井数的40.3%，井深在4 500m左右，水平段长在400m左右。2013年对砂岩水平井作业65井次，占全厂措施作业井次的35.9%。随着砂岩水平井的开发，水平井的井下作业逐年增多，措施类型逐年多样化。水平井在生产过程中水平段有掉落的钢丝，卡封用的桥塞、封隔器等落物，水平井复杂落鱼对后期水平段开发造成很大困难。打捞落鱼常采用重复性“套铣、打捞、倒扣”的传统思路，受封隔器等落鱼结构复杂、水平段套管尺寸小、井筒出砂、井眼轨迹不规则等影响，水平段套铣、打捞落鱼易卡钻，钻具疲劳断裂形成双鱼头，处理难度大，施工周期长，作业成本高。

水平井独特的井身结构使常规的直井井下作业技术不能适应其作业要求，需要针对水平井特点建立与之相匹配的井下作业打捞及配套技术。

1 水平井特殊打捞工艺及配套技术研究

1.1 不同落鱼打捞技术研究

1.1.1 打捞钢丝

测井或清蜡使用的钢丝直径一般在2mm～3mm，材质为低碳钢，弹性大不易出现塑性变形。钢丝落井后呈现螺旋状，若钢丝呈现松散状，优选外钩打捞，外钩的粗细、开口、布局要根据落井钢丝的尺寸而定；若钢丝已被压实，则应创新加工钢丝套铣闭窗捞筒，根据井内钢丝的情况加工闭窗弹片的开口、数量、布局（一般螺旋60°），套铣头360°铺设钨钢，内外平均分布8条合金条，既保证强度又可以将钢丝团整体引入捞筒，打捞成功率100%。

1.1.2打捞桥塞

水平井使用的桥塞都为四机赛瓦 WBM型（见图1），具体尺寸:本体最大外径110mm，中心管直径69.85mm，压环至胶筒180mm。若采用内捞，则打捞工具与鱼顶有偏心距（见图2），入鱼困难，且易造成鱼顶变形。根据桥塞结构及解封机理，结合水平段打捞特殊性，创新加工母锥套铣打捞筒（见图3），加工参数:母锥参数如下:外径114mm，长度390mm，打捞范围:62mm～75mm，打捞长度220mm，合金长度20mm，保证将桥塞中心管外部隔环、上下锥体、胶筒套铣完，确保桥塞失封，母锥同时造扣打捞中心管，实现一趟套铣打捞。

图1 WBM桥塞

图2 打捞偏心距

图3 母锥套铣打捞筒

1.1.3 打捞液压封隔器

水平段使用的封隔器一般为液压 MCHR封隔器（见图4），最大外径114mm，内径50mm。因该封隔器自带水力锚，要打捞首先必须释放水力锚及锁环装置，根据封隔器材质，加工高强度合金定位套铣筒，避免过套导致封隔器本体破坏，一趟可处理掉未回缩的水力锚及锁环装置，确保封隔器解封。利用特制母锥（见图5，根据套铣中心管尺寸优选母锥长度、开口大小及打捞范围）一趟成功打捞出51／2″MCHR封隔器及以下落鱼。

图4 MCHR封隔器

图5 特制引管母锥

1.2 配套技术研究

水平井与直井作业区别是受重力的影响，入井管柱和工具在水平段紧贴在套管底部，在直井中是相对居中；入井流体在水平段存在层流，而在直井中是紊流。

1.2.1 入井钻具和工具

入井钻具和工具应满足安全要求:下得去、起得出，在入井钻具中水平段和造斜段（特别是井斜超过45°）全部采用斜坡钻具，坡度不小于18°，钻具组合安全系数在1.5以上，满足解卡时吨位需求，一般吨位富裕30t。

打捞工具尺寸需要根据水平段套管尺寸和井斜数据，打捞工具本体外径小于套管内径6mm，顶部圆台侧面，底角大于70°，便于起钻时减小挂卡，长度根据入井工具长度和井筒轨迹要求确定（见图6）。

图6 井筒轨迹

曲率半径是从圆心O点到井眼中心线F点的距离OF＝360／（2π＊k），MN与内弧相切，OG 垂直于 CD，OE＝OF－EF、OG＝OE＋EG。由勾股定理可得CG长度，求得CD。（k－造斜率；EF－油层套管半径；EG－下井工具直径。）

打捞工具下钻要求:为确保下钻安全，对水平井起下钻应有更加严格要求，当作业井斜超过60°后，下钻速度控制在200m／h，出现挂卡现象应下2根起1根，直至无挂卡现象后按正常速度下钻。套铣打捞过程中在造斜点附近加沉淀杯，确保小件异物循环干净，为打捞创造条件。

1.2.2 入井流体

压井液等流体在水平井段受重力和井型原因，流动状态为层流，井眼低端的流速很低，在处理井筒落鱼时，常规压井液携砂能力下降，易导致钻具被卡。在需要循环处理水平段井筒时应考虑适当增加压井液的粘度和润滑性能，提高入井液体的携砂能力，同时大排量洗井，避免卡钻事故。

2 现场应用

2.1 KZ1－8H 井

KZ1－8H井是塔河油田一口水平井，井下落物为900m钢丝及57mm刮蜡片。2012年4月进行大修作业，该井起下钻4趟，采用特制112mm钢丝套铣闭窗捞筒，该工具在套铣筒基础上加工倒三角形臂窗，为保证套铣筒强度采取120°螺旋布局，套铣头处120°方向铺设三条合金条，保证套铣头质量，倒三角臂窗用来打捞钢丝，使用该工具4小时将钢丝推至人工井底，起钻捞获被压实的钢丝（见图7），打捞成功率100%。

图7 KZ1－8H井

2.2 TK927H 井

TK927H井是塔河采油一厂T903区块三叠系一口搁置多年的疑难复杂井，水平段内有循环滑套Φ35mm钢球、MCHR 封隔器、WBM 桥塞、140m2.6 mm钢丝＋Φ38mm绳帽头＋Φ38mm加重杆＋Φ32 mm压力计（总长2.2m，重24kg）。2014年5月12日进行大修作业，历时77天运用3项工艺技术创新（利用定位套铣加特制母锥在水平段成功打捞MCHR封隔器、利用套铣母锥打捞水平段 WBM桥塞、利用特制钢丝闭窗捞筒打捞钢丝加重杆）在水平段成功打捞51／2″MCHR 封隔器（见图8）、51／2″WBM 桥塞及钢丝加重杆，顺利完成大修任务，为水平段笼统堵水创造了先决条件，为该井措施增油奠定了基础。