水平井打捞关键技术与施工应用探究

文/李广辉,滨南采油厂井下作业大队

水平井打捞关键技术与施工应用探究

文/李广辉,滨南采油厂井下作业大队

由于水平井井身结构的特殊性,常规解卡、打捞工具无法满足水平井解卡、打捞施工的需要。主要因为：(1)由于弯曲段刮碰严重,对所有下井工具都要进行防刮碰设计加工;(2)由于鱼头在水平井中不居中,需要设计加工专门的导入和收引工具;(3)由于工具在水平井的受力状态发生变化,常规滑块式打捞工具失效,需设计加工其它形式的打捞工具;(4)由于水平井受力复杂,不但工具需特殊设计加工,而且工具强度要求高,同时具有保护套管作用。

卡钻；水平井；打捞；施工技术；应用

卡钻其实就是油水井实际生产与作业过程中,由于不合理的操作或者某一因素的影响而导致井下管柱或者井下工具在套管内被卡住,按正常悬重负荷无法正常提出的一种井下故障。修井作业过程中,常常会发生卡钻问题,所以,有效解决卡钻问题能减少修井费用和修井时间,提高修井效率与作业成功率。

水平井已经成为提高单井产量和采收率的有效手段之一,与直井相比,水平井的单井产量明显大幅上升，油田水平井数量也在日益增加,水平井技术应用已取得了较好效果,今后水平井还将日益增多。但相对直井而言,水平井增产工艺、修井工艺技术仍不成熟,部分项目甚至没有完全展开。大部分作业仍采用常规井修井设备、管材与工具,由于水平井井身轨迹的特殊性,采用常规修井机具施工存在很大的风险，特别是井下解卡打捞,在解卡不成功的情况下往往造成井下事故复杂化。

1 水平井解卡 、打捞工具

目前大位移井如定向井、水平井作业仍采用常规井修井设备、管材与工具,特别是井下解卡打捞,在解卡不成功的情况下往往造成井下事故复杂化。根据水平井井身结构的特殊性和解卡打捞的具体要求,在借鉴常规工具的基础上开发了水平井解卡打捞工具,基本满足了水平井解卡打捞施工的需要。以上方面都对水平井现场施工的成败都起到重要的作用,因此,对水平井的解卡、打捞工具进行了设计加工。

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2 水平井解卡工艺技术

(1)水平增力解卡技术。针对水平井井斜角大、在井口活动管柱能量传递效果差、不易解卡的实际,利用井下打捞增力器把大钩的垂直拉力转变成水平拉力并具有增力效果,二力共同作用实现解卡。(2)震击解卡技术。针对水平井钻压传递困难的情况,可采用倒装钻具结构或配合下击器共同作用进行震击解卡,或利用连续油管配合连续油管震击器、加速器等管柱进行近卡点震击解卡。适用于管柱掉井后砂卡或小件落物造成的管柱阻卡后的解卡。(3)震击倒扣解卡技术。对前2种方法无法解卡的,可利用震击配合倒扣进行解卡。管柱结构和震击法管柱结构相似,只是打捞工具采用可倒扣打捞工具。由于倒扣时无法准确掌握中和点,倒扣打捞落物长度短,当倒出一部分管柱过卡阻点后,再全部捞出落鱼(或配合震击,再行打捞。

3 水平井打捞工艺技术

在打捞工艺上主要根据水平井的特点,结合直井的打捞工艺,处理“鱼顶”沉砂、打印、修整“鱼头”、选择打捞工具、下入打捞管柱打捞、起出管柱。但在具体打捞作业时与直井打捞不同。(1)打印:通过铅模护罩、前端裸露铅体及整体形状的合理设计,具有易于打印、印痕清晰且防刮碰等特点,满足水平井打印的特殊要求。(2)“鱼顶”修整:是为减少对套管下部的磨损、破坏,采用扶正机构或采用周边带扶正滚珠的磨鞋。为防止普通平底磨鞋不能完全平磨鱼头,采用凹底磨鞋,起到收引且平稳的作用。(3)打捞工具的选择。包括内捞和外捞工具。在设计上,根据井下落物的不同状态,研制的工具具有不同的打捞方式;外捞工具设计特殊的连动机构,在捞获少量落物后无法通过悬重判断时,可通过该工具的联动机构改变水眼数量,靠地面泵压来判断是否捞获落物;在外型结构上,前端引鞋设计有内外导角,其它外端面无死台阶,便于起下和工具的引入。(4)打捞。引入,筒类打捞工具采用带内外导角的引鞋导引,矛类打捞工具采用合适的一体式引锥引入鱼腔内。打捞后的判断,由于钻具在井下受力复杂,当打捞落物不受卡或轻微受卡且落物相对较少时,很难从悬重上判断是否捞获,因此,打捞工具捞获落物后通过联动机构改变打捞工具的水眼个数,在地面通过泵压来判断是否捞获。

4 技术难题

目前的水平井修井技术可以实现对掉入弯曲和水平段内的常规管柱进行解卡、打捞处理,但对于水平井分段压裂管柱的阻卡、解卡还存在一定的难度,下步主要结合现场情况,对水平井分段压裂阻卡管柱和故障问题进行重点攻关研究和现场试验。

5 结束语

导致大位移斜井如水平井修井作业发生故障的因素有很多,其中,最为常见的就是卡钻问题,其不但会造成油井开采工作难以正常有序的运行,而且,还使得油井的开采难度进一步提升。卡钻原因及预防措施造成卡钻的原因多种多样,主要有沉砂卡钻、键槽卡钻、井塌卡钻、压差卡钻、缩径卡钻、砂桥卡钻、落物卡钻及钻具脱落下顿卡钻等[1]。此外,地层的构造情况、钻井液性能不良、操作不规范等都可能造成卡钻。面对卡钻事故,我们必须针对具体情况进行分析,以便采取有效的措施。本文首先对水平井修井作业中的卡钻原因及常见的修井卡钻类型与解卡方法进行了分析,其次,指出了解卡方法在油井修井作业中的应用。

[1]耿书肖,张永青,奚国银,彭艳香.水平井卡钻事故处理实践及预防措施探讨[J].探矿工程(岩土钻掘工程).2010(02)

[2]王龙.水平井磨铣打捞技术研究与应用[J].中国石油和化工.2016.(02)