超高压气井套铣打捞THT封隔器工艺探讨

2018-05-07张玫浩何银达秦德友党永彬吴云才

钻采工艺 2018年1期

张玫浩，何银达，秦德友，赵鹏，党永彬，吴云才

(塔里木油田分公司天然气事业部)

塔里木油田从哈里伯顿进口的THT封隔器属于永久式完井封隔器，广泛应用于塔里木超高压气田。该封隔器性能可靠，有效时间长[1-3]。近年来，随着气田的深入开发，多口井出现套压异常、生产管柱堵塞等情况，严重威胁气田生产安全及效益，例如迪那1号、2号、3号井。为彻底消除3口井的安全隐患，恢复生产，需进行大修作业，更换生产管柱。其中，处理THT永久式封隔器是关键工序，由于塔里木油田处理超高压气井THT封隔器尚属首次，经验欠缺，所以从3口井的施工过程，提炼分析，总结经验，可提高效率，保障安全，对以后超高压气井的施工也具有指导意义。

一、基本概况

迪那气田位于塔里木盆地东秋里塔格迪那2号构造，气藏埋深达5 318 m，压力系数2.06～2.26，属异常高压系统；地层温度达141.05℃，地温梯度2.26℃/100 m，与塔里木克拉通地区正常地温梯度相当，属正常温度系统。20℃凝析油平均密度0.795 g/cm3，地层水为CaCl2水型，密度1.01～1.05 g/cm3，矿化度大约10×104mg/L，井身结构见图1。

图1 迪那1、2、3号井身结构图(从左至右为1、2、3)

二、THT永久式封隔器结构和工作原理

1.THT封隔器结构

THT封隔器结构见图2。

2.THT封隔器工作原理

当压力作用到活塞上时，坐封销钉剪断。启动坐封压力可以靠增加或减少装在活塞上的剪切销钉数量来调整。随着销钉剪断，一级、二级活塞开始逐次向上运动。压力增加，活塞推动下卡瓦和楔型块整体上移。当达到最小坐封压力时，上卡瓦锚定，胶筒充分膨胀，下卡瓦锁定位移，系统完全达到工作压差。自锁卡瓦可将活塞锁定，防止泄压后活塞自行退回。

图2 THT封隔器结构图

三、处理THT封隔器思路及风险点分析

1. 处理THT封隔器基本思路

为提升作业效率，优化施工工艺，从钻具选择、工具组合等方面来考虑，确定施工思路。

(1)迪那1号井采用射孔完井一体化管柱，封隔器下部带有Ø314 mm射孔枪，考虑到射孔枪很可能被砂埋，所以选用反扣钻具打捞封隔器，便于在捞获落鱼无法解卡的情况下进行倒扣；迪那2、3号井封隔器下部无射孔枪，优先使用正扣钻具打捞。

(2)套铣工具选用进口高强度硬质合金套铣鞋，争取将封隔器一次性套铣完成；使用可退式卡瓦捞筒加震击器打捞封隔器残体及下部管柱，如果捞获落鱼后遇卡，可尝试震击解卡。

2. 风险点分析

(1)套铣封隔器过程中，可能会产生较大金属块及胶皮碎块，从而造成卡钻，导致井下复杂，处理难度大，也会给后续打捞增加困难。

(2)迪那1、2、3号井生产管柱均有不同程度的堵塞，套铣至封隔器胶皮，沟通产层后可能会发生大量漏失；再者，封隔器下部存在圈闭高压天然气，天然气会瞬间释放，两者均存在很高的井控风险。

四、现场施工简述

1. 迪那1号井施工简述

1.1 基本情况

落鱼结构(自上而下)：Ø88.9 mm油管1根+上提升短节+ Ø 177.8 mm THT封隔器+Ø88.9 mm油管23根+生产筛管+射孔枪串。

压井液：钻井液密度1.95 g/cm3。

1.2 套铣封隔器

套铣工具组合(自下而上): Ø145 mm×Ø117 mm硬质合金套铣鞋+ Ø140 mm套铣管1根+Ø140 mm双捞杯+ Ø120.6 mm反扣钻铤10根+Ø88.9 mm反扣钻杆[1]。

套铣封隔器，钻压5～40 kN，转速40～70 r/min，排量8～10 L/s，泵压16～20 MPa，出口返出少量铁屑及胶皮。

套铣至封隔器胶皮时，及时关井节流循环，出口点火焰高8～10 m，将圈闭天然气脱净；沟通产层后，该井循环漏速2.6 m3/h，注入堵漏浆，降低钻井液密度至1.92 g/cm3，使漏速保持在0.08 m3/h左右。

1.3 打捞封隔器残体及射孔枪

打捞工具组合(自下而上): Ø143 mm可退式卡瓦捞筒(内装Ø86 mm篮瓦+ Ø92 mm止退环)+ Ø120.6 mm超级震击器+ Ø120.6 mm反扣钻铤6根+ Ø120.6 mm加速器+Ø88.9 mm反扣钻杆[1]。

捞获落鱼，反复活动解卡无效后倒扣，捞获封隔器至起爆器所有落鱼；封隔器上卡瓦及胶筒已全部套铣完，2根筛管沉砂堵塞，带出封隔器下卡瓦2块90 mm×45 mm×20 mm，其余6块落井。

考虑到鱼头堆积封隔器下卡瓦，使用套铣母锥，实现套铣打捞一体化；打捞两次，共捞出射孔枪2根；使用可退式卡瓦捞筒+震击器打捞剩余落鱼无果，倒扣捞获射孔枪1根。

2. 迪那2号井施工简述

2.1 基本情况

落鱼结构(自上而下): Ø88.9 mm油管(7.66 m)+上提升短节+Ø177.8 mmTHT封隔器+Ø88.9 mm油管2根+投捞式堵塞器+Ø73 mm短油管1根+POP球座。

压井液：钻井液密度1.96 g/cm3。

2.2 套铣封隔器

套铣工具组合(自下而上): Ø145 mm×Ø117 mm硬质合金套铣鞋+ Ø140 mm套铣管1根+ Ø140 mm双捞杯+ Ø120.6 mm钻铤12根+Ø88.9 mm钻杆。

套铣封隔器，钻压5～50 kN，转速40～60 r/min，排量8～10 L/s，泵压17～20 MPa，出口返出少量铁屑及胶皮。

套铣至封隔器胶皮时，关井节流循环，点火焰高7～8 m，将圈闭天然气脱净；循环漏失严重，漏速7.2 m3/h，注入堵漏浆，降低钻井液密度至1.90 g/cm3，将漏速降至0.1 m3/h。

2.3 打捞封隔器残体

打捞工具组合(自下而上): Ø143 mm可退式卡瓦捞筒(内装Ø86 mm篮瓦+ Ø 92 mm止退环)+ Ø120.6 mm超级震击器+ Ø120.6 mm钻铤6根+ Ø120.6 mm加速器+ Ø88.9 mm钻杆。

第一次打捞过程中，落鱼有滑落现象，未捞获，因卡瓦捞筒内被封隔器残片堵塞，导致无法入鱼；第二次打捞落鱼，开泵下追落鱼至5 016 m，加压60 kN，复探3次位置不变，捞获全部落鱼，封隔器上卡瓦及胶皮套铣完，带出封隔器下卡瓦5块，封隔器下部2根油管被泥砂堵死。

3. 迪那3号井施工简述

3.1 基本情况

落鱼结构(自上而下): Ø88.9 mm短油管1根+Ø177.8 mmTHT封隔器+Ø88.9 mm油管2根+投捞式堵塞器+Ø73 mm短油管1根+POP球座。

压井液：钻井液密度1.90 g/cm3。

3.2 套铣封隔器

套铣工具组合(自下而上): Ø145 mm×117 mm硬质合金套铣鞋+ Ø140 mm套铣管1根+ Ø140 mm双捞杯+ Ø120.6 mm钻铤12根+Ø88.9 mm钻杆。

套铣封隔器，钻压5～50 kN，转速40～70 r/min，排量8～10 L/s，泵压17～20 MPa，出口返出少量铁屑及胶皮。

3.3 打捞封隔器残体

打捞工具组合(自下而上): Ø143mm可退式卡瓦捞筒(内装Ø86 mm篮瓦+ Ø92 mm止退环)+ Ø120.6 mm钻铤3根+ Ø87 mm挠性短节+ Ø121 mm随钻震击器+ Ø120.6 mm钻铤3根+Ø88.9 mm钻杆。

捞获全部落鱼，封隔器上卡瓦及胶皮套铣完，带出下卡瓦牙5块，落鱼管柱被泥砂堵死。

五、工艺分析

(1)在3口井现场套铣过程中，根据不同的套铣参数，分别统计套铣THT封隔器本体及胶皮时间，进而优化关键参数，为以后套铣此类封隔器提供参考。

表1 套铣参数及时间表

从表1分析，套铣封隔器本体时转速越高，钻压越大，切削速度越快。从两方面考虑钻压控制:①钻压大则扭矩大，易损伤铣鞋硬质合金齿，钻压宜控制在20 kN以下；②在套铣前30 min以5 kN的小钻压铣出轨迹后，尽快提至20 kN，可提升套铣效率。

套铣封隔器胶皮时，钻压越大，速度越快。由于胶皮隔环和钢丝网的存在，使得套铣时易出现打滑现象，降低套铣效率，宜增加钻压来提高摩擦力，以40～50 kN为宜。

施工排量大，可及时使套铣产生的碎屑返离井底，从而避免重复套铣、降低卡钻风险，所以在设备条件允许下，尽量保持最大排量[4]。

(2)在套铣封隔器胶皮时，关井节流循环排气，将封隔器下部圈闭天然气脱净；1、2号井出现了不同情况的漏失，采取注入堵漏浆与降低钻井液密度(钻井液密度通过监测井筒液面确定)的双管齐下的方法，迅速降低漏失量，确保了井控安全，也减少了地层损害。

(3)1号井封隔器下卡瓦6片落到射孔枪上部，导致打捞射孔枪入鱼困难；2号井套铣至封隔器下卡瓦4 cm时，封隔器突然下落，封隔器残片落在鱼头上，导致第一次打捞未捞获落鱼；建议套铣THT封隔器时，如果封隔器下部带有射孔枪，则考虑把下卡瓦全部套铣完毕，便于下步捞枪；如果封隔器在套铣中下落，则跟进落鱼并清理鱼头，为下步打捞创造条件。