上翘水平井上提电缆技术的研究与应用

白帆

摘要：在上翘水平井中进行泵送桥塞多级射孔联作施工时，为避免各种井下复杂情况，研发了一种适用于上翘水平井的上提电缆技术，并在最大井斜109°的J井中成功应用，顺利安全的完成该井施工，在复杂井泵送桥塞多级射孔技术中起到了重要作用。

关键词：上翘水平井;泵送桥塞多级射孔联作;上提电缆技术

随着页岩气大规模开发建设，井斜超过100°的上翘井日益增多，当工具串处于该井段时，必定会出现回滑并使电缆缠绕枪串，进而导致工具串遇卡、落井、电缆炸断等各种井下复杂情况。要避免复杂情况带来的经济损失和工程时效，安全的将工具串起出，就要研究出一套安全的上提电缆技术。

1技术思路

针对上翘水平井的施工，目前一般会使用投球桥塞，保留泵送通道，通过开启排量产生的推力使工具串不回滑。但在使用球笼桥塞时，无法开启排量，当工具串出现回滑时，只能通过加快电缆上提速度，使其大于或等于工具串回滑速度，才能避免电缆堆积缠绕。

首先确定工具串开始回滑的井斜，当工具串重力平行套管方向分量大于垂直套管分量产生的摩擦力，工具串就会开始回滑，得出下列公式，其中F：回滑力;θ：井斜;f：摩擦系数，取值025;当F=0时，可认为工具串处于回滑的临界值。计算得出工具串回滑井斜为103°。

F=sin（θ-90°）·G-cos（θ-90°）·G·f

其次，进行现场模拟施工，通过电缆上提速度和实测套管长度的变化量，测试并推算工具串回滑速度，同时优化配套技术细节。最后，总结分析测试数据，确定井斜和速度的对应关系，结合相关工艺技术，最终形成完整的上提电缆技术方案。

2模拟施工

2.1施工情况

施工井套管内径115mm，上翘井段3500m3270m，井斜均大于102°，其最大井斜109°，套管内径115mm，所用模拟工具串最大外径102mm。施工前，提前计算好在不同速度、不同的实测套管长度下，应调整到的电缆上提速度，并编制成表，以便快速的进行对照调整。虽然计算得出工具串回滑井斜为103°，但为了确保安全施工，从97°就开始以500m/h的速度开始上提电缆，低始速可以给后续提速保留空间。随着井斜变大，逐步提升电缆上提速度，到井斜103°处，连续三根套管实测长度变短达8m，说明该处工具串回滑速度加大，将电缆上提速度由1000m/h快速提升至4000m/h，后续井斜每增加1°，电缆上提速度就提高到300m/h，到109°处时，速度已达5800m/h。最終，顺利将工具串起出。

2.2分析改进

（1）在泵送施工中，一般都会通过降低绞车扭矩来限制绞车最大负载，从而保护电缆在遇卡后，不会因过力而拉断，但在本次加速上提电缆时，因扭矩调整不及时，未能及时加速到位。

（2）工具串起出后，发现马笼头端电缆有弯折，这是工具串回滑造成的，所以在工具串进入103°井斜前须要提前加速，以防止电缆损伤造成电缆阻流管遇卡等复杂情况。

（3）通过施工曲线，根据实测套管长度和电缆上提速度，推算出各个井斜下工具串回滑速度，并制定初步的上提速度表。

3施工应用

3.1施工前准备

（1）考虑到液体的阻力的存在，工具串与井液是相对运动，工具串长度越长、最大外径越大，则液体摩阻就越大，相应的回滑力就越小。所以在J井215段施工应用中，选用外径105mm桥塞、外径106mm推筒进行施工。

（2）提前设置扭矩，并测试绞车最大上提速度达到6000m/h。

（3）在高速上提电缆过程中，密封脂消耗量大，启动3个注脂泵进行注脂。

（4）将实测曲线与对比曲线深度对齐，以便观察套管变短量和累计变短量。

3.2施工情况

本着安全施工、固化方案的原则，按照初步制定上提速度表施工，顺利完成第24段施工。在第515施工中，尝试降低电缆上提速度，在确保实测套管长度正常情况下，逐渐轻微的降低提速时间和提速量，最后以最低5000m/h的速度安全起过109°上翘井段，且未出现电缆弯折。经过对施工数据的整理，逐渐完善固化了井斜速度对照表（见下表），并结合井下工具选型、绞车操作技术、注脂控制技术、提速对照表，形成一了套完整的技术方案。

4结语

上翘水平井上提电缆技术在J井的应用取得了圆满成功，对上翘井施工技术的发展起到一定的推进作用，更是泵送桥塞多级射孔技术的完善和补充。应用该技术能够有效的避免一系列井下复杂情况，有利于提高施工时效和成功率，并且可以节省大量的事故处理费用。随着页岩气不断的开拓发展，复杂井射孔技术也将逐步提高完善。