提高海上分层注水井打捞效率的技术与方法

＊郝博 姜大伟

（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 300459）

在海上油田完井工程中，需要面对诸多困难和影响因素，尤其是分层注水井下管柱生产时较易受到地层出砂和水力作用的影响，发生管柱断裂等现象，影响工程进度和施工质量。为了确保井下管柱的安全性以及后期生产的连续性，往往需要在防砂段下入双层注水管柱，而当内层管柱施工期间出现问题，由于双层管柱之间的隔离间隙较小，不利于进行套铣打捞作业，造成施工难度大；注水井管柱一般设计比较长，多为300m及以上，井型多为定向井，因此，在自身重力和井内液体流动性作用力影响下，增大了施工摩擦阻力，为施工带来诸多不便；此外，多级注水井的连接点较多，配水器、隔离密封等部件的外径大，出现断裂问题时很难准确找到卡点；在具体施工时还可能出现因为筛管破裂，或者注水管柱结垢因素导致的出砂，造成打捞器卡钻难以继续打捞的事故[1]。因此，按照常规的操作流程和处理方法，不仅很难有效面对诸多复杂因素做出及时有效的处置措施，还会因为打捞周期长、施工难度大，增加钻井平台和钻打捞作业的预期费用，提升作业成本，违背了生产要求与需求。

为了有效解决分层注水井的打捞难题，经过长期实践经验的总结，结合海洋环境的施工现场实际条件，充分掌握管柱的力学知识，综合分析制定了一套海上作业快速打捞技术和作业流程，经过实践验证，与以往相比提高了施工安全性能和作业效率，具有一定的推广应用价值。

1.主要技术原理与参数分析

针对上述的有关注水管柱断裂原因，以及打捞中影响难度的主要因素，主要对防砂管柱和注水管柱之间的内部结构和大小尺寸进行综合分析对比，结合两种管柱的打捞方式的区别特点，主要采用分开独立处理的方式施工，先处理注水管柱，再治理防砂管柱，按照先后循序施工。如图1，结垢管柱示意图所示。

图1 结垢管柱示意图

通过系统分析，总结出注水管柱的结垢卡点主要在于配水器，而筛管的出砂卡点则在于筛管破裂流砂的管路段。在实施第一步解卡注水管柱打捞时，首先使用油管连续冲砂，使用酸化试剂挤注进行化垢，然后进行整体解卡，这样的一次性流程解卡成功率高。然后切割顶封以上部分的油管，对防砂段的油管串进行震击，最后对防砂管柱进行逐段的切割打捞[2]。

此外，处理已经受损的防砂管柱主要可以根据具体损伤情况采取以下两种方法：

其一是下层的筛管完好，但是上层管柱断裂，这种情况只需要打捞上部的防砂管柱，然后重新下入新的防砂管柱回接即可，此方法可以降低成本投入与时间周期。其二是下层筛管受损，上层正常，此种情况则需要对管柱进行全段打捞，施工难度较大。在实际操作过程中，因为防砂筛管和油层套管之间的间隙小，加上顶封、隔离封等较多卡点的影响，不能进行一次性解卡打捞，只能采用分段切割、分次打捞的办法施工。为了提高打捞效率，可以逐层试提，按照自下而上的顺序，在隔离封的下端盲管处进行切割。当采用单层解卡时则从隔离封的上端盲管处开始切割，而捞割一体施工，可使用水刀进行多层多次切割，随后再优化套铣方式与参数，以此提高打捞管理的效率。

2.施工工艺与技术流程

(1)中心管柱解卡

对中心管柱的一次性解卡是完成打捞工作顺利开展的关键环节，具体的打捞工艺可分为三种不同方式完成。

①对注水管柱进行活动解卡，首先对注水管柱的内腔进行清理，使用酸性溶液除去油垢，实现活动解卡。②在海洋环境中，油管自身的强度和负荷载量有限，刚性强度低，受到摩阻影响，很难实现通过油管进行力的传递，到达解卡部位，因此，可采取震击解卡的方式实现解卡。③当遇到注水管柱内部被油垢或水垢堵塞卡钻时，难以实现解卡，就需要实施分层切割解卡，在刮垢时，尤其是水垢较硬时，管柱会遇到反向阻力，管柱主体会发生反向旋转，导致无法下放，影响疏通除垢，此时需要用扶正定向装置将钻杆主体卡定在油管上，抵消硬垢带来的阻力，如图2，扶正定向装置示意图。

图2 扶正定向装置示意图

(2)防砂管柱打捞工序

防砂管柱的主体结构主要有顶部封隔器和筛盲管，以及隔离封隔器等组成，打捞顶封时必须使用专用工具打捞解封，解封时的上提力不得小于150kN，而对隔封的上提力要求也不得小于100kN，由于筛管与套管之间的间隙小，而且地层因素导致的管内出砂、结垢，增加了摩阻系数，诸多因素的影响导致防砂管柱打捞不可能实现一次成功，为了安全起见，多采用分段切割、震击等方式打捞处理。此外，筛管因为尺寸较大，在筛网面也容易结垢，且筛网质地脆弱，容易破损，也为打捞作业增加了施工难度[3]。鉴于此，主要制定了以下解决方案。

类同于上述打捞筛管的原理情况一样，分为了两种情况，其一是打捞上部筛管，其二是全段打捞。

①针对具体出砂部位和打捞情况，进行冲砂和通径验证，确保下层防砂管柱的完好状况准确判断。当上层筛管损坏时，使用对筛管补接的防砂技术，先清理盲管的内腔，然后选择合适的补接位置，对顶封与盲管进行连接，治理好之后，控制好上提的给进压力，下入到注水管柱中，重新固定好。

②当需要打捞全段防砂管柱时，为了减少施工周期，降低安全风险，提高工期效率，主要采用自下而上的分段切割和震击解卡的方式，采用割捞一体、大段套铣和复合解卡的灵活多样施工工艺，进行对防砂管柱的清理时，可对顶封与隔封进行分段切割、分段解卡进行处理。

3.应用价值说明

（1）根据总结出的解卡经验和操作方法，在实际施工过程中，对分层注水管柱的打捞解卡一共尝试应用过14井次，分别在PL19-3油田、SZ36-1油田、QHD32-6油田、CFDII-1油田应用。此外，根据不同的打捞解卡方式，对注水管柱实现整体全段解卡3井次，对防砂段的注水管柱实现一次震击方式解卡4井次，成功率均超过60%，采用分段切割的震击方式打捞注水管柱一共有7井次，整体采用新技术工艺相比于之前的打捞时间平均节省作业周期达到10天左右，极大提高了打捞效率。（2）采用筛管补接技术进行实践2井次，防砂管柱一次全段打捞有12井次。该方式打捞作业平均节省施工周期约15天，打捞费用降低了约400万元成本。（3）而采用对筛管的连续套铣作业，单次最大套铣长度达100m，提高效率达30%；采用割捞一体方式打捞，应用次数达50次，一次切割方式打捞的成功率高达90%。

4.结论

（1）针对海上油田的分层注水管柱打捞技术难题，通过对多种打捞方式的详细阐述，结合管柱内外不同结构、尺寸和卡点的不同，制定出具有针对性的处理解卡措施，有效提高了打捞成功率和施工效率。

（2）考虑到注水管柱和防砂管间隙小的现实问题，采用预先酸化处理解垢、通径冲砂等方式降低摩阻系数，减少打捞过程中受到的阻力因素，降低施工卡钻的概率，为实现一次解卡，一次打捞提供有力保障，提高成功率。

（3）通过技术应用价值分析，多种方式针对不同的实际情况均具有较高的实用价值，能够很好地解决打捞问题，对于降低生产成本，缩短施工周期，提高作业安全性具有较好的实际意义，也具有广阔的应用推广前景。