水平井带压穿心打捞连续油管技术的应用

吴志强

水平井带压穿心打捞连续油管技术的应用

吴志强

（长城钻探工程有限公司井下作业分公司，辽宁 盘锦 124010）

为解决水平井连续油管钻磨桥塞卡钻打捞困难的问题，借鉴电缆穿心打捞的方法和带压作业的优点，研究带压穿心打捞连续油管施工工艺，利用带压作业防喷器密封穿心管和套管环空，研究制作旋转密封装置，实现穿心管和连续油管环空封闭。通过带压穿心打捞连续油管实践应用，在井筒内连续油管完整的情况下成功解卡，避免了连续油管拉断打捞工作复杂化，同时又保护了高产井原始地层压力，确保投产后产能不受影响。

解卡；连续油管；穿心打捞；带压作业

连续油管具有起下钻速度快、没有接箍干扰、作业效率高、施工成本低等优点，是水平井可钻性复合桥塞投产完井的首选钻磨工具。目前连续油管钻磨得到了广泛的应用，但是受连续油管钻磨工艺优劣、钻磨工具选择、井底碎屑在不用井段运移规律不同及井内返砂等因素影响，卡钻是钻磨过程中最常见的事故之一，处理难度大，尤其在直井段遇卡，碎屑、砂与油管、套管之间摩擦，产生自锁力，上提负荷越大，卡得越严重[1]。连续油管强度低，如果大负荷上提解卡，油管本体容易被拉断，管体的柔性和鱼顶的特殊性，断裂后的连续油管最易贴在套管壁上，由于鱼顶相对较小，打捞入鱼更加困难，而且鱼顶很难修复[2]。为防止卡钻事故打捞工作复杂化，最大限度地降低作业成本，利用带压作业设备打捞，保护了地层能量。穿心套铣解卡打捞，保证了井筒内连续油管的完整性，避免大负荷上提解卡拉断的风险，提高了连续油管打捞的成功率和打捞效率。

1 让1井基本概况

1.1 井的基本情况

让1井完钻井深3 465 m，采用Φ139.7 mm套管完井，套管下入深度3 463.29 m，水泥返深 1 048.7 m，人工井底2 226.7 m，造斜点深1 863 m，水平段长度1 000 m。全井共分16段压裂，压裂井段2 380~3 427 m。

1.2 历次打捞情况

2018年4月19日，连续油管钻磨完第8个桥塞（井深2 896 m）后，短起过程中有遇卡现象，冲下钻磨第9个桥塞，无进尺。起至2 568 m卡，泵压30 MPa，排量450 L·min-1冲洗活动解卡，下钻到2 668 m卡死，返液量不到10%，反复活动无效，最高上提170 kN，不能建立循环。投球丢开丢手，正注热水累计300 m3，循环通道不畅，90%注入水进入地层，返出少量压裂砂、胶皮碎屑和稠油。正注热水同时活动解卡，最高上提吨位300 kN，起出100 m连续油管。反复大负荷解卡造成注入头损坏，连续油管在井口断裂。

2019年8月19日，使用车载式带压作业机配合解卡，活动解卡最高265 kN未开。使用震击器解卡，累计注水143 m3，震击解卡未开。加大上提负荷，活动解卡最高293 kN，连续油管内连接器脱落，井内遗留连续油管2 558 m+钻磨工具串。

两次打捞分析：第一次连续油管解卡最高上提300 kN，起出100 m连续油管，分析造成卡钻的原因是环空内胶皮碎屑、压裂砂和稠油的混合物堆积，没有出现硬卡。第二注热水震击器震击解卡未开，然后利用车载式带压作业机加大解卡负荷到 300 kN，仍未解卡。由于卡点位置是压裂砂、碎屑、稠油混合物，经过震击、硬拔，很可能产生了自锁效应。

2 打捞设计思路

2.1 穿心套铣打捞

车载式带压作业机活动解卡最高负荷300 kN未开，再采取强提的方式解卡连续油管有可能被拉断，为确保井内连续油管的完整性，采用穿心打捞的方法解卡打捞。连续油管作业机解卡时起出了100 m油管，根据分析造成卡钻的原因应是压裂砂、胶皮碎屑没有及时返出井筒造成堆积卡钻。为顺利下穿心管到卡钻深度，提高打捞效率，穿心管下端连接套铣头，快速磨碎大块堆积胶皮、硬物。

2.2 密封两个环空通道

采取Φ89 mm油管穿心套铣解卡打捞，存在穿心管与连续油管、穿心管与套管两个环空通道。其中，穿心管与套管之间的环空可以用带压作业防喷器密封。穿心管与连续油管之间的环空密有两个难题：第一，保证穿心管能够转动，在穿心管与连续油管之间的环空建立循环通道；第二，连续油管在穿心管内动密封。通过研究制作旋转密封装置实现旋转及密封功能，同时在该装置上引出连接泵，实现了连续正反冲砂功能。

2.3 有效控制井控风险

连续油管穿心套铣成功解卡后，井底压力可能会突然释放，井控风险高，一旦出现险情，起打捞管过程中要能够封井。封井方法：加工一根Φ48.3 mm油管短节和圆环（圆环内径大于Φ48.3 mm，小于Φ48.3 mm油管接箍外径Φ56 mm，圆环外径大于Φ89 mm油管内径，小于Φ89 mm油管接箍内径）。圆环套在短节上，短节连接打捞连续油管的捞锚上，下放短节，使圆环悬挂在Φ89 mm油管接箍内，从而起到悬挂连续油管的作用，Φ89 mm穿心油管接箍剩余丝扣足够安装旋塞阀封井。

3 打捞作业

3.1 旋转密封装置模拟实验

为了验证旋转密封装置的承压能力和旋转能力，选择一口深度1 000 m的低压水井进行试验，将旋转装置安装完毕后，通过向套管打压至15 MPa，关闭套管闸门，压力稳定。液压钳带动油管旋转，装置旋转部分连接良好，可以使用。

3.2 打捞作业过程

安装带压作业机，下Φ48 mm小油管短接+滑块捞锚，捞住连续油管。穿心下Φ89 mm油管+Φ110套铣头，第一次遇阻深度834.09 m，吊车配合吊起小油管短节拉伸连续油管，Φ89 mm油管仍下不去，75 ℃热水25 m3反洗井，活动套铣管柱继续下管至2 152.95 m第二次遇阻，75 ℃热水35m3反洗井，吊车配合吊起小油管短节拉伸连续油管，进尺3 m后第三次遇阻，深度2 155.95 m。

从遇阻位置2 155.95 m到2 299 m，连续冲下套铣20 d，平均每天进尺7 m，井口返出少量的压裂砂和碎屑。即将进入水平段，井斜逐渐增大是下套铣管比较慢的原因。深度2 299 m不能建立循环，上提一根油管，再次建立循环后，冲下套铣2 m，井口返出大量的压裂砂和桥塞胶皮碎屑，套铣头下到连续油管卡钻深度。套管打压反冲砂，油套环控憋压20 MPa，循环套铣，油管出液5 m3后不通，套管通，压力降到6 MPa。加大冲洗排量后建立循环继续下套铣管，冲下同时带压作业机配合上提连续油管280 kN完成解卡，打捞起出连续油管2 556 m。

3.3 反推分析

第一次连续油管解卡分析：压裂砂、胶皮碎屑和稠油没有及时从环空排出是造成卡钻的主要原因。从遇阻的深度看，在直井段834.09 m遇阻，提拉连续油管配合冲洗后通过。在造斜段2 152.95 m遇阻，连续冲下套铣20 d，平均每天进尺7 m，井口返出少量的压裂砂和碎屑，说明也不是卡钻位置。在2 299 m遇阻建立循环后返出大量的压裂砂和碎屑，加大排量冲洗完进尺50 m完成了解卡，说明砂面顶部在2 299 m，这是本井即将进入水平段的深度。

不同的井段环空压耗差别很大，查阅连续油管水平井钻磨文献资料，汪海阁等通过对试验数据的归纳分析，推导出的斜井段和水平段的环空压耗计算模型[3]。以2 200 m直井段、斜井段与水平段1 200 m为例，使用范宁公式[4]得到的直井段环空压耗与汪海阁等推导的斜井段和水平段得到的环空压耗模型对比，在2 300＜＜4 000的过度流范围内斜井段与水平段的环空压耗大约是直井段环空压耗的4~5倍[5]。理论计算验证了现场实践，当井内砂流到造斜段时，损失的能量多，造成钻磨液携砂能力下降，砂子沉降速度快，容易形成砂桥，造成卡钻。

4 认识与建议

1）车载式带压作业机打捞连续油管具有解卡能力强、井控风险低、保护储层能量的优点。

2）穿心套铣打捞连续油管，是震击解卡、大力上提解卡方法都失效的情况下的补充，能够保证井下连续油管的完整性，避免了井下复杂事故的发生，打捞成功率高。

3）打捞实践验证了不同井段连续油管钻磨环空压耗理论推导对比，斜井段与水平段环空压耗远高于直井段环空压耗，当井内砂流到造斜段时，损失的能量多，造成钻磨液携砂能力下降，砂子沉降速度快，容易形成砂桥，造成卡钻。

4）建议连续油管每完成1个桥塞钻磨，下探下一个桥塞位置后，通过建立短循环通道，减少斜井段、水平段压耗损失，缓慢上提连续油管及时循环排出碎屑和压裂砂。

[1] 曲景斌，宝慧.对水平井砂卡形态的新认识[J].石油钻采工艺，2013，35（4）：122-124.

[2] 付建华，王雯靓，陈国庆，等.穿心打捞连续油管技术与应用[J].钻采工艺，2016，39（5）：17-18.

[3] 汪海阁，刘希圣，丁岗，等.水平井水平段环空压耗模式的建立[J].石油大学学报（自然科学版），1996，20（2）：30-35.

[4] 沈忠厚.水射流理论与技术[M].东营：石油大学出版社，1997.

[5] 庞仁德，崔莎莎，韩继勇，等.水平井连续油管钻磨桥塞工艺研究与应用[J].石油钻探技术，2016，44（1）：57-62.

Application of Cut-and-thread Fishing Technology of Coiled Tubing With Snubbing in Horizontal Wells

（GWDC Downhole Service Company, Panjin Liaoning 124000, China）

To solve the problem of fishing operation of coiled-tubing drilling in horizontal well,taking advantage of snubbing and wireline cut-and-thread fishing, cut-and-thread fishing process of coiled tubing with snubbing was researched. Utilizing BOP stack seals cut-and-thread fishing tubing and casing annulus, rotary seal equipment was developed to seal cut-and-thread fishing tubing and coiled tubing annulus.Through practical application of cut-and-thread fishing of coiled tubing with snubbing, stuck freeing of the coiled tubing was successfully realized, and the coiled tubing in well bore was completely fished, which avoided the complication of coiled tubing broken.At the same time, the original formation pressure was protected, it was ensured that production capacity was not affected after production.

Stuck freeing; Coiled tubing; cut-and-thread fishing; Snubbing

2020-11-01

吴志强（1986-），男，河南省周口市人，工程师，硕士，研究方向：带压作业技术研究与现场管理。

TE358+.9

A

1004-0935（2021）04-0557-03