水平井打撈關鍵技術與施工應用探究

文/李廣輝,濱南采油廠井下作業大隊

水平井打撈關鍵技術與施工應用探究

文/李廣輝,濱南采油廠井下作業大隊

由于水平井井身結構的特殊性,常規解卡、打撈工具無法滿足水平井解卡、打撈施工的需要。主要因為：(1)由于彎曲段刮碰嚴重,對所有下井工具都要進行防刮碰設計加工;(2)由于魚頭在水平井中不居中,需要設計加工專門的導入和收引工具;(3)由于工具在水平井的受力狀態發生變化,常規滑塊式打撈工具失效,需設計加工其它形式的打撈工具;(4)由于水平井受力復雜,不但工具需特殊設計加工,而且工具強度要求高,同時具有保護套管作用。

卡鉆；水平井；打撈；施工技術；應用

卡鉆其實就是油水井實際生產與作業過程中,由于不合理的操作或者某一因素的影響而導致井下管柱或者井下工具在套管內被卡住,按正常懸重負荷無法正常提出的一種井下故障。修井作業過程中,常常會發生卡鉆問題,所以,有效解決卡鉆問題能減少修井費用和修井時間,提高修井效率與作業成功率。

水平井已經成為提高單井產量和采收率的有效手段之一,與直井相比,水平井的單井產量明顯大幅上升，油田水平井數量也在日益增加,水平井技術應用已取得了較好效果,今后水平井還將日益增多。但相對直井而言,水平井增產工藝、修井工藝技術仍不成熟,部分項目甚至沒有完全展開。大部分作業仍采用常規井修井設備、管材與工具,由于水平井井身軌跡的特殊性,采用常規修井機具施工存在很大的風險，特別是井下解卡打撈,在解卡不成功的情況下往往造成井下事故復雜化。

1 水平井解卡 、打撈工具

目前大位移井如定向井、水平井作業仍采用常規井修井設備、管材與工具,特別是井下解卡打撈,在解卡不成功的情況下往往造成井下事故復雜化。根據水平井井身結構的特殊性和解卡打撈的具體要求,在借鑒常規工具的基礎上開發了水平井解卡打撈工具,基本滿足了水平井解卡打撈施工的需要。以上方面都對水平井現場施工的成敗都起到重要的作用,因此,對水平井的解卡、打撈工具進行了設計加工。

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2 水平井解卡工藝技術

(1)水平增力解卡技術。針對水平井井斜角大、在井口活動管柱能量傳遞效果差、不易解卡的實際,利用井下打撈增力器把大鉤的垂直拉力轉變成水平拉力并具有增力效果,二力共同作用實現解卡。(2)震擊解卡技術。針對水平井鉆壓傳遞困難的情況,可采用倒裝鉆具結構或配合下擊器共同作用進行震擊解卡,或利用連續油管配合連續油管震擊器、加速器等管柱進行近卡點震擊解卡。適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)震擊倒扣解卡技術。對前2種方法無法解卡的,可利用震擊配合倒扣進行解卡。管柱結構和震擊法管柱結構相似,只是打撈工具采用可倒扣打撈工具。由于倒扣時無法準確掌握中和點,倒扣打撈落物長度短,當倒出一部分管柱過卡阻點后,再全部撈出落魚(或配合震擊,再行打撈。

3 水平井打撈工藝技術

在打撈工藝上主要根據水平井的特點,結合直井的打撈工藝,處理“魚頂”沉砂、打印、修整“魚頭”、選擇打撈工具、下入打撈管柱打撈、起出管柱。但在具體打撈作業時與直井打撈不同。(1)打印:通過鉛模護罩、前端裸露鉛體及整體形狀的合理設計,具有易于打印、印痕清晰且防刮碰等特點,滿足水平井打印的特殊要求。(2)“魚頂”修整:是為減少對套管下部的磨損、破壞,采用扶正機構或采用周邊帶扶正滾珠的磨鞋。為防止普通平底磨鞋不能完全平磨魚頭,采用凹底磨鞋,起到收引且平穩的作用。(3)打撈工具的選擇。包括內撈和外撈工具。在設計上,根據井下落物的不同狀態,研制的工具具有不同的打撈方式;外撈工具設計特殊的連動機構,在撈獲少量落物后無法通過懸重判斷時,可通過該工具的聯動機構改變水眼數量,靠地面泵壓來判斷是否撈獲落物;在外型結構上,前端引鞋設計有內外導角,其它外端面無死臺階,便于起下和工具的引入。(4)打撈。引入,筒類打撈工具采用帶內外導角的引鞋導引,矛類打撈工具采用合適的一體式引錐引入魚腔內。打撈后的判斷,由于鉆具在井下受力復雜,當打撈落物不受卡或輕微受卡且落物相對較少時,很難從懸重上判斷是否撈獲,因此,打撈工具撈獲落物后通過聯動機構改變打撈工具的水眼個數,在地面通過泵壓來判斷是否撈獲。

4 技術難題

目前的水平井修井技術可以實現對掉入彎曲和水平段內的常規管柱進行解卡、打撈處理,但對于水平井分段壓裂管柱的阻卡、解卡還存在一定的難度,下步主要結合現場情況,對水平井分段壓裂阻卡管柱和故障問題進行重點攻關研究和現場試驗。

5 結束語

導致大位移斜井如水平井修井作業發生故障的因素有很多,其中,最為常見的就是卡鉆問題,其不但會造成油井開采工作難以正常有序的運行,而且,還使得油井的開采難度進一步提升。卡鉆原因及預防措施造成卡鉆的原因多種多樣,主要有沉砂卡鉆、鍵槽卡鉆、井塌卡鉆、壓差卡鉆、縮徑卡鉆、砂橋卡鉆、落物卡鉆及鉆具脫落下頓卡鉆等[1]。此外,地層的構造情況、鉆井液性能不良、操作不規范等都可能造成卡鉆。面對卡鉆事故,我們必須針對具體情況進行分析,以便采取有效的措施。本文首先對水平井修井作業中的卡鉆原因及常見的修井卡鉆類型與解卡方法進行了分析,其次,指出了解卡方法在油井修井作業中的應用。

[1]耿書肖,張永青,奚國銀,彭艷香.水平井卡鉆事故處理實踐及預防措施探討[J].探礦工程(巖土鉆掘工程).2010(02)

[2]王龍.水平井磨銑打撈技術研究與應用[J].中國石油和化工.2016.(02)