付貴龍
摘要:在井下作業施工中,常由于油管落井時間長,油管受井內流體、多種礦物質及細菌的腐蝕作用,造成油管氫脆(即氫進入金屬內部,使金屬中存在氫或氫與金屬生成氫化物而導致金屬脆化,)腐蝕穿孔等,甚至把油管腐蝕成條狀薄鐵皮。這樣的油管在形狀、強度等方面發生了很大的變化,采用傳統的修井工具和修井工藝去處理這樣的落物,收效甚微,有時還會造成井下情況更加復雜化,延長了施工周期,浪費了大量人力財力和物力。因此,對腐蝕油管的打撈技術進行研究具有十分重要的現實意義。
關鍵詞:井下作業;腐蝕變形油管;打撈技術;施工周期
一、引言
油管由于落井時間長,受井內流體,多種礦物質及細菌的腐蝕作用,容易造成油管氫脆,腐蝕穿孔等,這樣的油管在形狀、強度等方面發生了很大的變化,采用傳統的修井工具、工藝去處理這樣的落物收效甚微。采用改進后的打撈方案,既能有效的在不破壞魚頂的情況下有效地打撈出腐蝕的油管,又大大降低了卡鉆的風險,提高了工作效率。
二、常規打撈方案的缺陷分析
1. 活動解卡:
在修井打撈施工中,盡快地將落物撈完是每個工程技術人員的愿望,所以打撈工作第一步,常常進行活動解卡。由于腐蝕油管的強度已經大大的降低經過活動解卡,油管有可能產生多處彎曲變形,導致脫扣甚至斷裂,所以活動打撈效果并不理想。,
2. 用組合母錐處理斷口:
當腐蝕油管本體在打撈過程中被拔斷或扭斷時,由于斷口不規則,斷口處的外徑一般都有增大,采用卡瓦撈筒,籃式撈筒無法撈獲。處理斷口時一般都選擇組合母錐(如圖1所示)進行打撈處理,這是因為該工具打撈范圍廣,在56-96mm之間都可以打撈。由于腐蝕油管強度低,油管本體存在有穿孔,破裂的地方,在正常的造扣中,就能將腐蝕油管本體扭斷。而地面上并無顯示,操作者就必須要進行多次造扣打撈,這樣卻易造成井下魚頂破裂劈開,井下情況變得更加復雜化,為以后的施工制造了更大的麻煩。
3. 磨鞋磨銑:
采用常規打撈工具進行多次打撈未果的情況下,施工人員往往采用磨鞋對魚頂進行磨銑。由于被腐蝕的油管在形狀、強度等方面發生了很大的變化,在磨銑過程中磨鞋對腐蝕油管切削并不均勻,在鉆壓的作用下,腐蝕的油管成片狀或塊狀碎裂這樣也無法將魚頂磨銑規則。而這些碎片或碎塊堆積到了一起,充滿油套空間,使得磨銑進尺變得非常緩慢,甚至毫無進尺,時常伴有憋鉆現象嚴重情況下甚至會造成卡鉆。實際進尺情況也說明了這一點,即開始3~4小時以內進尺較快,進尺2~3m以后進尺變得很困難。
三、改進后的打撈方案:
1. 直接采用倒扣打撈:
這種方案就是選用卡瓦撈筒,可退式撈筒,倒扣撈矛等進行打撈,由于這類工具打撈時,工具與落物的接觸面較大,所以不容易破壞魚頂。用這類工具抓住落物后,上提50~60kN,進行倒扣,倒開后直接起鉆,不要進行重復打撈,以防止破壞魚頂。
這種方案適用于腐蝕油管雖有腐蝕穿孔,但是外形基本完整,幾何尺寸沒有大的變化,仍可以用傳統的打撈工具進行打撈的情況。選擇工具還應注意盡可能少用滑塊撈矛,公錐等工具以將落魚魚頂破壞。
2. 改進工具進行套撈:
這種方案就是將傳統的套銑筒進行改進,使套銑打撈同時進行。改進的工具如圖2所示。
工具的結構:φ114mm×10m套銑筒下端焊組合母錐,母錐割成引鞋狀或鋸齒狀;如果在打撈過程中已經產生了碎油管皮,母錐前可以加焊相應的套銑頭,如使用于∮73mm油管的母錐打撈范圍在80~96mm之間。
在魚頂為公扣或本體時,下入套銑筒母錐。距魚頂3m時,開泵循環,啟動轉盤,轉速控制在20~25r/min,緩慢下放。根據打撈出的油管長度和下井鉆具的長度,計算好打撈方入,當套銑筒母錐下的母錐已套銑至油管節箍時,降低轉盤轉速,控制在10~15r/min,造扣半小時或發現有周期性輕微跳鉆現象,及時起鉆。由于油管接箍已被腐蝕的不規則了,一般泵壓無明顯變化,撈出一根油管及接箍,即可撈下一根油管。對于這種腐蝕非常嚴重的油管,采用傳統打撈工藝進行打撈,油管容易被壓彎扭斷,扭成大量麻花狀斷油管,一根油管可能要打撈十幾次才能撈完。采用套撈法每趟可打撈一根完整的油管,大大的提高了打撈效率。
這種方法適合用于油管已被腐蝕成條狀薄鐵皮,外形尺寸發生了很大的變化;油管本身被砂埋或出砂嚴重的施工井,在打撈時,一趟鉆就已將油套環空套銑干凈,將砂沖洗干凈,也大大降低了卡鉆的風險,又提高了工作效率。
四、現場應用實例:
衛10-11井內有1986年落入的φ73mm油管10根,魚頂為油管節箍,深度:2767.76米,人工井底:2862.72米。地質方案要求打撈完落物并通井至人工井底。打撈施工中發現油管已經被腐蝕成條狀薄鐵皮,用傳統的打撈工具打撈起來非常困難,多次撈空。后來用套撈法進行打撈,順利地將落物全部撈完。值得說明的是:多數情況下,并非靠母錐造扣將落物撈獲的,而是靠落物自身彎曲變形卡在套銑筒內或母錐處將落物撈出來的。這就說明嚴重腐蝕的油管不能直接造扣打撈。
該技術在衛224井也得到了應用,衛224井內有1990年注灰卡油管32根,魚頂為油管節箍,深度:2421.36米,人工井底:2887.64米,地質方案要求打撈完落物并通井至人工井底。打撈施工中發現油管外形雖然完整,但是抗拉強度,抗扭強度很低,正常的倒扣就能把油管本體扭斷。于是采用倒扣法,套撈法,并把倒扣噸位控制在10KN-20KN之間,順利地把自由段的油管撈出。
五、存在的問題及認識:
通過對傳統的打撈工具的改造及打撈工藝的改進,提高了目前對腐蝕油管的打撈水平,但是由于打撈作業是一個非常復雜的問題,腐蝕油管打撈的問題并沒有得到徹底的解決,主要原因是:
(1)傳統的打撈筒,打撈矛的打撈范圍非常小,而腐蝕油管外形尺寸變化較大,形狀不規則,常常不在工具的打撈范圍之內。
(2)腐蝕油管的強度非常低,容易彎曲變形,打撈時的加壓受到限制,也就大大縮小了打撈范圍。
(3)公錐母錐的打撈范圍雖然很大,但腐蝕油管的材質不容易造扣,有時正常的造扣就可能把油管本體扭斷。
綜上所述,腐蝕油管的打撈是一個極其復雜的問題,在打撈工藝改進方面還有很大的空間。在以后的工作中,我們會不斷探索,力爭研究出更便捷高效的工藝方法。
參考文獻
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[2]王俊亮,《天然氣工程》.北京:石油工業出版社,2011.08
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(作者單位:勝利油田東方實業投資集團有限責任公司作業分公司)