海上油田生產井滑套開關技術分析及安全控制方法

許明亮 李沛亮 姜曉君 楊萬濤 陳文恩

摘要：渤海油田生產井的滑套開關任務多由鋼絲作業完成，針對其施工復雜且風險大等特點，分析了渤海油田分采井滑套開關技術，介紹了幾種安全控制方法，通過現場實際應用，減少了鋼絲斷裂等井下事故的發生，對于海上油田QHSE管理具有指導意義。

關鍵詞：渤海油田;鋼絲作業;開關層;生產滑套;井下事故

0? ? 引言

目前渤海油田總井數3 359口，采油井2 344口，氣井32口，注水井881口，水源井63口，回注井39口。對于采油井，分為合采和分采兩種，而對于分采井則以電泵側掛，同時留有測試及作業通道的Y型管柱[1]為主，通過對應開采層位滑套的開關實現井筒與地層通道的建立。針對產液剖面測試結果，在不進行儲層改造的前提下，滑套的開關暫時是實現穩油控水的最直接手段。近年來，智能測調管柱發展迅速，但短期內各油田生產井仍以機械滑套為主，通過入井鋼絲攜帶滑套移位工具來實現井下換層。井下狀況不確定因素較多，鋼絲作業開層后突然涌出的地層壓力對鋼絲及其工具串勢必造成一定的沖頂，因此鋼絲打結斷裂、工具落井等事故時有發生，給油田生產帶來了一定的影響。

1? ? 渤海油田分采管柱結構及滑套種類

1.1? ? 渤海油田分采管柱結構

完井過程中下入的隔離封隔器將地層劃分為若干防砂段，產出液由地層經生產滑套進入油管，并由循環滑套進入電泵所在的油套環空，生產堵塞器設置在工作筒內，通過潛油電泵的抽吸實現人工舉升。此種具有Y接頭的管柱結構（圖1），實現了鋼絲作業對生產滑套的開關換層，滿足了生產測井、增產措施及精細化開采要求。

1.2? ? 渤海油田常用滑套的種類

此類機械滑套（表1）均為窗式開關結構，由帶流通孔的滑套內襯套與對應開孔滑套本體的相對移動位置關系，實現其與外界的連通與關閉[2]，此井下開關過程由鋼絲作業實現。

2? ? 滑套開關技術分析

2.1? ? 滑套移位工具的種類

滑套移位工具分為非選擇型（圖2）和可選擇型（圖3）兩種，核心結構在于開關彈性爪，具有與滑套內襯套配合的推動臺階，其內部有膨脹式彈簧。非選擇型移位工具根據井下滑套的型號，可雙向接于鋼絲工具串之下，彈性爪處于張開狀態入井，可將井內滑套依次順序打開，一旦滑套內襯套無法移動，則通過鋼絲作業的震擊動作切斷上保持套內的安全銷，彈性爪閉合，達到與滑套內襯套分離的效果。可選擇型移位工具區別在于其鎖定機構可以將彈性爪在下井前關閉，使整體結構外徑變小，可選擇性地通過井下滑套;到達目標滑套以下位置上提，鎖鍵在對應滑套底部縮頸位置遇阻，鎖鍵縮回，彈性爪張開，通過向下震擊可將滑套內襯套向下推動。

2.2? ? 鋼絲作業開關滑套工具串的連接

鋼絲開關滑套常用工具串由繩帽、加重桿、鏈式震擊器、滑套移位工具組成，作業前需通井及時判斷井況，以便對工具串的材質、重量、配接長度等及時進行調整，必要時可考慮清潔井筒[3]。同時對下井工具懸重的階段性測試，可第一時間識別入井鋼絲工具串的完整性。

3? ? 安全控制方法

（1）打平衡壓法：開滑套前向井內正擠水打背壓，正擠壓力高于井口壓力2～5 MPa，可根據現場實際情況調整擠注壓力范圍，一旦滑套突然被鋼絲作業打開，地層壓力可被井筒壓力平衡;

（2）防上頂工具安裝法：在鋼絲工具串頂部安裝防上頂工具，其受加重桿自重而使支撐臂處于收縮狀態，當地層壓力沖頂造成工具串失重時，防上頂工具支撐臂張開而使其固定在油管內壁上，達到工具串無法繼續上移的效果，避免了沖頂;

（3）底部配重法：在滑套移位工具底部接配重桿，增加工具串總成的浮重力，降低工具串上頂纏繞鋼絲導致斷裂的風險;

（4）井口壓力觀察法：通過控制鋼絲作業震擊滑套內襯套的力度及頻率，密切觀察井口壓力的變化情況，分階段將滑套打開，當井口壓力出現變化時暫停震擊，待井口壓力穩定且平衡井筒后，再將滑套完全打開;

（5）上接震擊器輔助法：在防上頂工具上面接液壓震擊器，或在原防上頂工具頂部改造安裝一桿式震擊器（震擊桿），一旦防上頂工具支撐臂卡在油管內壁無法閉合，即可通過向上的微震擊實現解卡。

4? ? 結論

（1）施工前及時識別管柱結構，針對井下滑套的狀態、型號、尺寸及開關方向，合理選擇移位工具，可以有效減少作業趟次，提高作業時效，降低作業成本及施工風險。

（2）應提前了解目標井井史及對應開關層位的生產動用情況，識別層內能量儲集狀態。若對地層壓力認識不明，可通過打平衡壓、配重、接防上頂工具等安全防控措施的綜合應用，提升鋼絲開關滑套作業的施工質量和安全性。

[參考文獻]

[1] 邢四駿，閆化云，張穎，等.渤海某油田“Y”形生產管柱堵塞器腐蝕原因分析[J].全面腐蝕控制，2014（3）：79-83.

[2] 張世甫.滑套使用中若干問題的分析探討[J].鉆采工藝，2002，25（1）：77-79.

[3] 高鐵慶.鋼絲作業技術在不同井況的應用分析[J].中國石油和化工標準與質量，2018，38（23）：147-148.

收稿日期：2020-05-11

作者簡介：許明亮（1984—），男，天津人，工程師，研究方向：海洋石油井下生產測試及增產增注措施。