低壓、小井眼、深井砂埋射孔槍打撈技術——以PX3井為例

宋勇，楊健，宋頤，楊浚瑋，張琦，肖瀟

1.中國石油西南油氣田分公司 川東北氣礦（四川 達州 635002）

2.中國石油西南油氣田分公司 氣田開發(fā)管理部（四川 成都 610000）

3.中國石油西南油氣田分公司 工程技術研究院（四川 成都 610000）

0 引言

深井普遍采用Φ177.8 mm 油層套管+Φ127 mm尾管懸掛的井身結構，隨著氣田開發(fā)進入生產中后期，產層壓力明顯下降，很多老井的產層壓力己遠低于靜水柱壓力，同時產層出砂、出水嚴重，井下油管長期處于H2S、CO2、Cl-、氣田水等多種介質共同形成的復雜腐蝕環(huán)境中，加之氣流常年的沖刷作用，致使部分氣井井下油管腐蝕、結垢情況嚴重，易出現井下管柱斷落等復雜情況[1]；若遇產層出砂，造成生產管柱砂埋，屬于硬卡，為嚴重井下復雜情況[2]。

對于采用此類井身結構的低壓、深井井下復雜情況處理的難點在于壓力系數低難以建立全井筒循環(huán)，套、磨銑碎屑難以返出，尤其在Φ127 mm尾管喇叭口存在返屑失速二次沉淀問題，加大了工具管柱遇卡風險。Φ127 mm尾管內徑小，可選用的打撈工具少，尤其能用于倒扣作業(yè)的可退式打撈工具少，常規(guī)修井手段風險大、成功率低[3]。以PX3井在Φ127 mm尾管內處理砂埋射孔槍為例，提出一套適用于低壓、深井、小井眼井下復雜情況的處理辦法，為同類井的修井施工提供借鑒。

1 PX3井概況

PX3 井完鉆人工井底為4 242 m，最大井斜角11.7°，套管程序為 508 mm×25.7 m—339.7 mm×238.15 m—244.5 mm×2 640.12 m—177.8 mm×4 152 m—127 mm×（3 968.93～4 243.75）m。Φ127 mm尾管射孔完井，產層為石炭系（射孔段：4 164.0～4 202 m），H2S 含量：5.243 g/m3。該井于 2002 年投產，月產量10×104m3。2008 年 5 月對該井進行酸化，由于落井射孔槍與產層出砂，掩埋產層，酸液無法擠入地層。隨后開展處理射孔槍作業(yè)，方案為采用磨鞋對射孔槍進行整體磨銑，但磨銑效果差，進尺緩慢，70余天磨銑進尺僅為9 m，并且在磨銑過程中多次發(fā)生卡鉆。考慮到作業(yè)風險大，因此放棄處理射孔槍作業(yè)，對產層段進行補孔、酸化，因酸化管柱的封隔器解封未能成功，在封隔器上部油管穿孔后復產，至6 月20 日氣井產量恢復相對正常達到13.6×104m3/d，日產水70 m3，后氣井產量有所上升，至2008年11 月9 日達到15.1×104m3/d，產水量相對穩(wěn)定，但由于受井下落魚及井身結構影響，產層暴露段大幅度減少，且受其井身結構影響無法實施相應的排水采氣措施，該井于2015年3月水淹停產。

該井剩余儲量大，具備較大的開發(fā)潛力，因此再次對該井開展修井作業(yè)，恢復產能。通過前期修井作業(yè)，順利處理完遇卡的原井帶封隔器管柱，但仍需進一步打撈堵塞產層的砂埋射孔槍，充分暴露產層，恢復該井油氣通道。

2 技術難點

2.1 壓力系數持續(xù)降低，處理難度加大

1）2008 年該井的壓力系數為0.8，現降低至0.49，本次作業(yè)過程中，修井液預期由漏失轉向大漏。

2）可承壓修井液的市場化應用較少，無法滿足套、磨作業(yè)過程中的防漏需要[4]。

3）無法建立全井筒循環(huán)，套、磨返屑難，卡鉆風險進一步提高。

2.2 井筒清潔難，尾管內可用修井工具少

1）該井壓力系數低，無法建立全井筒循環(huán)；該井生產套管為Φ177.8 mm+Φ127 mm 組合套管，循環(huán)時在Φ127 mm 尾管喇叭口存在返屑失速二次沉淀問題。

2）Φ127 mm尾管內徑小，現有的小井眼有效處理工具及手段少，尤其是可退式倒扣打撈工具少[5]。

2.3 井況復雜、處理對象復雜

1）經過2008年磨銑射孔槍作業(yè)，目前射孔槍魚頂情況不明，需要進行打鉛印判斷并根據情況進行修魚頂作業(yè)。

2）射孔槍落井時間久，預計砂埋牢固解卡困難，且魚頂上方砂埋層有本次修井作業(yè)處理原井油管時沉積的鐵片、碎屑。

3）井深、小井眼及井壁結垢3 種因素導致鉆具扭矩傳遞困難，因此盲目增大鉆盤扭矩進行倒扣，會進一步增加扭斷鉆具的風險并新增復雜情況[5]，甚至造成該井工程報廢。

3 射孔槍打撈方案制定

根據上述難點，本次射孔槍打撈方案主要按以下3個步驟進行：

3.1 清理射孔槍魚頂上方砂埋層

采用磨鞋+2只大口徑撈杯的鉆具組合，鉆磨砂埋層，清理至暴露射孔槍魚頂；在井筒清潔方面，通過加大排量建立局部循環(huán)及采用2只大口徑撈杯的方式，在無法建立全井筒循環(huán)的情況下盡全力打撈前期作業(yè)沉積的鐵片、碎屑。本階段若無法將大塊的鐵片、碎屑撈出，后期采用薄壁銑筒進行套銑解卡時可能會因齒薄套銑能力差而無法達到套銑解卡的效果。

3.2 整體式震擊解卡

清理砂埋層暴露射孔槍魚頂后打鉛印，通過鉛印判斷魚頂形狀，采用桿狀磨鞋修整魚頂，并疏通射孔槍內壁；為可退式打撈矛創(chuàng)造內撈條件后，采用可退式打撈矛+震擊器嘗試對砂埋射孔槍進行整體式震擊解卡。若砂埋不牢固，震擊器能將砂埋射孔槍整體解卡，結束射孔槍打撈作業(yè)；若砂埋牢固，震擊器無法將砂埋射孔槍整體解卡，則執(zhí)行下一步驟。

3.3 分段套銑解卡+倒扣打撈

若整體震擊解卡失敗，則采用“分段套銑解卡+倒扣打撈”的方式處理砂埋射孔槍。選用薄壁銑筒對射孔槍與套管內壁之間板結的沉砂進行套銑，單趟鉆套銑解卡至單根射孔槍接頭位置，為倒扣打撈單根射孔槍創(chuàng)造有利條件后，再視魚頂情況下入打撈工具對已解卡的單根射孔槍進行倒扣打撈（圖1）。避免對射孔槍本體進行破壞性套銑，尤其盡量不采用磨銑作業(yè)，減少作業(yè)過程中產生碎片、碎屑在環(huán)空內堆積，以免堵塞井筒造成工程報廢。同時在井筒清潔方面，在薄壁銑筒套銑管柱上安裝大口徑撈杯，捕撈套銑解卡過程中產生的碎屑，進一步提高套銑解卡成功率。

圖1 套銑解卡工藝示意圖

4 現場應用

4.1 清理砂埋層、打撈前期作業(yè)沉積碎屑

首先采用Φ103 mm平底磨鞋+2只Φ100 mm大口徑撈杯的鉆具組合鉆磨清理砂埋層至暴露魚頂，同時大口徑撈杯撈獲前期作業(yè)沉積于砂埋層上的大塊鐵片、合金齒碎塊（圖2），累計4 趟鉆清理至暴露射孔槍魚頂，隨后打鉛印判斷，魚頂清晰（圖3）。在清理砂埋層的同時，盡全力打撈前期作業(yè)的沉積，避免其再次沉積，為下一步采用薄壁銑筒對砂埋射孔槍進行套銑解卡提供了較好的井筒環(huán)境，提高了套銑解卡的成功率及效率。

圖2 撈獲前期作業(yè)沉積的大塊鐵片及合金齒碎塊

圖3 射孔槍魚頂鉛印

4.2 嘗試進行射孔槍整體式震擊解卡

根據鉛印的情況，選擇打撈范圍適合的可退式卡瓦打撈矛。采用柱狀銑鞋疏通射孔槍魚頂，為可退式卡瓦打撈矛創(chuàng)造內撈空間后，下入可退式卡瓦打撈矛（Φ73 mm 矛瓦）+Φ87 mm 震擊器，對砂埋射孔槍嘗試進行整體式震擊解卡。由于射孔槍整體砂埋牢固，撈矛芯軸因震擊滑脫損壞（圖4），整體震擊解卡失敗，因此采用分段套銑解卡+倒扣打撈的方案打撈井內砂埋射孔槍。

圖4 整體震擊解卡失敗

4.3 射孔槍分段套銑解卡+倒扣打撈

在套銑解卡過程中，采用Φ103.5 mm 薄壁銑筒（壁厚4.5 mm，有效套銑進尺4.8 mm）+Φ100 mm 大口徑撈杯的鉆具組合，單趟鉆套銑解卡至單根射孔槍連接位置（單根射孔槍長度為4.3 m），避免銑筒重復入魚造成的操作困難，同時在套銑解卡過程中通過“局部循環(huán)+大口徑撈杯”的方法全力打撈套銑解卡過程中產生的碎屑。薄壁銑筒進魚前嚴格監(jiān)控施工參數，保持低鉆壓（10～15 kN）、低鉆速（25～30 r/min），防止偏磨魚頭；判斷薄壁銑筒進魚后，可適當提高鉆壓（15～25 kN）、鉆速（30～45 r/min），放剎把要注意輕微、勤放，遇卡則立即上提管柱，釋放扭矩（不超過魚頂）后，劃眼下入，繼續(xù)進行套銑解卡。單根射孔槍撈出后，井壁仍有部分殘留結垢物，因此再次套銑可能會提前遇阻，采用低鉆壓（10～15 kN），低鉆速（25～30 r/min），慢速套銑至薄壁銑筒進魚。射孔槍的環(huán)空砂埋情況為若干個砂橋掩埋，在套銑砂橋時進尺緩慢，套銑完畢一個砂橋后會出現放空現象。套銑解卡至單根射孔槍接頭位置后，只施加了較少的扭矩就將單根射孔槍成功倒扣，證明了“分段套銑解卡+打撈”的思路正確，其施工過程如下。

第1次套銑解卡+倒扣打撈：套銑解卡進尺4.38 m；隨后下入反扣公錐，倒扣撈獲：射孔槍殘余本體×0.285 m+公接頭×0.025 m+母接頭×0.11 m+射孔槍本體×4.3 m+公接頭×0.03 m，共4.75 m（圖5）。

第2 次套銑解卡+倒扣打撈：套銑解卡進尺4.8 m；隨后下入反扣公錐倒扣打撈，撈獲母接頭×0.11 m+射孔槍本體×4.3 m+公接頭×0.03 m，共4.44 m。

第3 次套銑解卡+倒扣打撈：套銑解卡進尺4.5 m；隨后下入反扣公錐，倒扣打撈，撈獲公接頭×0.03 m+母接頭×0.11 m+射孔槍本體×4.3 m，共4.44 m。

第4次套銑后打撈的過程中，落魚整體下移，判斷剩余射孔槍已全部解卡，無需繼續(xù)套銑解卡，下入母錐，將剩余的射孔槍管柱×13.76 m（公接頭×0.03 m，共3 個為0.09 m；母接頭×0.11 m，共3 個為0.33 m；射孔槍本體×4.3m，共計3 根12.9 m；射孔槍槍尾×0.44 m）一次性全部撈出（圖6）。

圖6 砂埋射孔槍管柱全部打撈完成

5 結論及建議

1）通過該井成功處理砂埋射孔槍證明，在小井眼中采用薄壁銑筒在不破壞落魚本體的情況下套銑解卡，在確認卡點松動或有接頭位置暴露的情況下再進行倒扣打撈作業(yè)，是處理砂埋、遇卡管柱的最佳處理方式，大幅度降低了倒扣所需要的扭矩，提高了倒扣打撈的成功率，減小了倒扣扭斷鉆具的風險。

2）套銑解卡成功率受到井筒清潔程度影響很大，由于薄壁銑筒合金齒薄，不利于套銑鐵片等硬物，套銑解卡前應打撈完落魚上方沉積的大塊鐵片。

3）在低壓漏失井中，“局部循環(huán)+大口徑撈杯”的井筒清潔方案起到了良好的效果，為作業(yè)成功提供了保障。

4）下一步可對薄壁銑筒的合金齒及銑筒材質進一步優(yōu)選，增大其套銑能力及抗扭矩能力。