超深井MFT封隔器首次打撈工藝

白曉飛，魏軍會，鐘建芳，陳 龍，王 磊

（1.塔里木油田油氣工程研究院，新疆庫爾勒841000；2.塔里木油田油氣生產技術部，新疆庫爾勒841000；3.塔里木油田澤普油氣開發部，新疆庫爾勒841000；4.塔里木油田克拉油氣開發部，新疆庫爾勒841000）

哈里伯頓MFT永久式偏心封隔器，首次運用于塔里木油田超深井的智能生產管柱完井，材質為35Crmo。這種封隔器結構由于它要穿越光纜，連接下部的電子壓力計，封隔器中心管不同于常規為偏心中心管。

大修作業原因是封隔器上部油管腐蝕破損，需要更換井內的生產管柱。MFT封隔器的打撈處理是首次作業，施工工藝優選了電纜切割+套銑打撈封隔器的施工方案，電纜切割油管選用鎂粉切割，系統的研究分析MFT封隔器結構尺寸、材質及工作原理，確定套銑尺寸要求及套銑的最終位置；在施工作業中分別采用2種不同的套銑工具對不同的目標進行套銑，同時為了保證套銑產生的碎屑能夠被及時打撈循環返出，分別采用了加長撈杯及提高修井液的粘度，保證套銑的安全順利完成，最終成功完成了MFT永久式封隔器的切割套銑打撈作業任務。

1 MFT封隔器結構原理

哈里伯頓MFT永久系列封隔器是圍繞經過證實的整體密封和卡瓦錨定而設計。用于智能生產管柱完井，鋼體有光纜通道，下部連接電子壓力計。一體式錨定卡瓦位于封隔器膠筒的下部。

封隔器的工作溫度范圍100°F～325°F。坐封力作用在活塞上使活塞運動，從而使液壓坐封封隔器完全坐封。當壓力作用到活塞上時，坐封銷釘剪斷。當達到最小坐封壓力時，上卡瓦錨定，膠筒充分膨脹，下卡瓦鎖定位移，系統完全達到工作壓差。

處理難度分析：①一體式卡瓦破壞后卡瓦碎塊特別多，套銑過程中極易憋卡，套銑的難度很大；②封隔器從上接頭至下卡瓦距離是1.6m，套銑距離很長，穿入銑鞋內泵壓阻力大。

2 電纜切割

常規電纜切割為切割彈爆炸切割，爆炸切割彈對油管切割后形成的新魚頂有不同程度的形變（喇叭口狀，見圖1），通常切割后需要修魚頂再進行打撈作業；鎂粉切割切割后新魚頂外觀無形變（見圖2）可直接打撈處理，相比較而言鎂粉切割時效更高。

圖1 切割彈爆炸切割后油管本體（輕微喇叭口狀）

圖2 鎂粉切割(本體無形變)

2.1 鎂粉切割工具工作原理

在地面裝配好RCT切割工具，用電纜送達管內預定位置，通過電纜傳輸額定電流到熱發生器，熱發生器內的混合粉末燃燒，產生巨能，形成高熔化能等離子，并導致切割工具內壓增加。一旦壓力超過井筒液柱壓力，切割工具噴嘴上的滑動套筒就會下滑，使噴嘴暴露在井筒內，高能等離子體通過噴嘴噴射離子，就象富含高溫和腐蝕物的原子微粒一樣射向切割區，對切割管柱實施切割。切割過程最快可在25μs內完成。

2.2 鎂粉切割的優勢

（1）RCT操作簡捷，安全性能高，不受作業井深度限制，作業壓力大，溫度高。是深井超深井作業管柱最理想的內切割工具。

（2）切割后的魚頭規則，無需修整，大大縮短事故處理時間。

（3）無爆炸性、環境危害性和特殊的裝載許可。

（4）與普通內切割工具相比，不會因刀頭掉落而使事故進一步復雜。

（5）切割管柱尺寸范圍廣。

在生產管串：2-7/8″油管內，下入RCT尺寸：1.5″鎂粉切割彈，一次切割成功，魚頂為2-7/8″油管本體（切割剩余1.58m）。

3 套銑工具及施工參數

3.1 管柱結構

?152mm～129mm銑鞋+?152mm～132mm套銑管+變扣(310×6″雙級T公)+雙公變扣311×331+?145mm撈杯×1只(330×331)+雙母變扣(330×210)+4-1/8″鉆鋌1根+變扣(211×310)+?147mm穩定器(311×310)+變扣(311×210)+4-1/8″鉆鋌8根+2-7/8″DP+變扣+3-1/2″DP至井口。

3.2 套銑參數

重 量10～50kN,轉 速60～80r/min,壓 力7～10MPa,流量9L/s,密度1.03g/cm3,粘度45s。

3.3 套銑工具優選

（1）第一趟套銑鞋。銑鞋類型選擇參照哈里伯頓套銑工（圖3），從內部布齒、外部布齒、底部布齒和底部布齒形狀分為A-K共計11種，特殊設計中選擇“C”型作為第一趟套銑鞋。

圖3 銑鞋類型示意圖

（2）第二趟套銑鞋選用孕鑲石金剛石套銑鞋（見圖4）。

圖4 孕鑲金剛石套銑鞋

（3）打撈杯選擇加長撈杯。加長型LB140-L，長度1143mm，在套銑過程中及套銑結束，進行變換排量循環，進行碎屑的收集入杯。

4 典型案例總結分析

塔里木油田某井套銑打撈施工：在處理工藝上用鎂粉切割替換了常規的爆炸切割，節省1趟鉆；用高效套銑工藝取代了常規的封隔器磨銑工藝，降低了現場施工的卡鉆風險的同時提高了封隔器的磨銑效率，比常規磨銑作業至少節省2～3趟鉆。通過對施工方案中的工藝優化，大大提高了時效?，F場施工情況如下所述。

4.1 井下事故簡況

該井進行電纜鎂粉切割，自封隔器上部切割開；套銑打撈MFT封隔器及處理下部管串（見圖5）。

圖5 井身結構示意圖

4.2 施工作業情況

第1趟套銑管柱結構：?152mm～?129mm銑鞋+?152mm～?132mm套銑管+變扣(310×6″雙級T公)+雙公變扣311×331+?145mm撈杯×1只(330×331)+雙母變扣(330×210)+4-1/8″鉆鋌1根+變扣(211×310)+?147mm穩定器(311×310)+變扣(311×210)+4-1/8″鉆鋌8根+2-7/8″DP+變扣+3-1/2″DP。

套銑施工參數,重量1～3t,轉速60～80r/min,壓力7～10MPa,流量9L/s,密度1.03g/cm3,粘度45s,套銑井段5662.05～5674.75m,累計進尺12.70m,出口返出少量油泥及鐵屑,其中在H5674.75m套銑無進尺后循環，起鉆。

第2趟鉆：套銑管柱結構：?153mm～?126mm金剛石銑鞋+變扣+?153mm～?132mm套銑管+變扣(310×6″雙級T公)+雙公變扣311×331+?145mm撈杯×1只(330×331)+雙母變扣(330×210)+4-1/8″鉆鋌1根+變扣(211×310)+?147mm穩定器(311×310)+變扣(311×210)+4-1/8″鉆鋌11根+2-7/8″DP+變扣+3-1/2″DP。

套銑參數，重量2～4t,轉速60～80r/min,壓力7～10MPa,流量9L/s,密度1.03g/cm3,粘度45s,套銑井段5673.42～5676.24m放空,累計進尺2.77m,出口返出少量鐵屑及封隔器膠皮,套銑期間常有憋卡,上提活動管柱最大掛卡5～15t；下探至5682.56m遇阻2t,復探三次位置不變（放空6.32m），起鉆銑管內帶出7″MFT封隔器及下部管柱，撈杯內帶出光纖殘體及卡瓦殘體4kg。

4.3 套銑總結

首先MFT封隔器為哈里伯頓的偏心過電纜封隔器，封隔器上部有雙根光纜（單根長度21.63m）。套銑解封則需要套銑掉位于隔器下部的整體式上下卡瓦，套銑難度大。

成功套銑的關鍵是選用高強度的套銑鞋及孕鑲金剛石套銑鞋，順利完成封隔器鋼體及整體卡瓦的套銑；選用加長撈杯，套銑產生的大尺寸碎屑及卡瓦牙碎片被成功收入撈杯，避免卡鉆事故。

套銑參數的及時調整，現場精心施工，依據套銑深度、返出物分析及時掌握套銑鞋的位置及工作狀態，通過短起下分析泵壓造成的鉆壓損失（托壓），實時調整鉆壓，保證套銑時效。順利完成該井的套銑打撈任務。

5 總結與建議

（1）更好的切割工藝。鎂粉切割工藝成功對封隔器上部油管進行切割，后直接套銑封隔器打撈，相比于常規爆炸切割及鉆磨磨銑工藝更高效。無形變的切割工藝與高效的套銑磨銑工藝針對超深井高溫高壓封隔器處理更加簡單高效。

（2）磨銑材料合理運用。YD合金套銑鞋針對硬度較低對象（封隔器上部的鎧甲光纜及封隔器鋼體）有比較好的套銑效率；金剛石套銑鞋針對高硬度對象（一體式卡瓦等）有更好的套銑效果，相對YD合金有更好的耐研磨性，充分利用材料的不同特性達到更好的使用效果。

（3）影響磨銑效率的兩大因素：磨銑材料及碎屑收集。加長打撈杯的使用，可以有效收集套銑產生的碎屑及卡瓦碎塊，預防卡鉆事故。

（4）合理的管柱設計可以降低處理難度。建議在生產完井管柱的設計時，鎧甲光纜的熔斷點距離封隔器在1m以內，減少套銑難度，同時完井管柱內徑符合鎂粉切割的通徑要求，保證切割彈在定位切割。