水平井帶壓穿心打撈連續油管技術的應用

吳志強

水平井帶壓穿心打撈連續油管技術的應用

吳志強

（長城鉆探工程有限公司井下作業分公司，遼寧 盤錦 124010）

為解決水平井連續油管鉆磨橋塞卡鉆打撈困難的問題，借鑒電纜穿心打撈的方法和帶壓作業的優點，研究帶壓穿心打撈連續油管施工工藝，利用帶壓作業防噴器密封穿心管和套管環空，研究制作旋轉密封裝置，實現穿心管和連續油管環空封閉。通過帶壓穿心打撈連續油管實踐應用，在井筒內連續油管完整的情況下成功解卡，避免了連續油管拉斷打撈工作復雜化，同時又保護了高產井原始地層壓力，確保投產后產能不受影響。

解卡；連續油管；穿心打撈；帶壓作業

連續油管具有起下鉆速度快、沒有接箍干擾、作業效率高、施工成本低等優點，是水平井可鉆性復合橋塞投產完井的首選鉆磨工具。目前連續油管鉆磨得到了廣泛的應用，但是受連續油管鉆磨工藝優劣、鉆磨工具選擇、井底碎屑在不用井段運移規律不同及井內返砂等因素影響，卡鉆是鉆磨過程中最常見的事故之一，處理難度大，尤其在直井段遇卡，碎屑、砂與油管、套管之間摩擦，產生自鎖力，上提負荷越大，卡得越嚴重[1]。連續油管強度低，如果大負荷上提解卡，油管本體容易被拉斷，管體的柔性和魚頂的特殊性，斷裂后的連續油管最易貼在套管壁上，由于魚頂相對較小，打撈入魚更加困難，而且魚頂很難修復[2]。為防止卡鉆事故打撈工作復雜化，最大限度地降低作業成本，利用帶壓作業設備打撈，保護了地層能量。穿心套銑解卡打撈，保證了井筒內連續油管的完整性，避免大負荷上提解卡拉斷的風險，提高了連續油管打撈的成功率和打撈效率。

1 讓1井基本概況

1.1 井的基本情況

讓1井完鉆井深3 465 m，采用Φ139.7 mm套管完井，套管下入深度3 463.29 m，水泥返深 1 048.7 m，人工井底2 226.7 m，造斜點深1 863 m，水平段長度1 000 m。全井共分16段壓裂，壓裂井段2 380~3 427 m。

1.2 歷次打撈情況

2018年4月19日，連續油管鉆磨完第8個橋塞（井深2 896 m）后，短起過程中有遇卡現象，沖下鉆磨第9個橋塞，無進尺。起至2 568 m卡，泵壓30 MPa，排量450 L·min-1沖洗活動解卡，下鉆到2 668 m卡死，返液量不到10%，反復活動無效，最高上提170 kN，不能建立循環。投球丟開丟手，正注熱水累計300 m3，循環通道不暢，90%注入水進入地層，返出少量壓裂砂、膠皮碎屑和稠油。正注熱水同時活動解卡，最高上提噸位300 kN，起出100 m連續油管。反復大負荷解卡造成注入頭損壞，連續油管在井口斷裂。

2019年8月19日，使用車載式帶壓作業機配合解卡，活動解卡最高265 kN未開。使用震擊器解卡，累計注水143 m3，震擊解卡未開。加大上提負荷，活動解卡最高293 kN，連續油管內連接器脫落，井內遺留連續油管2 558 m+鉆磨工具串。

兩次打撈分析：第一次連續油管解卡最高上提300 kN，起出100 m連續油管，分析造成卡鉆的原因是環空內膠皮碎屑、壓裂砂和稠油的混合物堆積，沒有出現硬卡。第二注熱水震擊器震擊解卡未開，然后利用車載式帶壓作業機加大解卡負荷到 300 kN，仍未解卡。由于卡點位置是壓裂砂、碎屑、稠油混合物，經過震擊、硬拔，很可能產生了自鎖效應。

2 打撈設計思路

2.1 穿心套銑打撈

車載式帶壓作業機活動解卡最高負荷300 kN未開，再采取強提的方式解卡連續油管有可能被拉斷，為確保井內連續油管的完整性，采用穿心打撈的方法解卡打撈。連續油管作業機解卡時起出了100 m油管，根據分析造成卡鉆的原因應是壓裂砂、膠皮碎屑沒有及時返出井筒造成堆積卡鉆。為順利下穿心管到卡鉆深度，提高打撈效率，穿心管下端連接套銑頭，快速磨碎大塊堆積膠皮、硬物。

2.2 密封兩個環空通道

采取Φ89 mm油管穿心套銑解卡打撈，存在穿心管與連續油管、穿心管與套管兩個環空通道。其中，穿心管與套管之間的環空可以用帶壓作業防噴器密封。穿心管與連續油管之間的環空密有兩個難題：第一，保證穿心管能夠轉動，在穿心管與連續油管之間的環空建立循環通道；第二，連續油管在穿心管內動密封。通過研究制作旋轉密封裝置實現旋轉及密封功能，同時在該裝置上引出連接泵，實現了連續正反沖砂功能。

2.3 有效控制井控風險

連續油管穿心套銑成功解卡后，井底壓力可能會突然釋放，井控風險高，一旦出現險情，起打撈管過程中要能夠封井。封井方法：加工一根Φ48.3 mm油管短節和圓環（圓環內徑大于Φ48.3 mm，小于Φ48.3 mm油管接箍外徑Φ56 mm，圓環外徑大于Φ89 mm油管內徑，小于Φ89 mm油管接箍內徑）。圓環套在短節上，短節連接打撈連續油管的撈錨上，下放短節，使圓環懸掛在Φ89 mm油管接箍內，從而起到懸掛連續油管的作用，Φ89 mm穿心油管接箍剩余絲扣足夠安裝旋塞閥封井。

3 打撈作業

3.1 旋轉密封裝置模擬實驗

為了驗證旋轉密封裝置的承壓能力和旋轉能力，選擇一口深度1 000 m的低壓水井進行試驗，將旋轉裝置安裝完畢后，通過向套管打壓至15 MPa，關閉套管閘門，壓力穩定。液壓鉗帶動油管旋轉，裝置旋轉部分連接良好，可以使用。

3.2 打撈作業過程

安裝帶壓作業機，下Φ48 mm小油管短接+滑塊撈錨，撈住連續油管。穿心下Φ89 mm油管+Φ110套銑頭，第一次遇阻深度834.09 m，吊車配合吊起小油管短節拉伸連續油管，Φ89 mm油管仍下不去，75 ℃熱水25 m3反洗井，活動套銑管柱繼續下管至2 152.95 m第二次遇阻，75 ℃熱水35m3反洗井，吊車配合吊起小油管短節拉伸連續油管，進尺3 m后第三次遇阻，深度2 155.95 m。

從遇阻位置2 155.95 m到2 299 m，連續沖下套銑20 d，平均每天進尺7 m，井口返出少量的壓裂砂和碎屑。即將進入水平段，井斜逐漸增大是下套銑管比較慢的原因。深度2 299 m不能建立循環，上提一根油管，再次建立循環后，沖下套銑2 m，井口返出大量的壓裂砂和橋塞膠皮碎屑，套銑頭下到連續油管卡鉆深度。套管打壓反沖砂，油套環控憋壓20 MPa，循環套銑，油管出液5 m3后不通，套管通，壓力降到6 MPa。加大沖洗排量后建立循環繼續下套銑管，沖下同時帶壓作業機配合上提連續油管280 kN完成解卡，打撈起出連續油管2 556 m。

3.3 反推分析

第一次連續油管解卡分析：壓裂砂、膠皮碎屑和稠油沒有及時從環空排出是造成卡鉆的主要原因。從遇阻的深度看，在直井段834.09 m遇阻，提拉連續油管配合沖洗后通過。在造斜段2 152.95 m遇阻，連續沖下套銑20 d，平均每天進尺7 m，井口返出少量的壓裂砂和碎屑，說明也不是卡鉆位置。在2 299 m遇阻建立循環后返出大量的壓裂砂和碎屑，加大排量沖洗完進尺50 m完成了解卡，說明砂面頂部在2 299 m，這是本井即將進入水平段的深度。

不同的井段環空壓耗差別很大，查閱連續油管水平井鉆磨文獻資料，汪海閣等通過對試驗數據的歸納分析，推導出的斜井段和水平段的環空壓耗計算模型[3]。以2 200 m直井段、斜井段與水平段1 200 m為例，使用范寧公式[4]得到的直井段環空壓耗與汪海閣等推導的斜井段和水平段得到的環空壓耗模型對比，在2 300＜＜4 000的過度流范圍內斜井段與水平段的環空壓耗大約是直井段環空壓耗的4~5倍[5]。理論計算驗證了現場實踐，當井內砂流到造斜段時，損失的能量多，造成鉆磨液攜砂能力下降，砂子沉降速度快，容易形成砂橋，造成卡鉆。

4 認識與建議

1）車載式帶壓作業機打撈連續油管具有解卡能力強、井控風險低、保護儲層能量的優點。

2）穿心套銑打撈連續油管，是震擊解卡、大力上提解卡方法都失效的情況下的補充，能夠保證井下連續油管的完整性，避免了井下復雜事故的發生，打撈成功率高。

3）打撈實踐驗證了不同井段連續油管鉆磨環空壓耗理論推導對比，斜井段與水平段環空壓耗遠高于直井段環空壓耗，當井內砂流到造斜段時，損失的能量多，造成鉆磨液攜砂能力下降，砂子沉降速度快，容易形成砂橋，造成卡鉆。

4）建議連續油管每完成1個橋塞鉆磨，下探下一個橋塞位置后，通過建立短循環通道，減少斜井段、水平段壓耗損失，緩慢上提連續油管及時循環排出碎屑和壓裂砂。

[1] 曲景斌，寶慧.對水平井砂卡形態的新認識[J].石油鉆采工藝，2013，35（4）：122-124.

[2] 付建華，王雯靚，陳國慶，等.穿心打撈連續油管技術與應用[J].鉆采工藝，2016，39（5）：17-18.

[3] 汪海閣，劉希圣，丁崗，等.水平井水平段環空壓耗模式的建立[J].石油大學學報（自然科學版），1996，20（2）：30-35.

[4] 沈忠厚.水射流理論與技術[M].東營：石油大學出版社，1997.

[5] 龐仁德，崔莎莎，韓繼勇，等.水平井連續油管鉆磨橋塞工藝研究與應用[J].石油鉆探技術，2016，44（1）：57-62.

Application of Cut-and-thread Fishing Technology of Coiled Tubing With Snubbing in Horizontal Wells

（GWDC Downhole Service Company, Panjin Liaoning 124000, China）

To solve the problem of fishing operation of coiled-tubing drilling in horizontal well,taking advantage of snubbing and wireline cut-and-thread fishing, cut-and-thread fishing process of coiled tubing with snubbing was researched. Utilizing BOP stack seals cut-and-thread fishing tubing and casing annulus, rotary seal equipment was developed to seal cut-and-thread fishing tubing and coiled tubing annulus.Through practical application of cut-and-thread fishing of coiled tubing with snubbing, stuck freeing of the coiled tubing was successfully realized, and the coiled tubing in well bore was completely fished, which avoided the complication of coiled tubing broken.At the same time, the original formation pressure was protected, it was ensured that production capacity was not affected after production.

Stuck freeing; Coiled tubing; cut-and-thread fishing; Snubbing

2020-11-01

吳志強（1986-），男，河南省周口市人，工程師，碩士，研究方向：帶壓作業技術研究與現場管理。

TE358+.9

A

1004-0935（2021）04-0557-03