大力舉升裝置在修井作業過程中的應用

謝威龍，韋黎峰，張君偉，王 瑞，黃開展

（中海油能源發展股份有限公司工程技術湛江分公司，廣東 湛江 524057）

引言

南海西部油田距離最早的油田投產已經過去了30 年，其中多口油氣井已無生產能力，需要進行棄井作業，而永久棄井作業中需要對套管進行回收。南海西部油田存在大量無修井機井口平臺，對其進行棄置作業則需要動用鉆井船，而鉆井船資源緊張、協調周期長、費用高，如何采用新型技術進行代替則成為棄置作業中重要命題，在回收外部套管時需要對舉升力具有較高要求，而在棄井作業中成功應用回收外部套管，表明大力舉升裝置能夠被應用于棄井作業中，在修井作業中具有推廣價值。

1 大力舉升裝置原理介紹

1.1 大力舉升裝置概述

大力舉升裝置作為一種舉升裝置，主要提供向上的舉升力，最大可提供500 t 的舉升力，適用2-3/8"-36"管徑，特別是在棄井作業的工況下提供常規修井機無法提供的舉升力，同時也適用超深井套管，鉆桿的下入[1]。

1.2 主要組成

大力舉升裝置由承重底座、上部舉升機制、操控房、動力源，動力管線等組成（見圖1）。

1.3 工況應用

無平臺棄井作業，能夠配合馬達進行切割；側鉆井的應用；作為修井機的一部分使用，特別是解卡過程中需要很大的提升力的情況下。可與修井機配套使用；下入或起出套管使用，如井深磨阻大修井機或鉆機無法滿足提升力的情況。

2 主要參數

大力舉升裝置主要有噸位有282 t、385 t、500 t，以下主要介紹385 t（見表1）與500 t 主要參數，見表2[2]。

表1 385 t 大力舉升裝置主要參數表

表2 500t 大力舉升裝置（30-in.最大套管尺寸）主要參數表

3 大力舉升裝置技術在棄井作業中的應用

3.1 棄井介紹

3.1.1 臨時棄井

臨時棄井包括套管或尾管射孔完成探井、裸眼或裸眼篩管完成探井、未投產開發井、已投產開發井。其中套管或尾管射孔完成探井應該在每組射孔段頂部以上15 m 內下可鉆遇橋塞傾倒或注水泥塞封隔油氣層。頂部油氣層以上15 m 內應下橋塞、試壓合格并在其上注長度不小于30 m 水泥塞，或注不少于50 m 水泥塞，侯凝、探水泥塞頂面并試壓合格。

天然氣井、腐蝕性流體的井或地層孔隙壓力當量密度高于1.3 g/cm3的其他井（以下簡稱為“特殊井”），油氣層用注水泥封隔時水泥塞長度不小于30 m，用橋塞進行封隔時橋塞頂部應傾倒水泥，頂部油氣層以上15 m 內應下可鉆橋塞、試壓合格并在橋塞上注長度不小于50 m 的水泥塞。

在尾管懸掛器、分級箍以下約30 m 處向上注一個長度不小于60 m 的水泥塞，侯凝并探塞水泥塞的頂面。

在表層套管鞋深度附近的內層套管內或環空有良好水泥封固處向上注一個長度不小于50 m 的水泥塞（特殊井此處水泥塞長度不應小于100 m），侯凝并探水泥塞頂面。

在水面以上保留井口時，完成最后一個棄井水泥塞作業后，應在水泥塞以上采取防腐、防凍措施；在水面以下保留井口時，應裝好井口帽或泥線懸掛器的防護帽，根據需要可采取防腐、防水合物等措施。

3.1.2 永久棄井

永久棄井包括永久放棄海上探井和開發井等井的作業。其中基本要求包括棄井作業后，井筒內地層流體無泄漏出海底泥面的通道，應有效封隔油氣層和其他滲透性地層，使不同壓力層系之間的流體不能相互竄通，射孔段、裸眼以上套管內或尾管懸掛器上方第一個水泥塞應候凝，探水泥塞并試壓合格。永久棄井最后一個水泥塞長度不應小于50 m，且水泥塞頂面位于海底泥面4 m，在領海以外殘留海底的井口設施，不得妨礙其他海洋主導功能的使用，對保留的井口裝置應當按照國際有關規定向政府主管部門備案。

3.1.3 棄井回收套管

永久棄井作業中需要回收已注水泥塞井的技術套管、表層套管以及隔水套管，各層套管的深度要求需在海底泥面以下，在實際棄井作業過程中，由于下入套管時固井的水泥返高不同，各層套管外水泥環固結深度也不相同。

3.2 實際應用

3.2.1 油田概況

潿洲11-4D 平臺是南海西部油田最早投產的油氣田，該平臺是一個4 腿導管架無人井口平臺，于1986 年8 月投產，原為四樁腿固定式無人居住平臺，樁深37.5 m，平臺水面部分高37 m。設計使用壽命20年，已經延期服役12 年，平臺無生產價值，同時由于平臺設備長時間處于閑置狀態，導致設備及管道腐蝕嚴重。該油田評估已無開發生產能力，需要對其進行永久棄置，在永久棄井作業中完成注水泥塞作業后需要回收上部套管，不能影響海洋環境及其他海上設施。

3.2.2 WZ11-4D-A3 井概況

WZ11-4D-A3 井在2005 年12 月23 日開鉆，本井是打向中塊西區南端的一口采油井，由HY931 鉆井船承鉆。

2006 年3 月3 日完鉆，完鉆層位L3-1 油組，完鉆井深2 500.0 m，2006 年3 月27 日下入單管裸眼完井，套管詳細數據見表3。

表3 WZ11-4D-A3 井套管詳細數據

該井在2006 年4 月9 日15：00 開井用8 井氣舉生產，油嘴調到30″/64″。初期（4 月11 日）測試產油為133 m3/d，含水為1%，氣油比為304。2006 年6月12 日產量明顯下降，后只出凝析油，6 月16 日17：00 通知關井恢復，6 月17 日根據油藏指令7：00開井，開井觀察5 小時還是只有凝析油，關井等待測壓。

2006 年9 月15 日A1 井作業成功后，本打算酸洗后打開1 949.54 m 處滑套，鋼絲作業通井至1 635 m遇阻，后下撈沙筒撈沙，確認該井沙埋，關井。

WZ11-4D-A3 井套管程序如表3 所示。

3.2.3 現場應用

在潿洲11-4D 平臺批井次永久棄井作業中，WZ-11-4D-A3 井由于固井時的水泥返高到達井口，存在20"與30"的帶水泥環的雙重套管，經過計算切割點以上套管自重48 t，考慮切割后上提套管的最大提升力預計會超過移動修井機的90T 最大噸位，移動修井機無法滿足作業條件，需要應用大力舉升裝置提供更大的舉升力，其中對WZ11-4D 平臺進行了調研，場地與吊裝條件均能滿足，其中大力舉升裝置單撬重量不足8T，能夠滿足與移動修井機共同使用與單獨使用（見下頁圖2、圖3）[3]。

3.2.4 作業步驟

1）進行套管切割，切割20"+30"套管鉆具組合：11-3/4" 水力割刀 +17-1/2" 扶正器+變扣631*410+5" 鉆桿+5" 短鉆桿，累計切割21.5h，確認20"與30"帶水泥環套管割斷后進行大力舉升；

2）吊裝并依次安裝下底座、上部舉升機制（見下頁圖4）、操控房、動力源，連接動力管線，進行設備試運轉，確認設備正常運轉；

3）安裝5″補芯，切割擋板，組合下入打撈管柱：20"撈矛+5″短鉆桿。下至20″套管內，上提5 t，進行抓撈動作，確認撈矛已抓牢套管；

4）切割上下扶正塊，直至可通過30"隔水管接箍；

5）啟動大力舉升裝置，逐級上提舉升力至92 t，觀察套管位移，確認提活20"+30"隔水管；

6）拆甩大力舉升器補芯、上底座及舉升器；

7）起甩13-3/8"+30"套管。

4 結語

大力舉升裝置在南海西部棄井作業中的成功應用，能夠為后續修井思路開拓新的方向，解決不同工況下出現的問題，同時進行結合不同機具應對海上不同作業類型進行配套使用，能夠簡化作業設備，降低作業成本，提高作業效率，同時不斷進行創新使用，能夠滿足海上油田無修井平臺及普通修井機的使用。大力舉升器的應用能夠為移動修井機抹去提升能力不足的歷史，使移動修井機的應用范圍越來越廣，更好地開發海洋邊際油田。