油井環空測試電纜纏繞油管的原因分析及排除

張愛軍

【摘 要】環空測試技術是一種經濟而有效的、從抽油井（指有桿泵采油井）油、套管環形空間起下下井儀器，直接測取油井生產動態參數的測井的試井方法。在抽油井油、套管環形空間起下下井儀器時，由于油、套管環形空，間通道狹窄，油井井況變化多端，下井儀器遇阻、遇卡和電纜（包括錄井鋼絲）纏繞油管柱等故障十分嚴重，嚴重地阻礙了環空測試技術的應用和推廣。

【關鍵詞】環空測試技術；電纜纏繞；預防；電纜纏繞的排除

在環空測試起下下井儀器的過程中，電纜穿越“月牙形”環空截面的窄縫而使測井電纜和下井儀器分別置于油管柱的兩側的現象，稱為電纜繞油管，簡稱纏繞。

1.電纜纏繞的分類

電纜纏繞的油管柱故障一般可分為四大類。一是過油管纏繞。下井儀器過油、套管環形空間而進入井底套管中，然后，又從井底套管中返回油、套管環形空間所形成的纏繞，稱為過油管纏繞；二是環空纏繞。下井儀器未出油、套管環形空間就形成的纏繞，稱為環空纏繞；三是多圈纏繞。電纜纏繞油管量超過一圈和電纜在井底“打結”的現象，統稱為多圈纏繞；四是假性纏繞。下井儀器提到井口，在“月牙形”空間截面的尖部卡死，一時難于提出井筒的現象，稱為假性纏繞。

2.電纜纏繞油管主要原因分析

2.1下井儀器外徑過小

下井儀器外徑過大，則無法下人井底。但若下井儀器外徑小于油管柱完全偏心時的“月牙形”空間截面的窄縫，此種情況下，電纜纏繞油管柱幾率將是最高。

2.2下井儀器質量太輕

下井儀器質量太小，無力將電纜拉直。由于電纜扭力的作用，常使下井儀器落人“月牙形”空間截面的尖部而被卡死形成假性纏繞。

2.3下井儀器外形結構的影響

一般情況下，外徑相同的下井儀器在油、套管環形空間起下是比較順利的，但如集流型儀器，發生纏繞的可能性就較多。常形成假性纏繞。

2.4電纜的粗細和新舊程度的影響

現場實踐證實：新電纜扭力大，容易形成纏繞；直徑大的電纜，由于難于穿越“月牙形”空間截面有窄縫而不易形成纏繞。但若一旦發生纏繞，則難于排除。

2.5起下操作的影響

由于起下下井儀器的速度不平穩，使電纜及下井儀器擺動大，下井儀器沖擊油管接箍，使下井儀器在油、套管環形空間“跳槽”，從“月牙形”空間截面的一側跳到另一側，從而形成環空纏繞。

2.6液流上升速度的影響

由于抽油井抽汲作用的影響和流體舉升的特性，井筒流體的流速是不平穩的。特別是油氣比較高，產液量較大的油井，時常發生下井儀器與電纜運動的速度不同步的“頂鉆”現象，造成多圈纏繞或“打結”。

2.7油管柱伸縮擺動的影響

在抽油過程中，抽油管柱的伸縮和擺動，也是形成過油管纏繞的一個不可忽視的原因。

2.8下井儀器在井下遇阻

下井儀器在井下遇阻，操作起下人員未及時停車，繼續下放電纜，至使電纜在井下堆積，從而，形成多圈纏繞或“打結”。

2.9測試孔位置選擇不當

測試孔位置應選擇在與井斜方向同一軸線上，否則，常使下井儀器卡死于“月牙形”空間截面的尖部而造成的假性纏繞。

2.10井斜及方位的變化

油井井斜和方位的變化，常使下井儀器在通過油、套管環形空間進入井底而后返回時，由于下井儀器重力的作用而改變其原來路徑，從而形成過油管纏繞。

3.電纜纏繞油管柱的預防措施

3.1合理設計下井儀器的外形尺寸

（1）下井儀器的外徑一般應小于套管內徑與油管柱最大外徑之差8—12mm為宜。小于這一數值，下井儀器直徑過大，起下下井儀器困難；大于這一數值，下井儀器直徑較小，纏繞的幾率增高。

（2）下井儀器的上部電纜頭，下部底錐的錐度一般應略大于油管接箍的倒角的2倍為好。這可以減少下井儀器與油管接箍的硬碰，使下井儀器在碰擊油管接箍時有一向外的分力，從而避免卡死下井儀器。

（3）下井儀器必須有足夠的質量，一是克服電纜的扭力，保證下井儀器將電纜拉直；二是克服密封電纜的摩擦阻力。質量較大的下井儀器也不易產生“頂鉆”現象，因而，可減少多圈纏繞和“打結”的可能性。

3.2正確使用測試工藝設備

（1）在使用新電纜之前，一定要多次拖放電纜，盡力消除新電纜的較大扭力矩。

（2）在抽油管柱下部，最好安裝上合格的防纏工具，使下井儀器按設計的路徑行駛。

（3）若能在抽油管柱上設定特殊錨定裝置，使油管不發生軸向位移和擺動，并能保證下井儀器下到井底。

3.3嚴格遵守起下操作規程慢起慢下

4.電纜纏繞油管柱的排除

4.1多次活動法

當發現下井儀器尚在井底，而提升負荷較大時，常判斷為發生了纏繞。而且，很可能是多圈纏繞。或者是集流型儀器的集流部件未收回原狀所造成。在這種情況下貿然加力上提，很容易造成拉斷電纜下井儀器掉井的惡性事故。排除的方法是反復起下下井儀器。最好將下井儀器下出油套管環形空間而進入遠離導錐的生產套管中。這樣，有可能排除多圈纏繞，或者將未收回原狀的集流部體磨壞，從而，使下井儀器順利起出。

4.2轉動井口法

對于假性纏繞，轉動井口法非常有效。一般是將測試孔轉向停在井筒中的下井儀器同一軸線上即可排除。對于“單轉”環測井口，其轉動井口解纏的方法有“直接轉動法”和“小鉤法”兩種。

4.2.1直接轉動法

直接轉動法的工作原理是使下井儀器從“月牙形”空間截面的窄縫部位硬擠過去。具體操作是：在準確計深的情況下，將下井儀器置于距井口4—5m的位置，轉動井口，若電纜進入井筒，則此轉動的方向即為電纜纏繞方向。用人力拉緊電纜，順著電纜纏繞的方向繼續轉動井口，井筒中的油管柱自身無自轉地圍繞套管中心軸線轉動，由于管柱的撓性，下井儀器則可擠過“月牙形”空間截面的窄縫而達到解纏。

4.2.2小鉤法

小鉤法的工作原理是使電纜繞過“月牙形”空間截面的窄縫。具體方法是：用上述的方法確定電纜纏繞的方向，在地面距井口4-5m的位置處砍斷電纜，轉動井口，使電纜靠近套管的一側孔（如套管四通），并用小鉤將電纜鉤出，使電纜與轉動井口分離，逆著電纜纏繞的方向繼續轉動井口，同日寸拉動電纜，井筒中的下井儀器則移動到套管側孔處與電纜下于同一軸線上，再用小鉤將電纜從測試孔中鉤出，從而將下井儀器提出井筒。此法十分可靠，成功率高。但一要砍斷電纜，二要能放掉油井套壓。對于有套壓或動液面較高的油井，則必須壓井后才能進行，故應用有一定的局限性。

4.2.3油管“自轉”法

對于“雙轉”井口，當油管柱的上、下盤合為一體時，其結構和功能與“單轉”井口相同，可用“直接轉動法”和“小鉤法”解纏。

即將上、下盤分離，轉動上盤，可實現油管柱的“自轉”（圍繞油管中心軸線轉動）。若“自轉”的方向相同于電纜纏繞的方向，測試孔中的電纜則可繞過“月牙形”空間截面的窄縫而到達下井儀器的同側，使纏繞的故障排除。此法對于套壓或動液面較高，不能放套壓的油井和排除多圈纏繞是十分方便的。但若使用的電纜直徑大于“月牙形”空間截面窄縫，“自轉”解纏就成為困難。不過，在一般情況下，大直徑電纜也很難進入“月牙形”空間截面的窄縫。所以，纏繞的幾率很小。

4.3抬井口法

在采用上述方法無法解纏的情況下，抬井口法卻是最有效的方法，只要用作業機將偏心井提離套管法蘭即可排除纏繞（但這是最不經濟的）。

5.效果及評價

通過綜合分析，造成抽油井油、套環空間起下下井儀器時，下井儀器遇阻、遇卡和電纜（包括錄井鋼絲）纏繞油管柱等故障的原因，主要受下井儀器的外形尺寸和質量、油井的生產特性、測試設備的性能、油井井斜和方位的變化、測試工藝的現場操作等因素的影響。因此，提高操作人員素質，做好測試的準備工作，電纜纏繞油管的故障則可減少或排除。通過上述各項措施以來，共實施環空測試48口井，全部獲得成功。 [科]