連續油管打撈工藝在水平井的應用問題及措施

吳永興，朱培珂，熊　偉

(1.長城鉆探公司 井下作業公司，遼寧 盤錦 124010；2.中國石油勘探開發研究院，北京 100083)①

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連續油管打撈工藝在水平井的應用問題及措施

吳永興1，朱培珂2，熊偉1

(1.長城鉆探公司 井下作業公司，遼寧 盤錦 124010；2.中國石油勘探開發研究院，北京 100083)①

摘要：在水平井中采用連續油管進行打撈作業，不能通過懸重變化和泵壓的瞬時升高來判定是否抓住落魚，打撈的難度大。以某頁巖氣區塊X2-2井為例，在泵送橋塞與射孔聯作的過程中，13 m長的工具串落入水平井的水平段內。分析了前3次打撈失敗的原因。通過改進打撈工具與落井工具的對中方法，增加螺桿馬達，更換打撈筒，第4次打撈獲得成功。

關鍵詞：連續油管；打撈；懸重；泵壓

連續油管技術是當前國際上比較先進的作業技術，操作簡單、起下速度快、可靠性高；作業能力強、不污染儲層；施工成本低、不需要壓井、不需要動井內管柱，是真正的帶壓作業且設備承受壓力比較高、節省地面空間。該技術在頁巖氣開發過程中得到了廣泛應用[1-2]。

但是，在水平井的打撈作業中，由于水平井水平段內摩阻較大、連續油管下入困難、施加鉆壓困難等，使打撈作業具有一定的難度。尤其在深井長水平段內進行打撈作業，必須通過預先的模擬計算、精準的井況分析、合適的打撈工具，再加上對打撈作業過程的精準判斷才可能實現打撈作業的成功。

在通常的直井段打撈作業中，抓住落魚以后，在地面通過觀察指重表懸重的明顯增加或是泵壓值的突然升高就可以判斷為打撈成功。如果在水平井的長水平段內，水平段井眼軌跡上翹，落井工具串質量又非常輕的狀況下，開展打撈作業就比較困難了。X2-2井對落井工具串的打撈即是一次成功的連續油管打撈實踐，對水平井的連續油管打撈作業具有重要的參考意義。

1工具落井情況分析

在X2-2井泵送橋塞與射孔聯作的過程中，工具串落井。該落井工具串全長13 m，質量僅430 kg，還有3簇射孔槍未引爆，如果不將其打撈出井，在后期的施工中將存在很大的安全隱患。而且，該井所在的平臺總共有6口井，對于工廠化拉鏈式壓裂來說，該井的事故直接導致3口井整個壓裂作業的暫時中斷，大量壓裂設備因此被暫時停工。將落井工具串及時打撈出井是壓裂施工之需要。

落入井內的工具串：

電纜繩帽(?51 mm×310 mm)+CCL磁定位儀(?70 mm×500 mm)+快速接頭(?86 mm×350 mm)+加重桿(?86 mm×3 200 mm)+射孔槍(?86 mm×1 330 mm)+隔離短節(?86 mm×470 mm)+射孔槍(?86 mm×1 330 mm)+隔離短節(?86 mm×470 mm)+射孔槍(?86 mm×1 330 mm)+隔離短節(?86 mm×470 mm)+ 快速接頭(?86 mm×500 mm)+坐封工具(?97 mm×1 750 mm)+推筒(?105 mm×500 mm)+復合橋塞(?104.9 mm×530 mm)。

2打撈方案

X2-2井深4 580 m，水平段長度近1 500 m，狗腿度最大達8.814 °，井眼軌跡不規則，而工具串落井深度3 582 m即位于水平段內。該井生產套管內徑為?114.3 mm，此時井內已經下入2個橋塞，壓裂2層，第2個橋塞深度在4 412 m。

根據井內情況，該打撈方案為：采用50.8 mm(2 英寸)變壁厚的連續油管，壁厚4.0～4.8 mm，鋼級為QT900，長度為6 000 m。下端攜帶打撈工具，下入到3 582 m深度以下，將落井工具串下推至4 412 m上部，然后用打撈筒抓住電纜繩帽將工具串打撈出井。

3地面試驗

上述打撈方案仍然存在2個問題：

1)由于落井工具串下端連接有復合橋塞，如果該橋塞提前坐封，則打撈住落魚以后，在連續油管上提過程中就會造成卡管。如果將打撈工具串的丟手投球打脫，則又將增加落井工具串數量，進一步增加打撈難度。因此，必須保證在打撈住落魚以后不會發生此種情況，這才能保證整個打撈作業的安全。

2)當連續油管攜帶打撈工具串下入到4 412 m上部位置時，通過連續油管軟件模擬顯示，在地面施加40 kN鉆壓時，連續油管末端能夠施加在被打撈的電纜繩帽上的鉆壓只有3 590 N。在該鉆壓作用下，打撈筒是否能夠抓住落魚，并將落魚抓牢提出，這個無法預知。

如果以上2個問題不能得到解決，本次打撈作業就難以開展。為此，設計2個地面試驗方案，通過地面試驗來對以上2個問題做出準確的預判。

1)橋塞地面試驗。將1個和落井的復合橋塞(?104.9 mm×530 mm)同型號的橋塞固定在注入頭防噴盒的下端，然后下管施加載荷。當載荷為32 kN時，復合橋塞脹封。該地面試驗雖然與井內情況有所不同，但通過該試驗已驗證：只要該復合橋塞上施加的載荷值不超過32 kN，就不存在提前脹封從而導致連續油管無法提出的風險。通過軟件模擬顯示的結果表明該風險可以控制。

2)打撈筒抓取電纜繩帽試驗。通過連續油管連接器將打撈筒(?107 mm×600 mm，其他規格的打撈筒尚未到達井場)連接在連續油管下端，將電纜繩帽豎直放置在地面，然后下放連續油管。前3次試驗因為打撈筒沒有與電纜繩帽對正而沒有“打撈成功”，最后一次成功抓牢電纜繩帽，而需要的力僅是1.6 kN，這遠低于連續油管末端能夠施加于電纜繩帽的鉆壓值。通過該試驗驗證了打撈作業完全能夠實現。

4打撈過程及分析

4.1第1次打撈過程及失敗原因分析

打撈工具串為：連接器?73 mm×500 mm+單流閥?73 mm×430 mm+丟手?73 mm×560 mm+變扣?73 mm×210 mm+打撈筒?107 mm×600 mm，工具串全長為2.3 m。

由于井口壓力接近30 MPa，邊下連續油管邊往連續油管內泵入排量100 L/min的滑溜水，平衡壓力接近30 MPa，比井口壓力略高。當下至3 582 m即落魚深度位置上部時開泵沖洗10 min，停泵，然后再上提下放后，繼續下入連續油管。再啟泵，泵壓值基本穩定在36 MPa，停泵則泵壓值回落到30 MPa左右波動。然后慢慢下入連續油管，將落魚推至第2個橋塞上部，便于打撈。在4 344.8 m處遇阻后載荷變化量不超過40 kN，然后上提再下放，排量提高到150 L/min，連續操作6次，停泵后起連續油管到地面，打撈失敗。

通過對整個打撈作業過程分析，連續油管上提又下壓連續6次，但上提時懸重變化不明顯，無法通過懸重是否增加來判定是否抓住落魚。泵壓值一直穩定在31 MPa左右，通過該泵壓變化只能夠判斷打撈不成功。同時，可以判定落魚并不是正中居于水平段內，而是輕微傾斜于井眼內。因此，認為打撈失敗的主要原因有：

1)打撈筒沒有對中落魚的魚頭。

2)外徑為?107 mm的打撈筒下至4 344.8 m位置時，實際上是連續油管發生螺旋鎖死(因為前期該井通井時是利用外徑為?106 mm的通井規；而軟件模擬可能與實際有誤差)。

3)施加在打撈筒上的實際鉆壓值不足以抓牢電纜繩帽。

4.2第2次打撈過程及失敗原因分析

打撈工具串為：連接器?73 mm×500 mm+單流閥?73 mm×390 mm+加速器?73 mm×2 570 mm+震擊器?73 mm×2 150 mm+丟手?73 mm×530 mm+打撈筒?99 mm×650 mm，工具串全長為6.79 m。

本次打撈仍然是邊循環滑溜水，邊下連續油管，排量穩定在100～130 L/min，最高不超過250 L/min。當下連續油管到落魚位置4 393 m(考慮補差等因素，即認為是第2個橋塞位置)時，排量提高到250 L/min，沖洗后停泵，下管；再上提約10 m，然后停泵，下管。連續操作4次，此時從地面的懸重和泵壓均無法確認打撈住落魚，因為這兩個參數一直沒有大的變化。分析認為施加在打撈筒上的鉆壓值過小，于是采取連續向井筒內泵入20 m3減阻劑的辦法，再次下管至遇阻后，指重表懸重降低50 kN。按照上面同樣的方法：沖洗后停泵，下管；再上提約10 m，然后停泵，再下管。如此操作3次后仍然無法判斷打撈成功，于是起管到地面。確認本次打撈失敗。本次失敗的主要原因為打撈筒外徑變小以后更難以對中落魚的魚頭。

4.3第3次打撈過程及失敗原因分析

打撈工具串為：連接器?73 mm×500 mm+單流閥?73 mm×390 mm+震擊器?73 mm×2 150 mm+丟手?73 mm×530 mm+螺桿馬達?73 mm×4 200 mm+轉換接頭?73 mm×180 mm+打撈筒?99 mm×650 mm；工具串全長為8.6 m。

由于本次工具串中有螺桿馬達，因此下連續油管過程中沒有開泵，中間僅測試螺桿馬達1次。當下管到4 393 m位置時，開泵，排量為60 L/min；然后停泵，下管；地面施加鉆壓50 kN，然后上提15 m左右；再次下入并下壓1次；操作3次；載荷變化一直比較平穩，泵壓一直在30 MPa左右輕微波動。然后起管到地面。確認本次打撈失敗。分析認為：本次打撈由于增加了螺桿馬達，因此啟泵以后，打撈筒對中了電纜繩帽。但是，該打撈筒抓住落魚需要的力較大，而施加在打撈筒上的力不足以使打撈筒抓牢落魚頂部，因此打撈作業失敗。

4.4第4次打撈

打撈工具串為：連接器?73 mm×500 mm+單流閥?73 mm×390 mm+震擊器?73 mm×2 150 mm+丟手?73 mm×530 mm+螺桿馬達?73 mm×4 200 mm+轉換接頭?73 mm×180 mm+打撈筒?106 mm×1 020 mm；工具串全長為8.97 m。

本次打撈過程與第3次打撈過程相似。但是，本次更換了打撈筒，該打撈筒需要較小的力就可以順利實現抓牢落魚，同時外徑增加后，馬達轉動后使得打撈筒更加容易與電纜繩帽對中，使得本次打撈成功。如圖1所示。

1—地面試驗用的橋塞(最上部橋塞)；2—打撈出井的橋塞(中間橋塞)；3—打撈筒成功抓住落魚并起出井(最下面部分)

5討論

通過4次打撈過程可以看出，必須使打撈筒在水平井眼中能夠對中被打撈的電纜繩帽，這是最重要的一步，但該井水平段井眼軌跡上翹，落井工具串在水平段內并不是呈水平狀態，對中落魚比較困難，如果不能實現二者的對中，后面又無法打撈。連續油管無法施加轉矩，于是在打撈工具串中增加了螺桿馬達。另外，在打撈筒能夠施加給電纜繩帽鉆壓值較小的情況下，將落魚抓住并抓牢，這一步也最關鍵。因此，更換了打撈筒(?106 mm×1 020 mm)，該打撈筒的特點是只需要很小的鉆壓值，就能達到抓牢落魚的目的。

需要提及的一點是，該打撈工具串出井后，發現被打撈工具串下部的橋塞下卡瓦牙落井，分析認為該橋塞下卡瓦牙在上提過程中與彎曲井眼發生摩擦后脫落的可能性較大。雖然通過連續油管下橋塞工藝，避免了這一潛在的風險，卻也說明了打撈過程中避免增加新的打撈風險的重要性。

6結論

1)通過X2-2井連續油管打撈作業實踐，可以看出在水平井內打撈落魚存在一定的難度，即，理論上可以從地面指重表懸重增加和泵壓值瞬間升高來判定是否打撈成功，實際操作起來卻并不可行。

2)可充分發揮連續油管作業效率高、可帶壓作業、使用靈活等優勢，解決高壓、長水平段井內的長工具串落魚的打撈問題。

3)連續油管水平井打撈工藝的應用前景廣闊。今后應該重點研究3個方面：確定正確的打撈方案；選擇合適的打撈工具；精確的軟件模擬計算和必要的地面試驗。

參考文獻：

[1]呂選鵬，周承富，陳 輝，等.連續油管技術在頁巖氣勘探開發中應用前景[J ].石油礦場機械，2012，41(2)：67-70.

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[3]于東兵，包文德，馬衛國，等.連續油管打撈技術專用工具研究現狀及展望[J].石油機械，2007，35(1)：45-47.

[4]董賢勇.連續油管基礎理論及應用技術[M].北京：石油工業出版社，2009：1-6.

文章編號：1001-3482(2016)07-0080-04

收稿日期：①2016-01-08

作者簡介：吳永興(1981-)，男，河南南陽人，工程師，碩士，2012年畢業于西南石油大學機械制造及其自動化專業，主要從事連續油管作業工藝技術研究，E-mail：wuyongxing923@163.com。

中圖分類號：TE921.907

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1001-3482.2016.07.018

Coiled Tubing Fishing Process Application Problems and Measures in Horizontal Well

WU Yongxing1，ZHU Peike2，XIONG Wei1

(1.DownholeServiceCompany，CNPCGreatWallDrillingCompany，Panjin124010，China；2.PetroChinaResearchInstituteofPetroleumExploration&Development，Beijing100083，China)

Abstract：coiled tubing in horizontal well is used for fishing operation，the method for judging whether get the fish by the changing of hang weight and the raising of instantaneous pump pressure in horizontal section is infeasible.13-meter-long down hole tool fell into the horizontal section in the combination process of pumping bridge and perforation in well X2-2，one shale gas.The cause of the failure in the three previous fishing operations is analyzed.Lastly，the fishing was achieved successfully by improving the method for aligning the fishing tool and fish，employing screw motor and changing fishing socket.

Keywords：coiled tubing；fishing；hang weight；pump pressure