風城作業區井鹽垢阻卡管柱打撈技術

胡黎明

摘 ? ? ?要：打撈鹽垢阻卡管柱在修井作業中是比較少見的打撈技術，對于在打撈過程中遇到的問題具有深刻的研究意義。風城011井管柱被鹽垢內堵外卡，并伴隨著地層壓力大、環空間隙小、管內落物等問題，增加了施工難度。從此次打撈過程、打撈技術及難點、鹽垢阻卡原因分析、鹽垢阻卡井打撈新方法等方面做出了研究與思考，并提出了相關建議與意見。

關 ?鍵 ?詞：鹽垢;內堵外卡;打撈難度;原因分析;打撈技術

中圖分類號：TE 358 ? ? ? 文獻標識碼： A ? ? ? 文章編號： 1671-0460（2020）04-0634-04

Abstract： Salvaging salt scale stuck pipe string is a relatively rare salvage technology in workover operation， the problems encountered in the salvage process have research significance. The pipe string of Fengcheng well 011 was stuck by salt scale inside and outside， and with the problems of high formation pressure， small annular space gap and falled objects in the pipe， the construction difficulty was increased. The salvage process， salvage technology and difficulties， cause analysis of salt scale sticking， new salvage methods of salt scale sticking wells were analyzed and studied， and relevant suggestions were put forward.

Key words： salt scale; internal plugging and external sticking; salvage difficulty; cause analysis; salvage technology

風城011井完鉆于2009年6月24日，完鉆井深4 166.0 m。目前人工井底：3 871.56 m。固井質量不合格，目前地層壓力：60.843 MPa，壓力系數為1.61。

1 ?井況及特點簡介

井身結構數據如下：

表層套管： φ339.7 mm×9.65 mm×494.34 m;技術套管：φ244.48 mm×13.84 mm×3 367.5 m;油層套管：φ177.8 mm×11.51 mm×1 209.11 m;油層套管：φ139.7 mm×10.54 mm×4 160.57 m。

井內結構：φ88.9 mm外加厚油管297根×2 825.67 m+φ73 mm外加厚油管108根1 010.2 m+尾帶φ90 mm喇叭口完成于3 843.05 m。

根據上次修井資料提示，該井經氮氣氣舉和酸化壓裂后油管內在1 772 m處遇阻（遇阻位置有逐漸上移現象），管柱外被卡實，造成油井停產。

經過對基礎數據資料的分析，該井有以下幾個特點：

（1）地層壓力高：油層中部壓力60.84 MPa，壓力系數為1.61，屬于二類風險井，需要用重泥漿壓井（施工使用泥漿密度在1.66～1.50 g/cm3）。

（2）井內環空間隙小：φ139.7 mm×10.54 mm油層套管與φ88.9mm外加厚油管接箍外徑φ114.3 mm間的均環空間隙為2.16 mm。

（3）管柱內阻外卡，無循環通道，起管柱前無法壓井。

（4）在井深1 209.11 m處由φ177.8 mm套管變徑為φ139.7 mm套管。

2 ?打撈作業過程中的難題

（1）由于井內管柱內外阻卡，無循環通道，抬井口前無法實施壓井，且地層壓力高，存在井控風險。另外，在打撈過程中也存在階段性壓井的問題[1-3]。

（2）環空間隙僅為2.16 mm，管柱內外鹽垢阻卡且外卡井段長，只能選擇內撈且選用帶水眼的工具。

（3）在后期打撈中，發現油管內有不明金屬落物，使打撈復雜化。

（4）該井在1 209.11 m處φ177.8 mm套管變徑φ139.7 mm，在小套管內打撈時，存在虹吸現象，導致多次打撈判斷失誤。

3 ?打撈過程分析

3.1 ?打撈前壓井

起初用清水5 m3，反擠壓井，泵壓20 MPa，泵排量450 L/min，擠壓不通。

敞開井口觀察4 h，井穩定、無外溢;在6 h內拆井口、搶裝70 MPa井控裝置，試壓52 MPa一次性合格。

在打撈作業時，為保證井筒液柱壓力，采用階段性替漿壓井法向井筒內替入泥漿。具體措施如下：第一次在大井筒內倒扣撈獲φ88.9 mm外加厚油管130根總長1 242.33 m，在提出65根時，接φ105 mm洗井接頭，再下到魚頂后，用r=1.66 g/cm3，μ=61 S泥漿替出井內清水11 m3，替完漿后提出全部鉆具帶出剩余油管;然后下入打撈工具，探到魚頂后，再次替出井筒內剩余的清水11 m3，以此類推。

這樣在較短的時間內保證了井筒內一定的液柱壓力，有效地控制了井控風險。

3.2 ?打撈原則

根據該井的打撈難點確立了以下打撈原則：

① 打撈工具受限，必須選用帶水眼的打撈工具且內撈為主;

② 井內管柱阻卡，無循環壓井通道，不可一次性活動解卡;

③由于井深，提下鉆費時間，要盡量避免倒散剩余油管造成的打撈復雜化;

④ 地層壓力高，要確保井筒液柱壓力及時替入泥漿[4-5]。

3.3 ?打撈過程

① 在前兩次用倒扣撈矛打撈時，打撈效果較好，但由于井筒泥漿比重大，導致撈矛牙塊滑動不靈活，增加了打撈難度，于是選用公錐打撈（表1）。

② 在第二次下入公錐撈空后，下入Φ115 mm鉛印至2 962.24 m，打印提出鉛印。印痕分析為Φ73 mm外加厚油管接箍外徑。印痕如圖1。

③ 第三次下入公錐打撈撈空，公錐底部有明顯的劃痕，判斷為魚頂內有堅硬的不明金屬落物，為避免倒散下部油管的風險，做決定倒正扣鉆桿磨銑魚頂。被磨公錐底部顯示如圖2。

④ 由井深2 962.24 m遇阻，凹磨磨銑至2 963.24 m。

⑤ 下入φ73 mm母錐，撈獲油管2根，從油管內掏出片狀及較硬的塊狀金屬落物如圖3（設計中并未反應管內有落物）。

⑥ 在后期打撈過程中，均用公錐造口打撈，但管柱內鹽垢結實較硬，公錐引入后泵壓飚高，開泵打撈時容易憋泵。提出的管柱內帶出大量的柱狀交結鹽垢，期間要做好管柱內憋壓鹽垢彈出傷人的防范措施[6-8]。帶出鹽垢如圖4。

⑦ 后期打撈過程中由于管內鹽垢堵塞，可以提鉆時鉆桿內有無返液為參考來判斷打撈結果。但該井在井深1 209.11 m處φ177.8 mm套管變徑為φ139.7 mm，在打撈過程中存在虹吸現象，即使在撈空的情況下，提鉆初期也會出現鉆桿內外溢現象。

例如，在第二次下入Φ73 mm公錐探魚頂至2 962.24 m，造口打撈后，在起初提出40立根時，鉆桿內有外溢現象，之后便不再外溢。此時以為撈獲的油管脫落，繼續下鉆再次打撈，但撈完提鉆時情況與前相同，后來提出全部鉆具撈空。（打鉛印證實管內有落物，此次公錐造口不成功，導致打撈失敗）

虹吸現象是液態分子間引力與位能差造成的，即利用水柱壓力差，使水上升后再流到低處。由于管口水面承受不同的大氣壓力，水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊，直到兩邊的大氣壓力相等，容器內的水面變成相同的高度，水就會停止流動[9-11]。

⑧ 該井井深且使用重泥漿壓井，在開泵打撈過程中，刺漏鉆桿10根，給打撈作業增添了隱患。刺漏鉆桿如圖5。

4 ?鹽垢形成的原因分析

4.1 ?歷次修井作業情況

該井在前次小修作業時使用鹽水壓井，后來氮氣氣舉，氣舉后又實施酸化（鹽酸）壓裂，壓裂后管柱內堵，油管憋壓60 MPa憋不通。

在此次打撈作業時，從管柱內帶出大量的柱狀鹽結晶。

由以上因素可提出下面思考：

N2 + 3H2—→2NH3（催化劑、高溫、高壓）

NH3 + H2O—→NH3·H2O

NH3·H2O—→NH4++OH-

NH4+ + Cl-—→NH4Cl

NH4Cl即為此次管內外阻卡的鹽結晶——銨鹽。

銨鹽是氨與酸作用得到銨鹽，銨鹽是由銨根離子（NH4+）和酸根離子組成的化合物。一般為無色晶體，易溶于水，是強電解質。

4.2 ?銨鹽預防措施：

① 小修上修完后要用清水替出井筒內鹽水，避免井筒內富集Cl- ，從而為制造銨鹽提供條件。

② 氮氣氣舉過的井，壓裂前要用清水充分洗井脫氣，脫去剩余氮氣，杜絕銨鹽的形成[12]。

③ 對于銨鹽阻卡的井不能采用憋高壓方法使管柱憋通，壓力越高鹽結晶結實越硬、阻卡越嚴重。

對這種經過特殊施工、井內成分復雜的井，進行酸化壓裂時，要嚴格查閱井史，做出科學的設計。

4.3 ?銨鹽內堵外卡井的新解卡解堵方法

銨鹽是氨與酸作用得到銨鹽，銨鹽是由銨根離子（NH4+）和酸根離子組成的化合物。一般為無色晶體，易溶于水，是強電解質。

一般銨鹽的性質也類似于鉀鹽，如溶解度，一般易溶，易成礬。在化合物分類中常把銨鹽和堿金屬鹽歸為一類。銨鹽的化學性質：

①有一定程度的水解。因為氨是弱堿，銨鹽是弱堿強酸鹽或弱堿弱酸鹽，前者水解后溶液顯酸性。

②受熱分解，所有的銨鹽加熱后都能分解，其分解產物與對應的酸以及加熱的溫度有關。分解產物一般為氨和相應的酸。如果酸具有氧化性，則在加熱條件下，氧化性酸和產物氨將進一步反應，使NH3氧化為N2或其氧化物[13]。

根據銨鹽受熱易分解的化學性質，可以在井筒內加熱銨鹽，使得銨鹽能夠在井筒內分解，從而是井內管柱解卡。該反應的化學方程式如下：

NH4Cl = NH3+HCl ?（加熱60 ℃）

在現場可以通過連續油管將管柱內的銨鹽沖出至地面，然后熱洗井或是管柱內注熱蒸汽的方法來達到熱分解銨鹽效果。

5 ?結 論

（1）井筒如此小的環空間隙很容易形成砂卡及鹽垢卡，該井為環空被壓實的鹽垢卡死，活動解卡80T無效。建議不要在φ139.7 mm的井筒內下φ88.9 mm外加厚油管，以避免造成再次阻卡。

（2）對于管內外鹽垢阻卡的打撈井，打撈前若先采用連續油管進行管內沖砂，可有效避免提鉆過程中管內段塞狀憋壓鹽垢彈出傷人的風險。另外，對于此次打撈，若進行管內沖砂，可以提前判斷出管內落物的井深位置，為后期打撈提供依據。

（3）在實施氮氣氣舉、酸化壓裂等增產措施時，要仔細研究之前上修的井史資料，深入分析各個工藝之間的銜接性，剔除工程事故因素，避免工程事故的發生。

（4）對于銨鹽垢阻卡這種故障井可以通過嘗試化學方法來實施解卡。可以簡化施工作業，有效地降低成本。

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