海上油田生產(chǎn)井滑套開關(guān)技術(shù)分析及安全控制方法

許明亮 李沛亮 姜曉君 楊萬濤 陳文恩

摘要：渤海油田生產(chǎn)井的滑套開關(guān)任務(wù)多由鋼絲作業(yè)完成，針對其施工復(fù)雜且風(fēng)險(xiǎn)大等特點(diǎn)，分析了渤海油田分采井滑套開關(guān)技術(shù)，介紹了幾種安全控制方法，通過現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用，減少了鋼絲斷裂等井下事故的發(fā)生，對于海上油田QHSE管理具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：渤海油田;鋼絲作業(yè);開關(guān)層;生產(chǎn)滑套;井下事故

0? ? 引言

目前渤海油田總井?dāng)?shù)3 359口，采油井2 344口，氣井32口，注水井881口，水源井63口，回注井39口。對于采油井，分為合采和分采兩種，而對于分采井則以電泵側(cè)掛，同時(shí)留有測試及作業(yè)通道的Y型管柱[1]為主，通過對應(yīng)開采層位滑套的開關(guān)實(shí)現(xiàn)井筒與地層通道的建立。針對產(chǎn)液剖面測試結(jié)果，在不進(jìn)行儲層改造的前提下，滑套的開關(guān)暫時(shí)是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水的最直接手段。近年來，智能測調(diào)管柱發(fā)展迅速，但短期內(nèi)各油田生產(chǎn)井仍以機(jī)械滑套為主，通過入井鋼絲攜帶滑套移位工具來實(shí)現(xiàn)井下?lián)Q層。井下狀況不確定因素較多，鋼絲作業(yè)開層后突然涌出的地層壓力對鋼絲及其工具串勢必造成一定的沖頂，因此鋼絲打結(jié)斷裂、工具落井等事故時(shí)有發(fā)生，給油田生產(chǎn)帶來了一定的影響。

1? ? 渤海油田分采管柱結(jié)構(gòu)及滑套種類

1.1? ? 渤海油田分采管柱結(jié)構(gòu)

完井過程中下入的隔離封隔器將地層劃分為若干防砂段，產(chǎn)出液由地層經(jīng)生產(chǎn)滑套進(jìn)入油管，并由循環(huán)滑套進(jìn)入電泵所在的油套環(huán)空，生產(chǎn)堵塞器設(shè)置在工作筒內(nèi)，通過潛油電泵的抽吸實(shí)現(xiàn)人工舉升。此種具有Y接頭的管柱結(jié)構(gòu)（圖1），實(shí)現(xiàn)了鋼絲作業(yè)對生產(chǎn)滑套的開關(guān)換層，滿足了生產(chǎn)測井、增產(chǎn)措施及精細(xì)化開采要求。

1.2? ? 渤海油田常用滑套的種類

此類機(jī)械滑套（表1）均為窗式開關(guān)結(jié)構(gòu)，由帶流通孔的滑套內(nèi)襯套與對應(yīng)開孔滑套本體的相對移動位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)其與外界的連通與關(guān)閉[2]，此井下開關(guān)過程由鋼絲作業(yè)實(shí)現(xiàn)。

2? ? 滑套開關(guān)技術(shù)分析

2.1? ? 滑套移位工具的種類

滑套移位工具分為非選擇型（圖2）和可選擇型（圖3）兩種，核心結(jié)構(gòu)在于開關(guān)彈性爪，具有與滑套內(nèi)襯套配合的推動臺階，其內(nèi)部有膨脹式彈簧。非選擇型移位工具根據(jù)井下滑套的型號，可雙向接于鋼絲工具串之下，彈性爪處于張開狀態(tài)入井，可將井內(nèi)滑套依次順序打開，一旦滑套內(nèi)襯套無法移動，則通過鋼絲作業(yè)的震擊動作切斷上保持套內(nèi)的安全銷，彈性爪閉合，達(dá)到與滑套內(nèi)襯套分離的效果。可選擇型移位工具區(qū)別在于其鎖定機(jī)構(gòu)可以將彈性爪在下井前關(guān)閉，使整體結(jié)構(gòu)外徑變小，可選擇性地通過井下滑套;到達(dá)目標(biāo)滑套以下位置上提，鎖鍵在對應(yīng)滑套底部縮頸位置遇阻，鎖鍵縮回，彈性爪張開，通過向下震擊可將滑套內(nèi)襯套向下推動。

2.2? ? 鋼絲作業(yè)開關(guān)滑套工具串的連接

鋼絲開關(guān)滑套常用工具串由繩帽、加重桿、鏈?zhǔn)秸饟羝鳌⒒滓莆还ぞ呓M成，作業(yè)前需通井及時(shí)判斷井況，以便對工具串的材質(zhì)、重量、配接長度等及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，必要時(shí)可考慮清潔井筒[3]。同時(shí)對下井工具懸重的階段性測試，可第一時(shí)間識別入井鋼絲工具串的完整性。

3? ? 安全控制方法

（1）打平衡壓法：開滑套前向井內(nèi)正擠水打背壓，正擠壓力高于井口壓力2～5 MPa，可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整擠注壓力范圍，一旦滑套突然被鋼絲作業(yè)打開，地層壓力可被井筒壓力平衡;

（2）防上頂工具安裝法：在鋼絲工具串頂部安裝防上頂工具，其受加重桿自重而使支撐臂處于收縮狀態(tài)，當(dāng)?shù)貙訅毫_頂造成工具串失重時(shí)，防上頂工具支撐臂張開而使其固定在油管內(nèi)壁上，達(dá)到工具串無法繼續(xù)上移的效果，避免了沖頂;

（3）底部配重法：在滑套移位工具底部接配重桿，增加工具串總成的浮重力，降低工具串上頂纏繞鋼絲導(dǎo)致斷裂的風(fēng)險(xiǎn);

（4）井口壓力觀察法：通過控制鋼絲作業(yè)震擊滑套內(nèi)襯套的力度及頻率，密切觀察井口壓力的變化情況，分階段將滑套打開，當(dāng)井口壓力出現(xiàn)變化時(shí)暫停震擊，待井口壓力穩(wěn)定且平衡井筒后，再將滑套完全打開;

（5）上接震擊器輔助法：在防上頂工具上面接液壓震擊器，或在原防上頂工具頂部改造安裝一桿式震擊器（震擊桿），一旦防上頂工具支撐臂卡在油管內(nèi)壁無法閉合，即可通過向上的微震擊實(shí)現(xiàn)解卡。

4? ? 結(jié)論

（1）施工前及時(shí)識別管柱結(jié)構(gòu)，針對井下滑套的狀態(tài)、型號、尺寸及開關(guān)方向，合理選擇移位工具，可以有效減少作業(yè)趟次，提高作業(yè)時(shí)效，降低作業(yè)成本及施工風(fēng)險(xiǎn)。

（2）應(yīng)提前了解目標(biāo)井井史及對應(yīng)開關(guān)層位的生產(chǎn)動用情況，識別層內(nèi)能量儲集狀態(tài)。若對地層壓力認(rèn)識不明，可通過打平衡壓、配重、接防上頂工具等安全防控措施的綜合應(yīng)用，提升鋼絲開關(guān)滑套作業(yè)的施工質(zhì)量和安全性。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 邢四駿，閆化云，張穎，等.渤海某油田“Y”形生產(chǎn)管柱堵塞器腐蝕原因分析[J].全面腐蝕控制，2014（3）：79-83.

[2] 張世甫.滑套使用中若干問題的分析探討[J].鉆采工藝，2002，25（1）：77-79.

[3] 高鐵慶.鋼絲作業(yè)技術(shù)在不同井況的應(yīng)用分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018，38（23）：147-148.

收稿日期：2020-05-11

作者簡介：許明亮（1984—），男，天津人，工程師，研究方向：海洋石油井下生產(chǎn)測試及增產(chǎn)增注措施。