蘇南公司速度管柱起管技術應用及管材重復利用評價

王龍，董易凡，楊圣方，劉媛

中國石油長慶油田蘇里格南作業分公司（陜西 西安 710018）

井筒積液是導致氣井產氣量下降的主要原因之一，當積液嚴重時，氣井停噴。為了提升氣井的攜液能力，將小直徑連續油管作為速度管柱下入生產管柱中進行排水采氣。但連續油管在井筒內的受力情況復雜，長期在地層流體所含腐蝕性介質的復合作用下，存在連續油管失效、斷脫的可能。蘇里格南區塊自2014 年開始采用速度管柱排水采氣技術，部分連續油管使用接近4年，需要對其進行打撈評估，蘇里格南區塊連續油管下入超過3 000 m，大井斜導致摩擦阻力遠遠高于其他區塊，打撈連續油管存在諸多難點。目前，打撈連續油管的作業管柱都為常規管柱，且多數集中于作業風險低的空井筒，為此蘇南公司成立現場技術小組，于2019 年開展速度管柱打撈試驗[1]。

1 技術原理

連續油管打撈是指以連續油管為作業管柱打撈井內落魚的技術。為了充分發揮連續油管打撈的技術優勢，必須要解決下述難題：①連續油管自身不能旋轉，增大了引入魚頂的難度；②連續油管屬柔性管，打撈過程中易因下壓載荷控制不當而出現不可逆的屈曲變形，甚至造成嚴重后果；③打撈過程中抓獲落魚后，若落魚嚴重遇卡，易造成意外丟手[2]。為了克服以上技術難點，打撈工具必須滿足以下要求：①順利引入落魚，這是打撈作業成功的基礎；②抓獲落魚后地面要有響應，以防止注入頭過度下壓；③若落魚遇卡嚴重可以緊急處理，這是保證整個打撈過程作業安全、可控的前提[3]。

2 主體打撈工具串的組成

2.1 連續油管選擇

在蘇里格南區塊使用連續油管外徑為38.1 mm，CT70 鋼級無縫鋼管，下入深度3 000～3 500 m，管柱結構見表1，計劃使用5 000 m 同級別連續油管進行沖砂、清洗撈施工,選擇200 m 同級別連續油管進行對接回收。

表1 管柱結構數據

2.2 工具串選擇

油管掛打撈工具串：38.1 mm 外卡瓦接頭+扶正器+GS（表2）。

表2 管掛打撈工具串參數

3 操作步驟

3.1 氣舉

使用制氮車進行氣舉，清理速度管柱與油管之間的環空雜質；降低提拉速度管柱時的張力，通過排量1 100～1 300 m3/h的制氮車進行氣舉，確保氣舉壓力小于30 MPa。

3.2 沖洗井、壓井

試壓30 MPa，穩壓10 min，壓降小于0.5 MPa，試壓合格。泵車排量200～250 L/min，泵壓小于30 MPa，進行沖洗井作業。循環1.5～2 個循環周，充分清理環空雜質。

3.3 回收速度管柱

安裝雙roll-on 接頭（圖1），安裝后若試拉15 t，上提懸重不超過14 t。起連續油管至井口。起連續油管過程中，在滾筒端安裝在線實時監測儀器，對連續油管壁厚、表面腐蝕情況等進行在線監測。

起連續油管至井口，速度控制如下：①3 800～3 870 m 速度控制在 5 m/min 以下；②100～ 3 800 m速度控制在10～15 m/min；③0～100 m 井口附近，速度控制在5 m/min以下。

圖1 roll-on連接頭

3.4 鋼絲通井、打鉛印、打撈

①鋼絲通井：下入70 mm 通井規通井至鎖芯工具位置；②鋼絲打印：下入70 mm 鉛模至魚頂位置，打鉛印；③鋼絲打撈鎖芯工具：下入GS 打撈井下鎖芯工具。

4 現場應用

4.1 井場布置

按照井控細則要求結合現場實際情況，在施工現場劃定作業范圍，確保點火罐、工具間、值班房距離要求符合油田公司、蘇南公司標準，形成標準化布置方案（圖2），對后續的批量作業奠定基礎。

4.2 首次作業問題分析

2019 年 5 月 24 日，回收管柱過程中，雙 roll-on內連接接頭連接上下兩端進行試拉測試，期間懸重14～15 t，繼續上提 2 m 試拉，懸重由 14.4 t 突然上升到17.1 t后掉到0，下部速度管柱和roll-on 連接處斷裂。迅速撈獲下部速度管柱上提6.2 m，重新連接懸掛器恢復井口。

4.2.1 問題分析原因

1）速度管柱和套管不存在硬堵塞。使用氮氣和清水氣舉和洗井，確認速度管柱和套管之間連通性良好，不存在硬堵塞情況。

圖2 布置示意圖

2）未出現上提超拉的情況。管柱自重11 t，管體提拉測試為16.1 t，而提拉試驗為14～15 t，不存在拉力超過管柱本體提拉測試的情況。

3）上提過程中突然遇阻，說明井筒與速度管柱間的摩阻升高，存在異常。速度管柱自身的彈性系數為1 m/1 000 m，3 000 m速度管柱彈性形變長度約為3 m，提拉過程中雖然上提2 m，但未超過管柱拉伸導致的彈性形變長度，無法判斷速度管柱在井筒內是否由于位移、井身結構等情況導致磨阻超過抗拉強度，拉伸過程中管柱在井筒內并無位移，持續提拉會導致管柱薄弱點斷裂[4]。

4）管柱薄弱點分析。速度管柱自身的提拉測試為16.1 t，不存在超過本體強度的原因，分析認為由于使用雙roll-on 連接，連接處通過熱壓造成了管柱發生形變，導致該處的提拉測試有所降低。

4.2.2 針對問題優化工序

1）降低井筒摩阻。加入金屬降阻劑，計算好頂替量，使金屬減阻劑進入速度管柱與油管之間的環空，減小速度管柱和套管之間的摩阻，減小起管懸重降低雙roll-on拉脫風險[5]。

2）提拉試驗前預判斷可行性。考慮單井井筒無法預測，在GS 抓住油管掛后上提5 m（1#閥、2#閥、防噴器、防噴管長度接近6 m），驗證速度管柱在油管內的伸縮量是否超過彈性形變長度，通過提拉本體確認管柱在井內能否正常產生位移，并通過懸重判斷是否可以使用roll-on工具打撈。

3）提拉測試最高為16 t。在提拉試驗中，對外卡瓦提拉測試最高16 t；起油管過程中密切關注懸重變化，勻速上提防止動作過猛拉脫雙roll-on接頭。

4）應選擇位移較小的井進行試驗。SN01XX-03 井，位移1 440 m，屬于大位移定向井，位移越大，井深結構越復雜，井筒摩擦阻力越大，故選擇直井進行首次試驗。

4.3 后續作業情況

在經驗總結和施工程序改進優化后，順利完成了5 口井的速度管柱回收最大位移1 400 m（表3）。分析回收管柱時的懸重變化：

1）連接roll-on 前，通過GS 工具試拉連續油管，若油管自身在井里正常伸縮（每千米接近1 m，3 500 m 接近3.5 m），且懸重變化幅度較小，則說明連續油管管壁與井壁無卡阻點，可進行下一步試驗。

2）考慮連續油管自重接近14 t，在正常回收過程中，隨著回收量的增加，懸重逐步降低，回收速度變快。

3）考慮roll-on 接頭處產生形變，回收過程中通過顏色標記，確認roll-on 接頭位置，纏繞至回收滾筒10 圈后，視為度過高風險期，同時回收全程控制速度，保持勻速進行回收。

以SN0168-08井為例：

表3 2019年連續油管回收統計

1）通過GS 工具直接上提管柱至防噴管，上提5 m 后再下放，完成管壁和井筒的卡阻測試。懸重未出現異常，判斷下一步可使用roll-on連接回收。

2）上提油管至防噴盒(0～14 t)，割油管，做雙roll-on 連接，測試拉力16 t，測試合格，上提至14.5開半封卡瓦，開始起油管，隨著管柱回收，懸重穩定下降。

3）起3 889 m 速度管柱至井口，移出塔臺，恢復井口采氣樹。

5 起出連續油管管材評價及重復利用

5.1 回收連續油管檢測評估

委托寶雞鋼管廠、中石油漢江機械設備研究所對5盤回收管柱進行全管體漏磁檢測。

1）檢測設備。使用的連續管無損檢測系統，可以在作業過程中對連續油管的局部缺陷、壁厚變化等進行檢測。檢測儀器滿足API Spec 5ST—2010、ASTM E570—2015等標準規定的檢驗要求[6]。

2）檢測結果。根據檢測結果顯示，5 盤管柱的壁厚損失未低過標準規定的10%（即2.88 mm），具體數據見表4，回收管柱點損傷小于檢測判定標準（API Spec 5ST—2010、SY/T 6698—2007) 且壁厚損失小于10%。

3）以SN01XX-05為例，管體整體狀況良好。連續油管距管端461 m、1 672 m 處檢測出接近判定標準的缺欠信號波，缺欠判斷為點損傷，不影響整體評價。壁厚變化：連續油管距管端1 756～1 766 m 處壁厚減薄，通過便攜式測厚儀進行復檢壁厚大于2.88 mm（實測 3.10 mm、2.98 mm、3.05 mm、3.07 mm），損失深度未超過標準規定的10%。

表4 2019年連續油管檢測情況

5.2 重復利用計劃

2020 年 1 月 8 日，與中石油管材所、寶雞鋼管廠、長慶井下、安東石油召開速度管柱回收檢測及利用技術會議。

結合國家及行業判斷標準，形成以下決定：

1）回收管柱點損傷小于檢測判定標準（API Spec 5ST —2010、SY/T 6698—2007) 且壁厚損失小于10%，可以再次作為速度管柱使用。

2）蘇南回收的5 盤管柱，滿足可再次使用的要求。

3）基于施工經驗，為了減少未來可能再次提起管柱的風險，回收管柱目前僅計劃用于水平位移相對較小的井（例如不大于1 000 m 的井）的速度管柱。

4）重復使用回收管柱，可使單井速度管柱安裝費用降低約24萬元。

6 結論

1）外徑38.1 mm（1.5"）CT70鋼級無縫鋼管的連續油管在生產井內使用情況良好，未出現嚴重的腐蝕、沖蝕情況。

2）回收連續油管時，提拉測試前的伸縮量測試，是判斷井內摩阻情況的重要工程手段，確認井壁無卡阻點，降低作業風險。

3）檢測回收的5 盤連續油管，可滿足再次使用的要求。