油田油水井下打撈技術探析

范永剛,岳 明,張啟龍,齊 琳

(1.中海油田服務股份有限公司,天津 300459; 2.中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津 300459)

1 油水井大修打撈的作業準備

1)資料收集。組織打撈作業前應編制施工方案,收集掌握井的基礎數據,了解作業井鉆完井井史、完工報告及生產資料,明確井身結構,掌握后續修井作業資料,尤其是在歷次作業過程中有無落物等。分析井下落物原因、落物外形及其在井下的形態,判斷井下是否出砂。計算打撈時可能達到的最大負荷,若井下遇卡,應有預防及解卡措施,保證修井設備性能,落實井控預案。

2)落物分析。井下落物主要分為4類,即測斜儀器等桿類、油管鉆桿等管類、鋼絲繩及電纜等繩類、牙板牙座等細小落物。

3)打撈工具的選用。對井下落物進行打撈時,工具的選擇是非常重要的,當井下落物很大時,可能造成油井堵塞,導致油井產油量減少,還可能對油井下的工作儀器造成影響,導致井下工具無法正常工作,故選擇工具時需確定井下落物的類型,選擇合適的打撈工具[1],即使是同一類井下落物工具也有多種。當井下落物為油管等管狀落物時,可選工具包括正反扣公(母)錐、通用型母錐、銑鞋母錐、可退式卡瓦打撈矛、接箍打撈矛、倒扣打撈矛、開窗打撈筒、可退式卡瓦打撈筒、倒扣打撈筒等。當井下落物為測井儀器類桿狀落物時,可選工具包括光桿落物打撈器、組合式打撈筒及活頁打撈器等。當井下落物為測井鋼絲類繩狀落物時,可選工具包括鋸齒形反循環打撈鉤、內外鉤、或自制組合鉤等。當井下落物為牙座類細小落物時,可選工具包括強磁打撈筒(器)、局部反循環打撈籃、反循環打撈藍、一把抓撈筒等[2]。

4) 常見的落物打撈方式。管類落物的打撈步驟為:掌握落物狀態,可下入普通型平底帶水眼鉛?；虬夹毋U模偵查并探視魚頂情況,了解魚頂的位置、形狀、形態等,根據鉛模的鉛印結果掌握魚頭基礎數據,注意魚頭與套管或井筒環形空間數據,根據掌握的數據選擇合適的打撈工具。管類落物通常是腐蝕斷裂的鉆具或砂埋等造成斷裂的鉆具,隨鉆一般下入震擊器,考慮震擊解卡,還需考慮脫手,可配安全接頭。打撈時要求操作平穩,對打撈上來的落物進行分析總結。

桿類落物大部分是斷裂的測井儀器、加重桿、抽油桿等,因體積特點有落到套管或井筒環空里的可能,也有落到鉆桿油管等鉆具內腔里的。對于落于鉆具內腔中的打撈,應在油管內腔打撈斷脫的桿類落魚,這樣不易發生卡鉆等情況,通常是自由地落在鉆具內壁中,如脫扣脫落時可下鉆具對扣或下入打撈筒進行打撈,如果打撈困難,如斷裂后掉入鉆具內壁,鉆具內壁空間較小或外部鉆具產生形變等,可起出外部鉆具,但耗時較多。對于套管與鉆具環空內的打撈,由于套管內打撈較為復雜,套管內徑大,而桿類落物外徑小、韌度強、具有較強形變性、相對容易拔斷、落井后形狀復雜。如果桿類落物以傾斜姿態落入或受卡在某一部位,需進行扶正操作,便于引魚頭進入打撈工具內,可用帶撥鉤引鞋的卡瓦打撈筒進行打撈。當落物在套管內產生彎曲等嚴重形變或有固定受力點時,可考慮下入自制打撈鉤進行打撈。當桿類落物在井下受卡或發生嚴重形變無法采用常規打撈工具時,可對落魚進行破壞,使桿狀落物切割或研磨成多段細小落物后再進行打撈,通過下套銑筒或磨鞋的方式進行研磨,采用細小件打撈方式下,用一把抓或強磁打撈器打撈未被循環沖洗出來的殘余碎屑。

細小落物種類很多,如油管鉗牙座類、小型金屬類物體、鉆頭巴掌、大錘錘頭等,具有外形多變、體積不大、容易被卡或卡管柱等特點,相對其他落魚來說打撈難度較大。目前打撈小件落物的常用工具主要有強磁打撈筒(器)、局部反循環打撈籃、反循環打撈藍、一把抓撈筒等,如果打撈困難,可采用套銑筒或磨鞋對落物進行磨銑,在不影響生產的前提下也可暫不打撈。

油田中常見的繩類落物有鋼絲繩、電纜等,細長而體軟,常使用鉤類打撈工具,包括內鉤、外鉤、內外組合鉤、單齒鉤、多齒鉤、活齒鉤等類型,是修井施工中使用較為廣泛的工具。鉤類打撈工具操作簡單、打撈成功率高,是打撈電纜、鋼絲繩、錄井鋼絲繩等繩纜類的專用打撈工具。

2 打撈作業的實施

對井下落物進行打撈前,需清楚魚頂情況,如魚頂形態、距接箍距離、魚頂外徑、井眼尺寸、是否形成卡阻等。對不規則魚頂,如劈裂、橢圓長軸超出打撈尺寸1.3倍時,則需對魚頂進行修整。通過分析落物情況進行打撈最大拉力計算,結合現場設備性能及地層壓力情況制定安全通用注意事項,明確防卡鉆、防井噴的預防措施,確定打撈方案、施工工序及注意事項,工具下井前要嚴格檢查,確保所有入井鉆具的完好性。設計管柱組合時需考慮安全脫手,下井工具要考慮其可退性。如撈住落魚后,無法完成打撈或打撈住落魚無法提活落魚時,則需安全脫手,故管柱組合中應配備井下震擊器及安全接頭[3]。

打撈作業通用作業要求:所有入井工具、鉆具必須經過嚴格檢查,規范測量并測繪草圖形成檔案留存。對不符合規范要求的鉆具嚴禁入井。操作人員嚴格按照作業指導書進行施工,杜絕人為操作失誤等問題。技術人員應密切關注施工過程中的各類反饋,根據井下情況及時調整施工方案,避免二次落物、卡鉆等惡化井下情況的現象。作業過程中必須確保防噴系統工作正常,嚴防井控情況。在井口操作時,使用的設備及各類工具應清晰記錄,施工結束后逐一檢查,嚴防再次井下落物。

2.1 管類落物打撈

管類落物打撈操作要點:丈量打撈油管長度,核實魚頂井深及打撈方式。組裝預定的打撈工具,下打撈管柱探魚頂。結合所用打撈工具進行打撈,試提,如指重表讀數明顯增大,說明已經持獲,則平穩上提管柱,撈出落物。如指重表讀數無明顯變化,則上提管柱至魚頂以上,再次打撈。如撈獲后遇卡不能順利完成打撈,則進行震擊解卡、脫手或倒扣操作。震擊解卡是通過震擊器對遇卡點進行震擊活動解卡,若未解卡,則進入脫手操作。脫手時最好的效果是從打撈工具順利脫離落魚,如遇不能脫手的情況則采用倒扣操作,倒扣時要注意過提扭矩,確保從安全接頭部位倒扣,避免增加井下落物數量。如不能正常解卡打撈,可下入套銑筒對落物外進行套銑,逐段解除外部遇卡點,再進行切割或震擊打撈。

2.2 細小落物打撈

打撈細小物件時,可下入強磁打撈工具,采用正反循環或撈筒等方法。

反循環打撈籃是打撈細小落物的常用工具。操作方法如下:工具入井前嚴格檢查打撈籃各部件是否完好,按規定扭矩緊扣。當距離井底1～2 m時,連接管線進行反循環洗井,循環正常后,再慢慢下放鉆具,邊沖邊下放。循環10 min左右,停泵,起鉆。

一把抓撈筒多為現場自制的打撈工具,打撈細小件落物效果出色,但與反循環打撈籃不同的是,一把抓一般是針對某一特定落物自制而成,多為一次性的,不受落物體積等因素限制,可打撈相對較大的小件落物,如牙輪鉆頭巴掌等,因打撈過程中需對一把抓工具施加鉆壓,故要求井底不能是松軟地層,否則無法施加鉆壓將爪壓彎對落物進行包裹,從而無法撈中落物。

打撈細小落物的工具還有強磁打撈器等,只能打撈金屬碎屑類可磁化金屬落物,使用范圍較小,原理簡單。

小件類落物打撈注意事項:對于抓撈類打撈工具及測井儀器打撈器,打撈工具在預計落物位置以上5～10 m時開泵沖洗,控制下放速度小于15 m/min,緩慢下放至指重表有遇阻顯示為止。接觸落物后,加鉆壓使懸重下降10～30 kN。轉盤轉速控制不大于65 r/min。對于磁力打撈器,工具在預計落物位置以上5～10 m時開泵沖洗。在保證不憋泵的前提下控制下放速度不大于15 m/min,緩慢下放至指重表有遇阻顯示為止(探落物時注意泵壓變化)。再上提2～3 m循環洗井,時間不少于30 min,停泵,從不同方向加壓5 kN左右,起鉆。

2.3 繩纜類落物打撈

繩類落物常見的是斷裂的測井儀器、測井鋼絲、電潛泵電纜或鋼絲繩等,常用打撈工具為鋸齒形反循環打撈鉤、內外鉤、或自制組合鉤等,也可自制鉤距不同的打撈工具。根據繩類落物的物理特性,鉤狀物體很容易將繩類落物勾起,通過旋轉管柱將繩類落物纏繞于打撈工具上拉出油井,完成打撈。鉤狀物的打撈工具只能將整條的繩類落物打撈出井,無法將較短的繩類打撈起來。

如果井內繩類落物已經成了團,可采用螺旋式外鉤進行打撈。螺旋式外鉤由接頭、鉤桿、鉤齒、螺錐組成,上接頭連接下井管柱;鉤桿是連接鉤子的主體,由Φ50 mm的圓鋼加工而成,底部為螺錐;鉤齒用鋼板割成三角形的小塊焊接在鉤桿上。由于鉤桿直徑比普通外鉤大,且鉤齒采用鋼板作材料,具有較高的強度。鉤桿底部的螺錐在打撈過程中通過旋轉鉆入成團壓實的電纜中,上提時可將其帶出井口或將壓實的電纜提拉松散,有利于鉤齒下入打撈,特別適合于打撈電泵電纜。

繩類落物打撈注意事項:入井打撈工具必須有細長的引鞋,便于引入落魚,防止落魚過度上移,打撈工具尤其是鉤子的強度不宜過高,如打撈遇卡,可隨時脫離。

2.4 桿類落物打撈

桿類落物打撈操作要求:下鉛模打印,以便分析井下魚頂形態、位置。根據鉛模印痕分析落魚情況,選擇適用的打撈工具。撈住落物后控制起鉆速度,緩慢上提,檢查懸重,確認落魚撈實后適當增加起鉆速度。按操作程序起下打撈工具進行打撈。

打撈桿類落物的注意事項:在套管內打撈落井的桿狀落物時,應選擇帶引鞋的打撈工具(如光桿直徑28 mm,應選28 mm抽油桿卡瓦撈簡)。如果油管斷脫、光桿及抽油桿落井、油管魚頂以上有多根抽油桿及光桿時,可選用三球打撈器打撈光桿下部接箍。如果打撈斷脫在套管內的抽油桿本體時,抽油桿魚頂與油管魚頂還有一段距離時,也可采用上述打撈辦法,還可用活頁打撈筒打撈。在油管內打撈斷脫的抽油桿本體時,應采用相應的抽油桿卡瓦撈筒,采取起油管的方法起出油管帶出落井的抽油桿。在套管內打撈落井的測井儀器、加重桿、撞擊棒時,應選用相應的卡瓦撈筒、一把抓等。

打撈桿類落物的通用要求:工具下井前必須進行檢查,管、桿絲扣必須上緊,下入8～10根油管時裝好自封,操作平穩,工具接觸落魚時加壓不能太大(一般不超過15 kN),防止造成魚頂彎曲,導致打撈復雜化。嚴禁猛提猛放,打好背鉗,防止管柱反轉造成脫扣。下井工具用油管或抽油桿連接下入套管或油管內,到預定以上50 m時減緩下放速度,至魚頂5～10 m時邊旋轉邊下放,將落魚引入工具內,指重表稍微有顯示時試提,若懸重增加證明已撈獲,如果落魚較輕,顯示不明顯,可進行多方位多次打撈。

3 結束語

分析了油田油水井井下落物事故,指出造成井下落物的原因,提出嚴格按照作業指導書操作,以預防為主,通過規范操作減少井下落物的發生,避免人為操作的影響。對作業程序及入井工具進行嚴格把關,準確掌握施工資料及井況資料,減少施工的盲目性,堅持撈得住、提得起、能脫手的安全原則,提高施工一次合格率,滿足油田生產及井下作業施工需要。