超高壓氣井套銑打撈THT封隔器工藝探討

張玫浩， 何銀達(dá)， 秦德友， 趙 鵬， 黨永彬， 吳云才

(塔里木油田分公司天然氣事業(yè)部)

塔里木油田從哈里伯頓進(jìn)口的THT封隔器屬于永久式完井封隔器，廣泛應(yīng)用于塔里木超高壓氣田。該封隔器性能可靠，有效時(shí)間長(zhǎng)[1-3]。近年來，隨著氣田的深入開發(fā)，多口井出現(xiàn)套壓異常、生產(chǎn)管柱堵塞等情況，嚴(yán)重威脅氣田生產(chǎn)安全及效益，例如迪那1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)井。為徹底消除3口井的安全隱患，恢復(fù)生產(chǎn)，需進(jìn)行大修作業(yè)，更換生產(chǎn)管柱。其中，處理THT永久式封隔器是關(guān)鍵工序，由于塔里木油田處理超高壓氣井THT封隔器尚屬首次，經(jīng)驗(yàn)欠缺，所以從3口井的施工過程，提煉分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，可提高效率，保障安全，對(duì)以后超高壓氣井的施工也具有指導(dǎo)意義。

一、基本概況

迪那氣田位于塔里木盆地東秋里塔格迪那2號(hào)構(gòu)造，氣藏埋深達(dá)5 318 m，壓力系數(shù)2.06～2.26，屬異常高壓系統(tǒng)；地層溫度達(dá)141.05℃，地溫梯度2.26℃/100 m，與塔里木克拉通地區(qū)正常地溫梯度相當(dāng)，屬正常溫度系統(tǒng)。20℃凝析油平均密度0.795 g/cm3，地層水為CaCl2水型，密度1.01～1.05 g/cm3，礦化度大約10×104mg/L，井身結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 迪那1、2、3號(hào)井身結(jié)構(gòu)圖(從左至右為1、2、3)

二、THT永久式封隔器結(jié)構(gòu)和工作原理

1.THT封隔器結(jié)構(gòu)

THT封隔器結(jié)構(gòu)見圖2。

2.THT封隔器工作原理

當(dāng)壓力作用到活塞上時(shí)，坐封銷釘剪斷。啟動(dòng)坐封壓力可以靠增加或減少裝在活塞上的剪切銷釘數(shù)量來調(diào)整。隨著銷釘剪斷，一級(jí)、二級(jí)活塞開始逐次向上運(yùn)動(dòng)。壓力增加，活塞推動(dòng)下卡瓦和楔型塊整體上移。當(dāng)達(dá)到最小坐封壓力時(shí)，上卡瓦錨定，膠筒充分膨脹，下卡瓦鎖定位移，系統(tǒng)完全達(dá)到工作壓差。自鎖卡瓦可將活塞鎖定，防止泄壓后活塞自行退回。

圖2 THT封隔器結(jié)構(gòu)圖

三、處理THT封隔器思路及風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)分析

1. 處理THT封隔器基本思路

為提升作業(yè)效率，優(yōu)化施工工藝，從鉆具選擇、工具組合等方面來考慮，確定施工思路。

(1)迪那1號(hào)井采用射孔完井一體化管柱，封隔器下部帶有?314 mm射孔槍，考慮到射孔槍很可能被砂埋，所以選用反扣鉆具打撈封隔器，便于在撈獲落魚無法解卡的情況下進(jìn)行倒扣；迪那2、3號(hào)井封隔器下部無射孔槍，優(yōu)先使用正扣鉆具打撈。

(2)套銑工具選用進(jìn)口高強(qiáng)度硬質(zhì)合金套銑鞋，爭(zhēng)取將封隔器一次性套銑完成；使用可退式卡瓦撈筒加震擊器打撈封隔器殘?bào)w及下部管柱，如果撈獲落魚后遇卡，可嘗試震擊解卡。

2. 風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)分析

(1)套銑封隔器過程中，可能會(huì)產(chǎn)生較大金屬塊及膠皮碎塊，從而造成卡鉆，導(dǎo)致井下復(fù)雜，處理難度大，也會(huì)給后續(xù)打撈增加困難。

(2)迪那1、2、3號(hào)井生產(chǎn)管柱均有不同程度的堵塞，套銑至封隔器膠皮，溝通產(chǎn)層后可能會(huì)發(fā)生大量漏失；再者，封隔器下部存在圈閉高壓天然氣，天然氣會(huì)瞬間釋放，兩者均存在很高的井控風(fēng)險(xiǎn)。

四、現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)述

1. 迪那1號(hào)井施工簡(jiǎn)述

1.1 基本情況

落魚結(jié)構(gòu)(自上而下)：?88.9 mm油管1根+上提升短節(jié)+ ? 177.8 mm THT封隔器+?88.9 mm油管23根+生產(chǎn)篩管+射孔槍串。

壓井液：鉆井液密度1.95 g/cm3。

1.2 套銑封隔器

套銑工具組合(自下而上): ?145 mm×?117 mm硬質(zhì)合金套銑鞋+ ?140 mm套銑管1根+?140 mm雙撈杯+ ?120.6 mm反扣鉆鋌10根+?88.9 mm反扣鉆桿[1]。

套銑封隔器，鉆壓5～40 kN，轉(zhuǎn)速40～70 r/min，排量8～10 L/s，泵壓16～20 MPa，出口返出少量鐵屑及膠皮。

套銑至封隔器膠皮時(shí)，及時(shí)關(guān)井節(jié)流循環(huán)，出口點(diǎn)火焰高8～10 m，將圈閉天然氣脫凈；溝通產(chǎn)層后，該井循環(huán)漏速2.6 m3/h，注入堵漏漿，降低鉆井液密度至1.92 g/cm3，使漏速保持在0.08 m3/h左右。

1.3 打撈封隔器殘?bào)w及射孔槍

打撈工具組合(自下而上): ?143 mm可退式卡瓦撈筒(內(nèi)裝?86 mm籃瓦+ ?92 mm止退環(huán))+ ?120.6 mm超級(jí)震擊器+ ?120.6 mm反扣鉆鋌6根+ ?120.6 mm加速器+?88.9 mm反扣鉆桿[1]。

撈獲落魚，反復(fù)活動(dòng)解卡無效后倒扣，撈獲封隔器至起爆器所有落魚；封隔器上卡瓦及膠筒已全部套銑完，2根篩管沉砂堵塞，帶出封隔器下卡瓦2塊90 mm×45 mm×20 mm，其余6塊落井。

考慮到魚頭堆積封隔器下卡瓦，使用套銑母錐，實(shí)現(xiàn)套銑打撈一體化；打撈兩次，共撈出射孔槍2根；使用可退式卡瓦撈筒+震擊器打撈剩余落魚無果，倒扣撈獲射孔槍1根。

2. 迪那2號(hào)井施工簡(jiǎn)述

2.1 基本情況

落魚結(jié)構(gòu)(自上而下): ?88.9 mm油管(7.66 m)+上提升短節(jié)+?177.8 mmTHT封隔器+?88.9 mm油管2根+投撈式堵塞器+?73 mm短油管1根+POP球座。

壓井液：鉆井液密度1.96 g/cm3。

2.2 套銑封隔器

套銑工具組合(自下而上): ?145 mm×?117 mm硬質(zhì)合金套銑鞋+ ?140 mm套銑管1根+ ?140 mm雙撈杯+ ?120.6 mm鉆鋌12根+?88.9 mm鉆桿。

套銑封隔器，鉆壓5～50 kN，轉(zhuǎn)速40～60 r/min，排量8～10 L/s，泵壓17～20 MPa，出口返出少量鐵屑及膠皮。

套銑至封隔器膠皮時(shí)，關(guān)井節(jié)流循環(huán)，點(diǎn)火焰高7～8 m，將圈閉天然氣脫凈；循環(huán)漏失嚴(yán)重，漏速7.2 m3/h，注入堵漏漿，降低鉆井液密度至1.90 g/cm3，將漏速降至0.1 m3/h。

2.3 打撈封隔器殘?bào)w

打撈工具組合(自下而上): ?143 mm可退式卡瓦撈筒(內(nèi)裝?86 mm籃瓦+ ? 92 mm止退環(huán))+ ?120.6 mm超級(jí)震擊器+ ?120.6 mm鉆鋌6根+ ?120.6 mm加速器+ ?88.9 mm鉆桿。

第一次打撈過程中，落魚有滑落現(xiàn)象，未撈獲，因卡瓦撈筒內(nèi)被封隔器殘片堵塞，導(dǎo)致無法入魚；第二次打撈落魚，開泵下追落魚至5 016 m，加壓60 kN，復(fù)探3次位置不變，撈獲全部落魚，封隔器上卡瓦及膠皮套銑完，帶出封隔器下卡瓦5塊，封隔器下部2根油管被泥砂堵死。

3. 迪那3號(hào)井施工簡(jiǎn)述

3.1 基本情況

落魚結(jié)構(gòu)(自上而下): ?88.9 mm短油管1根+?177.8 mmTHT封隔器+?88.9 mm油管2根+投撈式堵塞器+?73 mm短油管1根+POP球座。

壓井液：鉆井液密度1.90 g/cm3。

3.2 套銑封隔器

套銑工具組合(自下而上): ?145 mm×117 mm硬質(zhì)合金套銑鞋+ ?140 mm套銑管1根+ ?140 mm雙撈杯+ ?120.6 mm鉆鋌12根+?88.9 mm鉆桿。

套銑封隔器，鉆壓5～50 kN，轉(zhuǎn)速40～70 r/min，排量8～10 L/s，泵壓17～20 MPa，出口返出少量鐵屑及膠皮。

3.3 打撈封隔器殘?bào)w

打撈工具組合(自下而上): ?143mm可退式卡瓦撈筒(內(nèi)裝?86 mm籃瓦+ ?92 mm止退環(huán))+ ?120.6 mm鉆鋌3根+ ?87 mm撓性短節(jié)+ ?121 mm隨鉆震擊器+ ?120.6 mm鉆鋌3根+?88.9 mm鉆桿。

撈獲全部落魚，封隔器上卡瓦及膠皮套銑完，帶出下卡瓦牙5塊，落魚管柱被泥砂堵死。

五、工藝分析

(1)在3口井現(xiàn)場(chǎng)套銑過程中，根據(jù)不同的套銑參數(shù)，分別統(tǒng)計(jì)套銑THT封隔器本體及膠皮時(shí)間，進(jìn)而優(yōu)化關(guān)鍵參數(shù)，為以后套銑此類封隔器提供參考。

表1 套銑參數(shù)及時(shí)間表

從表1分析，套銑封隔器本體時(shí)轉(zhuǎn)速越高，鉆壓越大，切削速度越快。從兩方面考慮鉆壓控制:①鉆壓大則扭矩大，易損傷銑鞋硬質(zhì)合金齒，鉆壓宜控制在20 kN以下；②在套銑前30 min以5 kN的小鉆壓銑出軌跡后，盡快提至20 kN，可提升套銑效率。

套銑封隔器膠皮時(shí)，鉆壓越大，速度越快。由于膠皮隔環(huán)和鋼絲網(wǎng)的存在，使得套銑時(shí)易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，降低套銑效率，宜增加鉆壓來提高摩擦力，以40～50 kN為宜。

施工排量大，可及時(shí)使套銑產(chǎn)生的碎屑返離井底，從而避免重復(fù)套銑、降低卡鉆風(fēng)險(xiǎn)，所以在設(shè)備條件允許下，盡量保持最大排量[4]。

(2)在套銑封隔器膠皮時(shí)，關(guān)井節(jié)流循環(huán)排氣，將封隔器下部圈閉天然氣脫凈；1、2號(hào)井出現(xiàn)了不同情況的漏失，采取注入堵漏漿與降低鉆井液密度(鉆井液密度通過監(jiān)測(cè)井筒液面確定)的雙管齊下的方法，迅速降低漏失量，確保了井控安全，也減少了地層損害。

(3)1號(hào)井封隔器下卡瓦6片落到射孔槍上部，導(dǎo)致打撈射孔槍入魚困難；2號(hào)井套銑至封隔器下卡瓦4 cm時(shí)，封隔器突然下落，封隔器殘片落在魚頭上，導(dǎo)致第一次打撈未撈獲落魚；建議套銑THT封隔器時(shí)，如果封隔器下部帶有射孔槍，則考慮把下卡瓦全部套銑完畢，便于下步撈槍；如果封隔器在套銑中下落，則跟進(jìn)落魚并清理魚頭，為下步打撈創(chuàng)造條件。

六、結(jié)論及認(rèn)識(shí)

(1)在施工前，技術(shù)人員根據(jù)3口井不同的井況，理清思路，靈活選擇正反扣鉆具，優(yōu)選進(jìn)口高強(qiáng)度合金套銑鞋，3口井均一次性套銑完成；施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況，加工套銑母錐等新型工具，實(shí)現(xiàn)套銑打撈一體化，這些舉措均有助于提升作業(yè)效率，保障施工順利。

(2)為迪那氣田以后修井作業(yè)準(zhǔn)備，技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)施工中，調(diào)整套銑關(guān)鍵參數(shù)并做好記錄，從而探索出合理的套銑參數(shù)，具有很高的參考價(jià)值。

(3)迪那1號(hào)井射孔槍處理困難，成本高，從后期修井的角度考慮，建議完井時(shí)不采用射孔完井一體化管柱或使用全通徑射孔。

[1]SY/T 5587.11-2004，常規(guī)修井作業(yè)規(guī)程[S]．第11 部分:鉆銑封隔器橋塞.

[2]羅有剛，劉江波，梁有銀，等.K341長(zhǎng)膠筒封隔器在套損井隔水采油中的應(yīng)用[J].石油機(jī)械,2017,45(12)：67-70.

[3]畢福偉,于九政,劉延青,等.雙密封套管保護(hù)封隔器的研制與應(yīng)用[J].石油機(jī)械,2017, 45(2):93-95.

[4]朱進(jìn)府，鄧德鮮.MHS 封隔器磨銑打撈工藝[J].油氣井測(cè)試，2001，20(6):46-47.