高溫高壓氣井鋼絲作業(yè)技術(shù)實(shí)踐

姜玉峰，葛東升

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，上海 200335）

鋼絲作業(yè)是通過(guò)纏繞在絞車上的鋼絲利用機(jī)械的上下提放達(dá)到對(duì)井下工具進(jìn)行操作的目的[1-2]。由于鋼絲作業(yè)的設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、重量輕、操作簡(jiǎn)單、適用范圍廣和易于下井等特點(diǎn)，在完井作業(yè)中應(yīng)用廣泛[3-6]。隨著高溫高壓井的進(jìn)一步勘探開發(fā)，井底壓力和溫度更高，井身結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)管柱組合更加復(fù)雜，新的問(wèn)題和困難不斷出現(xiàn)[6-12]，在這種形勢(shì)下，對(duì)鋼絲作業(yè)的設(shè)備、工具以及人員等都提出了更高的技術(shù)要求。

1 概述

鋼絲作業(yè)原理是利用纏繞在絞車上的鋼絲，依靠絞車動(dòng)力上提下放，配合專用工具實(shí)現(xiàn)對(duì)井下工具的操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)功能。鋼絲作業(yè)設(shè)備主要由地面設(shè)備和井口裝置兩部分組成，主要設(shè)備有絞車、防噴閥、防噴管、防噴盒、滑輪。鋼絲作業(yè)基本工具串包括鋼絲繩帽、加重桿、震擊器和萬(wàn)向節(jié)。常規(guī)鋼絲作業(yè)選擇普通φ3.18 mm 鋼絲，對(duì)于井較深、斜度和磨阻均較大的井，選擇拉力更大的鋼絲；對(duì)于有腐蝕環(huán)境的井，需選用防腐性能高的不銹鋼材質(zhì)鋼絲（表1）。

2 常見問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

高溫高壓井完井不同于常規(guī)井，井較深、井底溫度高，井口壓力高等因素給鋼絲作業(yè)帶來(lái)了很大困難及風(fēng)險(xiǎn)。

表1 常見鋼絲參數(shù)性能

（1）井口油壓過(guò)高的應(yīng)對(duì)措施：選用滿足要求的井口防噴裝置，防噴管選擇高壓力等級(jí)，防噴器選擇多級(jí)液壓BOP，液壓防噴盒配套流管，使用注脂泵加強(qiáng)鋼絲密封，優(yōu)先選擇開井狀態(tài)進(jìn)行鋼絲作業(yè)，減少井口油壓過(guò)高的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）易結(jié)冰的應(yīng)對(duì)措施：導(dǎo)致冰堵的主要原因是含有水汽的高溫高壓氣體在節(jié)流作用下，溫度下降水汽凝結(jié)成冰，因此鋼絲作業(yè)盡量選擇避開冬季，另外要備好甲醇、乙二醇等解除冰堵的藥劑，鋼絲作業(yè)冰堵易在防噴管內(nèi)產(chǎn)生，鋼絲工具串入井前，將甲醇或乙二醇倒入防噴管內(nèi)，同時(shí)在清蠟閥以上打平衡壓，可以有效地預(yù)防冰堵，抑或在防噴管接頭處連接好注解冰堵藥劑的流程，隨時(shí)應(yīng)對(duì)冰堵問(wèn)題。

（3）井下溫度高的應(yīng)對(duì)措施：優(yōu)化鋼絲作業(yè)投撈堵塞器的次數(shù)，配合使用彈簧震擊器，入井前彈簧震擊器調(diào)節(jié)至合理狀態(tài)，確保有震擊器震擊力滿足要求；選擇材質(zhì)優(yōu)良的密封部件，在不影響密封效果的前提下，適當(dāng)打磨減小密封部件的尺寸也能很好地解決密封件遇高溫膨脹的問(wèn)題。

（4）產(chǎn)生氣頂作用的應(yīng)對(duì)措施：開井狀態(tài)下的鋼絲作業(yè)，控制井口油壓的同時(shí)，要通過(guò)調(diào)節(jié)油嘴開度控制產(chǎn)量，進(jìn)而控制井下氣體的流動(dòng)，減小氣頂效應(yīng)；優(yōu)化鋼絲工具串組合，加重桿配重，井斜大的井采用滾輪加重桿。

（5）開關(guān)滑套作業(yè)、壓差過(guò)大的應(yīng)對(duì)措施：開啟壓力較高的產(chǎn)層滑套時(shí)，選擇高性能的鋼絲，鋼絲工具串中加入防沖頂工具。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

鋼絲作業(yè)在完井作業(yè)中的應(yīng)用主要有鋼絲作業(yè)通井、投撈堵塞器、投堵塞器、坐封封隔器、開關(guān)滑套等。

3.1 作業(yè)背景

該井為一口水平開發(fā)井，人工井底5 310 m，生產(chǎn)油管為φ73.02 mm TS3SB 13Cr-P110 油管，完井方式為：裸眼段下入打孔管、φ177.80 mm 及φ244.47 mm 套管內(nèi)射孔，三個(gè)封隔器分三個(gè)層系進(jìn)行開采，該井最高關(guān)井壓力達(dá)到 42.748 MPa，目的層溫度125 ℃。

完井作業(yè)結(jié)束，鋼絲作業(yè)投55.58 mm FWG 堵塞器至下部55.58 mm F 型坐落接頭，封堵下部產(chǎn)層。工具串組合：繩帽38.10 mm+變扣+旋轉(zhuǎn)節(jié)+4.762 m加重桿+萬(wàn)向節(jié)+47.62 mm 機(jī)械震擊器+161.20 mm C-1+55.58 mm FWG 堵塞器。脫手55.58 mm FWG 堵塞器送入工具串，脫手后工具串上提19 m 后無(wú)法繼續(xù)上移，上下活動(dòng)鋼絲，降低防噴盒壓力，防噴盒內(nèi)注入液壓油均未果；開井放噴，降低井口油壓未果，通過(guò)反復(fù)排查，發(fā)現(xiàn)鋼絲防噴系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)冰堵。向防噴盒內(nèi)注入乙二醇。配合灌入熱水，活動(dòng)鋼絲解卡成功，正常上提拉力340.194 kg，起鋼絲工具至1 990 m，鋼絲突然斷裂，地面回收鋼絲246 m（斷點(diǎn)至絞車長(zhǎng)度）。井內(nèi)落魚鋼絲：3.18 mm 普通鋼絲+繩帽38.10 mm +變扣+旋轉(zhuǎn)節(jié)+47.62 mm 加重桿+萬(wàn)向節(jié)+47.62 mm 機(jī)械震擊器+13.970 C-1，總長(zhǎng)1 744 m。自由重量：174.633 kg=106.594 kg（鋼絲）+68.039 kg（工具串），最大拉力1 133.980 kg。

3.2 復(fù)雜情況分析

冰堵出現(xiàn)后采取了切實(shí)有效地解決措施，通過(guò)注入乙二醇及配合灌入熱水，融化冰堵，出現(xiàn)鋼絲斷裂的情況，初步判斷是冰塊落井，落至井下安全閥處，對(duì)鋼絲產(chǎn)生損壞，導(dǎo)致鋼絲斷裂、落井。

3.3 落井鋼絲及工具串打撈方案

打撈落井鋼絲及工具串，確認(rèn)下部封層用55.58 mm FWG 堵塞器成功投入工作筒。

（1）設(shè)備及工具選擇：考慮可能拉力過(guò)大，本次鋼絲打撈作業(yè)選擇63.50 mm 超強(qiáng)鋼絲，最大拉力1496.855 kg；使用68.948 MPa 等級(jí)的鋼絲防噴管、三級(jí)液壓BOP，保證井控安全；鋼絲主要打撈工具BOWEN 尋線器（帶打撈功能）及鋼絲撈矛（圖1），同時(shí)配備了一般鋼絲尋線器、一把抓、鉛模、盲錘等工具，確保打撈處理手段多樣、有效。

圖1 BOWEN 尋線器（左）及鋼絲撈矛（右）

（2）打撈步驟優(yōu)化：鋼絲造彎作業(yè)優(yōu)選具有打撈作用的BOWEN 鋼絲尋線器，對(duì)落井鋼絲魚頂進(jìn)行造彎作業(yè)。如果造彎效果好，操作得當(dāng)，可以成功撈獲落井鋼絲，能極大地減少鋼絲作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，如果未成功撈獲，則起出造彎鋼絲工具串，下入鋼絲撈矛進(jìn)行打撈。

3.4 施工過(guò)程

（1）吊裝就位、調(diào)試鋼絲設(shè)備，對(duì)三級(jí)液壓防噴器整體、半封試壓：3.447 MPa×5 min、51.711 MPa×15 min，試壓合格，連接鋼絲作業(yè)井口，對(duì)清蠟閥以上鋼絲防噴管試壓：3.447 MPa×5 min、51.711 MPa×15 min，試壓合格；

（2）組合下入鋼絲造彎、打撈工具串。工具串組合：繩帽+旋轉(zhuǎn)節(jié)+加重桿2 根+萬(wàn)向節(jié)+彈簧震擊器+管狀震擊器+63.50 mmJU+繩帽+58.42 mm BOWEN 鋼絲尋線器（圖 2）。工具串入井前，地面調(diào)試彈簧震擊器至合適震擊力，開清蠟閥前使用鄰井氣源打平衡壓7.000 MPa，提前向防噴管內(nèi)灌入5 L 乙二醇。

圖2 鋼絲造彎、打撈工具串示意圖

（3）下至2 238 m 輕微遇阻，立即上提，過(guò)提明顯，上提至2 228 m 懸重增至816.466 kg；之后保持懸重為340.194～816.466 kg，通過(guò)改變上提速度上提8 次，深度未見上移，期間未見彈簧震擊器工作。保持上提816.466 kg 懸重懸吊35 min，深度未見上移，期間未見彈簧震擊器工作；下放鋼絲，確認(rèn)管狀震擊器閉合，快速上提震擊鋼絲6 次，井口明顯感覺震擊器動(dòng)作，懸重突降至281.227 kg，確認(rèn)鋼絲脫手，起出鋼絲工具串，檢查鋼絲工具串，未撈獲井下落魚，58.41 mm BOWEN鋼絲尋線器外筒有輕微豎直鋼絲壓痕，內(nèi)筒無(wú)任何壓痕，由此判斷尋線器造彎效果較好，BOWEN 尋線器未進(jìn)入內(nèi)筒，而是穿至外筒導(dǎo)致鋼絲工具串出現(xiàn)過(guò)提，通過(guò)反復(fù)上提，震擊，落魚無(wú)法撈出，初步判斷落井工具串位置管柱變形，需要關(guān)井降低井底溫度，減小管柱變形，更換鋼絲撈矛進(jìn)行打撈。

（4）下入 58.41 mm 尋線器三爪內(nèi)撈矛打撈落井鋼絲及工具串，工具串組合：繩帽+旋轉(zhuǎn)節(jié)+加重桿1 根+旋轉(zhuǎn)節(jié)+加重桿 2 根+萬(wàn)向節(jié)+彈簧震擊器+管狀震擊器+63.50 mm JU+繩帽+58.41 mm 尋線器三爪內(nèi)撈矛（圖3）。下至2 236 m 輕微遇阻，試抓5 次，每次都有過(guò)提后脫掉，最后一次試抓，最大上提懸重至544.311kg，起至深度為2 207 m，彈簧震擊器工作，懸重突降至254.012 kg；再次下探試抓， 2 240 m 以上，下放無(wú)遇阻，上提無(wú)過(guò)提顯示；下至2 240 m 開始有遇阻現(xiàn)象，試抓8 次，均無(wú)過(guò)提顯示。起出鋼絲工具串檢查，發(fā)現(xiàn)63.50 mm JU 安全銷斷銷，47.62 mm 繩帽+58.42 mm 尋線器三爪內(nèi)撈矛落井。

圖3 鋼絲打撈工具串示意圖

（5）下入打撈47.62 mm 繩帽+58.42 mm 尋線器三爪內(nèi)撈矛工具串至2 240 m 遇阻，緩慢上提至2 207 m，懸重逐漸增至771.107 kg，突降至458.128 kg，之后懸重在458.128～476.272 kg 波動(dòng)，成功撈出落井鋼絲及工具串。

（6）鋼絲下入 50.80 mm 鉛模探 55.58 mm FWG 堵塞器位置。工具串組合：繩帽+旋轉(zhuǎn)節(jié)+加重桿 2 根+萬(wàn)向節(jié)+加重桿 1 根+機(jī)械震擊器+50.80 mm 鉛模（圖 4）。探 55.58 mm FWG 堵塞器深度位置準(zhǔn)確，起出鉛模，檢查鉛模上端面印有55.58 mm FWG 平衡桿頂端圓形砸痕，確認(rèn)FWG 堵塞器成功封層。

圖4 鋼絲鉛印工具串示意圖

（7）本次鋼絲作業(yè)成功打撈出1 700 多米落井 鋼絲及工具串，使用鉛模確認(rèn)了下部產(chǎn)層成功封堵。

4 結(jié)論

（1）每次作業(yè)前，提出各種風(fēng)險(xiǎn)及可能的復(fù)雜情況，并逐項(xiàng)針對(duì)性地給出應(yīng)對(duì)措施及處理方法，能有效地減少?gòu)?fù)雜情況的發(fā)生，提高完井、修井等作業(yè)的質(zhì)量和時(shí)效。

（2）鋼絲工具的研發(fā)和改進(jìn)也是降低風(fēng)險(xiǎn)的一項(xiàng)重要舉措，而且還能滿足層出不窮的特殊作業(yè)需求。總之，只有不斷地總結(jié)、不斷地改進(jìn)，鋼絲技術(shù)才能不斷完善，并更好地發(fā)揮其重要的作用。