长落鱼打捞作业优化

汪光太，张绍辉，樊 健

1.中国石油勘探与生产工程监督中心（北京100083）

2.中国石油大港油田分公司检测监督评价中心（天津300280）

长落鱼打捞作业优化

汪光太1，张绍辉1，樊 健2

1.中国石油勘探与生产工程监督中心（北京100083）

2.中国石油大港油田分公司检测监督评价中心（天津300280）

通过分析长落鱼形成的常规原因和打捞长落鱼时所需考虑的一些特殊性，为提高打捞效率、降低打捞成本、增加打捞成功率，提出了打捞长落鱼的实用决策流程。通过优选打捞工具、优化工具配套和精细控制打捞操作过程来实现长落鱼打捞作业的优化。

长落鱼；打捞工具；大头公锥；倒扣打捞筒；爆炸松扣

油气勘探钻井井深越来越深，深井数量也逐年增加，钻柱长期在井下高负荷状态中运转，钻具因长期磨损后自身强度减弱、弯曲井段的交变受力、疲劳损伤、遭受冲蚀后连接强度或本体强度减弱、氢脆破坏等原因，易发生断钻具的事故，而在井眼中留下长段的钻具“落鱼”；这种长落鱼也可由操作不当引发。例如，在处理遇卡、卡钻等井下复杂事故时进行超负荷强提硬转也会造成钻具拉断或扭断，或因施加过大扭矩引起胀扣而滑扣，或因钻柱严重倒转而发生脱扣，或在起钻时突然单吊环起钻导致钻具落井而变成长落鱼的事故也偶有发生。

长落鱼形成后，如果打捞工具选择不佳、不配套或措施不当，不仅使打捞效率降低，还会造成落鱼卡点上移，使井眼进一步复杂化，增加过多的解卡工作量，甚至不能解卡，最终只好注水泥塞侧钻，导致长段井眼报废和大量钻具被埋的重大损失。所以，对打捞长落鱼作业进行优化显得非常重要。

1 从实际案例引发的思考

1.1 发生经过

某X1井设计井身结构如图1所示，钻至5 250.27m时出口钻井液发生失返，吊罐起钻完后，进行了13天的承压堵漏作业。在循环检测时再次发生漏失,平均漏失速度达14m3/h，降低排量至16L/s。循环时，平均漏失速度仍达12m3/h，加随钻堵漏剂后，边漏边强钻进至井深5 252m时出口失返，然后吊灌起钻至井深4 389.51m遇卡，接方钻杆后以低排量3L/s开泵，出口不返钻井液，控制悬重在1 550kN~500kN范围内反复上下活动钻具，转动转盘15圈时，悬重突然减小，起钻发现第92柱下单根距母接头3.13m处断裂，落鱼总长达2 742.95m，落鱼结构为:Φ241.3mmHJ517G钻头×0.25m+630× NC560×0.6m+NC561×410×0.42m+Φ127mm加重钻杆×129.19m+Φ127mm钻杆×2 612.49m。

图1 X1井设计和实际井身结构

1.2 处理过程

1.2.1 第1次打捞作业

先接Φ241.3mmLS517G钻头下钻探鱼顶，探得鱼顶井深在1 664.81m（相当于钻头位置在4 407.76 m）。经循环（排量12L/s,平均漏速1.2m3/h），起钻后换接Φ206.4mm(88⅟″)卡瓦打捞筒下钻打捞，下钻过程中进行分段循环，下钻至距鱼顶0.5m时，循环冲洗鱼头，进行打捞鱼头操作，循环后起钻发现未捞获落鱼。

1.2.2 第2次打捞作业

将Φ206.4mm（88⅟″）卡瓦打捞筒换成Φ200mm（7″）壁钩式卡瓦打捞筒进行打捞，同样分段循环下钻，下钻至距鱼顶0.5m时，循环冲洗鱼头，进行打捞鱼头操作，循环后起钻照样未能捞获落鱼。

1.2.3 第三次打捞作业

先接Φ241.3mmLS517G钻头下钻通井，然后组合带有随钻震击器和Φ200mm(7″)套铣管的管柱进行套铣作业，2天时间才套铣井段1 664.81~ 1 675m，套铣太耗时，决定停止套铣，放弃采用反扣钻柱倒扣打捞作业，起钻甩Φ200mm(7″)套铣筒及随钻震击器，下光钻杆循环，准备注水泥塞侧钻。

1.3 长落鱼事故最终处理结果

X1井最终打捞失败，注水泥塞后从1 600m处侧钻，报废进尺3 652m,填埋钻具2 742.95m，损失36天时间侧钻至原井深。不算钻头、钻井液材料、打捞工具和注水泥塞费用，仅按钻机设备折旧、消耗柴油、人员工资和填埋的钻具等时值估算就至少损失300万元以上（表1）。

表1 X1井损失费用估算

可见，打捞长落鱼时，如果不制定优化的作业方案、选择打捞工具不配套、打捞鱼头操作不精细，那就难以提高打捞效率，甚至不能顺利置换坏鱼头和捞出落鱼，使后续处理难以为继，最终造成巨大的经济损失。

2 长落鱼打捞的特殊性

长落鱼一般有上千米长，对长落鱼的打捞要考虑其不同于短落鱼的一些特殊性。

2.1 悬重较大

长落鱼大都包括全部钻铤钻具和非常长的钻杆钻具，总的悬重比较大，在选择打捞工具和工艺时要考虑打捞工具的自身强度和承载能力的适用性，避免上提后中途发生脱鱼或打捞工具断落等2次事故。

2.2 长落鱼易被卡

有一些长落鱼是在起钻过程中发生钻具落井，落鱼会产生自由落体式下落；有一些是在处理遇卡、卡钻等井下事故时，因为超负荷强提硬转造成钻具拉断或扭断的2次事故，或因施加过大扭矩引起胀扣而滑扣，或因钻柱严重倒转而发生脱扣。长落鱼形成前通常会发生自由落体式下落或突断后的弹射性下落、下压。由于下落质量大，动能高，容易因钻头刮积泥饼和钻具变形而使长落鱼被卡。

2.3 附加载荷高

长落鱼由于钻具长，在提升过程中，受到较大的摩擦阻力等附加载荷的作用，使打捞工具所受载荷大量增加，在起获落鱼过程中时常见到脱鱼情况。

2.4 长段井眼难以建立循环通道

落鱼头在对接打捞之前，下部长段井眼不能建立钻井液循环通道，不利于巩固井壁和防止积砂，长时间的浸泡会使高含泥地层水化膨胀，井径相应缩小，增加落鱼卡钻几率和解卡难度。

2.5 卡点易上移

落鱼被卡后，如果钻井液性能不好，因长时间未能循环，可造成沉砂增多而卡，同时落鱼通常会贴于井壁，在长时间不活动、旋转的情况下，长段裸眼井眼中落鱼钻具易发生粘卡而使卡点逐步上移。

2.6 一次性捞获成功率低

长落鱼容易被卡，卡后打捞鱼头非完好的落鱼通常就要涉及到两方面的事情：首先就是要打捞和置换坏鱼头；另一方面事情就是解卡落鱼。对于被卡的落鱼，很难一次性捞获落鱼并得以解卡。因而，一次性捞获成功率非常低。

3 长落鱼打捞优化决策流程

3.1 长落鱼打捞优化目标

传统打捞长落鱼方法是采用反扣打捞工具配接反扣钻具的手段，这种打捞方法需预备或临时组织大量的反扣钻具，打捞较费时且效率低。要优化长落鱼打捞作业，就是通过优选打捞工具、完善工具配套、制定决策流程、实施精细操作，来实现提高打捞效率、降低打捞成本、增加打捞成功率的目标。

3.2 长落鱼打捞工具优选

钻井常用的打捞管具落鱼的工具有打捞公锥、打捞母锥、打捞筒，其中公锥和母锥根据螺纹类型、有无排屑槽又可进行细分，打捞筒根据卡瓦类型、倒扣能力进行细分，具体对比情况见表2。

由于长落鱼的特殊性，选择打捞工具时要考虑以下优选要素：

1）采用正扣钻具：组织和连接反扣钻具较费时间，采用正扣钻具可缩短打捞时间、提高打捞效率。

2）工具配套简单：要考虑配套简单、操作方便、避免工具2次事故。

3）选高强度工具：高强度工具的承载能力较大，利于在落鱼未卡的情况下能安全地捞获整个落鱼。

4）能够全井循环：捞住鱼头后最好能进行全井循环而不发生严重短路循环，利于调整钻井液性能和处理其他井下复杂，方便后续打捞和解卡。

5）可以实施倒扣：能通过倒扣打捞处置坏鱼头。

6）可以实施爆松：可通过配套实施爆破松扣作业打捞处置坏鱼头。

综合以上各要素，长落鱼打捞工具可以优选为：打捞接头等钻具管材厚壁处的正扣无排屑槽大头公锥；打捞钻具管材本体的可退式倒扣打捞筒或可退式篮状卡瓦打捞筒。

表2 钻井管具常用打捞工具选用要素对比

3.3 长落鱼打捞工具配套

对于优选出的长落鱼打捞工具，要根据处理方式、鱼头大小、井眼尺寸、鱼头形状等进行相应的配套。

1）正扣无排屑槽大头公锥：打捞大尺寸管具时，水眼直径应≥52mm，以便爆破松扣工具能通过。

2）可退式倒扣打捞筒：现场经验表明，考虑到管具的磨损，所选打捞筒卡瓦内径比鱼头名义外径小3mm，捞获成功率最高；鱼头在大尺寸井眼中要配接相应大尺寸的引鞋。

3）正扣无排屑普通公锥：打捞Φ127mm以上大尺寸管具时，如不采用倒扣处理鱼头，可将普通公锥水眼直径加工扩大至52mm，以便爆破松扣工具能通过。

4）可退式篮状卡瓦打捞筒：所选打捞筒卡瓦内径应比鱼头外径小3mm，需配有利于倒扣作业的自锁环，根据鱼头环空尺寸配接相应尺寸的引鞋，按打捞鱼头部位，调整加长筒长度。

3.4 长落鱼打捞关键操作

打捞作业的优化，离不开过程作业的精细控制，打捞长落鱼的决策流程见图2，打捞长落鱼过程中的关键操作主要体现在：

图2 长落鱼打捞决策流程

1）鱼头断口免修整：如果鱼头破裂、断口不齐，通常认为会不利于打捞工具套入或造扣，常常对鱼头进行修整。传统鱼头修整工具选用套筒磨鞋或领眼磨鞋，而忌用平底磨鞋，因鱼头通常总是靠向井壁一侧，平底磨鞋难以整周全面磨铣，使鱼头更加不规整，增加打捞鱼头难度。磨铣鱼头还存在增加打捞时间、水眼被堵和落鱼易被卡的弊病。而选用篮状卡瓦打捞筒时，通过调整加长筒长度，可以使不齐断口免于修整。

2）优选和配套打捞工具：应按上述第2、3条的思路和要求来优选长落鱼打捞工具，并对工具自身进行相应的配套；对于打捞钻柱，考虑到要利用打捞工具倒扣功能，钻柱中不要配接安全接头，在大井眼或斜井中打捞时可配接弯钻杆或小角度弯接头。

3）打捞钻柱检查和紧扣下钻：正扣钻柱倒扣前都要进行紧扣，长落鱼打捞钻柱为紧扣提供了有利条件，不必井下紧扣，可以边下钻边检查钻具和紧扣，特别重要的是必须逐根紧扣，而不仅是立柱紧扣。

4）打捞鱼头精细操作：采用公锥打捞时，下钻至鱼顶上1m处，正常排量循环一周，然后调小排量，对钻具称重，记录悬重、泵冲、排量、泵压，缓慢下放至距鱼顶0.5m时，再循环10min，冲洗鱼头，然后继续缓慢下放公锥实探鱼顶。要注意观察鱼顶方入处有无遇阻，遇阻后可间断慢转钻柱，待阻力减小或为零后再继续下放公锥，至造扣方入处阻力增加的同时泵压会升高，如果仅是阻力增加而泵压不升高，那表明公锥插在环空，而未进入鱼头。公锥进入鱼头后准备造扣时，必须先停泵，采用3次造扣作业法，即先加压20kN，正转转盘几圈。然后释放扭矩，后2次造扣时，施加30~40kN压力，造扣后同样需释放扭矩，记录转盘每次实际正转和倒转圈数，实际造扣数不少于4扣。

当采用打捞筒打捞时，同样根据鱼顶方入，下钻至距鱼顶0.5m处，冲洗鱼头，正常排量循环一周后，对钻具称重，记录悬重、泵冲、排量、泵压，然后停泵，缓慢下放钻柱开始套鱼；在下压20kN后，可以慢转转盘2~3圈，如压力回落，可重复下压20kN后再慢转转盘2~3圈的操作，直至下压力不回落后，就不要转动转盘了，此时鱼头可能接触卡瓦，可施加50~ 60kN左右的力，使鱼头进入卡瓦，然后可开泵；如泵压明显升高说明套入鱼头，最后还需停泵下压100~ 150kN，确保鱼顶进入卡瓦顶部，此时就可上提钻柱，如果悬重增加，说明已捞住鱼头。

5）倒扣作业：落鱼被卡后，采用正扣钻柱倒扣来打捞坏鱼头是最简单、便捷的方法，必须确保打捞钻柱下钻时已逐根紧扣过。倒扣前应上提打捞钻柱至比原悬重高50~100kN，设置好限定性扭矩后，就可实施倒扣操作，记录倒扣圈数和扭矩，倒开后上提钻柱，如悬重增加，说明已捞获坏鱼头。

4 结论和建议

对长落鱼的处理，要以提高打捞效率、降低处理成本为目的，按落鱼被卡的最坏情况来制定打捞方案，对作业进行优化时重点把握好以下几点：

1）长落鱼打捞作业的优化，首先重在优选打捞工具，必须选择承载能力大、能建立全井循环而不发生严重短路的工具。既利于在克服井眼摩阻情况下安全地捞获整个未卡落鱼，避免中途滑脱，又利于调整钻井液性能、循环排气、注解卡剂和处理其他井下复杂，方便后续作业。

2）所选打捞工具应有倒扣能力。

3）要考虑整体配套简单方便，避免选择耗时低效的反扣钻柱和反扣打捞工具。

4）正扣无排屑槽大头公锥和可退式篮状卡瓦打捞筒或可退式倒扣打捞筒是分别用来打捞厚壁类管具接头、管具本体的首选优化工具。

5）要充分发挥能地面检查和紧扣的优势，打破常规，通过作业过程控制优化，在落鱼被卡情况下把采用正扣钻柱倒扣作为首选优化工艺来打捞坏鱼头。

6）除打捞工具本身的配套优化外，整个打捞钻柱必须有足够的水眼尺寸，应考虑通过爆破松扣工具的能力。爆破松扣可作为倒扣扭矩超限时打捞坏鱼头的备选优化措施。

[1]唐玉响，沈建文，沈书荣，等.盘40一斜962井恶性事故处理技术[J].钻采工艺，2011，32(6)：110-117.

[2]蒋希文.钻井事故与复杂问题[M].北京：石油工业出版社，2006.

[3]刘杰，陈范生.鄂8井钻具落井事故的处理[J].石油钻探技术，1994，22(3)：44-45.

[4]黄伟和，谢荣院.CC1深探井打捞作业分析[J].石油钻探技术，1995，23(2)：35-36.

[5]张杰，常忠勇，何茂伟.等.TD004-X3井大斜度井钻具滑扣事故处理实践[J].天然气勘探与开发，2012，35(3)：66-80.

In order to improve fishing efficiency,reduce fishing cost and increase fishing success rate,the forming reasons of long fish and the special characteristics of fishing long fish are analyzed,and the practical process of fishing long fish is proposed.The fishing operation of long fish is optimized by optimizing fishing tools and finely controlling fishing process.

long fish;fishing tool;large male cone;back-off fishing collar;breakouting by explosion

路萍

2015-07-20

汪光太（1966-），男，高级工程师，先后从事水平井技术研究、工程技术服务、监督技术管理工作。