连续油管打捞工艺在水平井的应用问题及措施

吴永兴，朱培珂，熊　伟

(1.长城钻探公司 井下作业公司，辽宁 盘锦 124010；2.中国石油勘探开发研究院，北京 100083)①



连续油管打捞工艺在水平井的应用问题及措施

吴永兴1，朱培珂2，熊伟1

(1.长城钻探公司 井下作业公司，辽宁 盘锦 124010；2.中国石油勘探开发研究院，北京 100083)①

摘要：在水平井中采用连续油管进行打捞作业，不能通过悬重变化和泵压的瞬时升高来判定是否抓住落鱼，打捞的难度大。以某页岩气区块X2-2井为例，在泵送桥塞与射孔联作的过程中，13 m长的工具串落入水平井的水平段内。分析了前3次打捞失败的原因。通过改进打捞工具与落井工具的对中方法，增加螺杆马达，更换打捞筒，第4次打捞获得成功。

关键词：连续油管；打捞；悬重；泵压

连续油管技术是当前国际上比较先进的作业技术，操作简单、起下速度快、可靠性高；作业能力强、不污染储层；施工成本低、不需要压井、不需要动井内管柱，是真正的带压作业且设备承受压力比较高、节省地面空间。该技术在页岩气开发过程中得到了广泛应用[1-2]。

但是，在水平井的打捞作业中，由于水平井水平段内摩阻较大、连续油管下入困难、施加钻压困难等，使打捞作业具有一定的难度。尤其在深井长水平段内进行打捞作业，必须通过预先的模拟计算、精准的井况分析、合适的打捞工具，再加上对打捞作业过程的精准判断才可能实现打捞作业的成功。

在通常的直井段打捞作业中，抓住落鱼以后，在地面通过观察指重表悬重的明显增加或是泵压值的突然升高就可以判断为打捞成功。如果在水平井的长水平段内，水平段井眼轨迹上翘，落井工具串质量又非常轻的状况下，开展打捞作业就比较困难了。X2-2井对落井工具串的打捞即是一次成功的连续油管打捞实践，对水平井的连续油管打捞作业具有重要的参考意义。

1工具落井情况分析

在X2-2井泵送桥塞与射孔联作的过程中，工具串落井。该落井工具串全长13 m，质量仅430 kg，还有3簇射孔枪未引爆，如果不将其打捞出井，在后期的施工中将存在很大的安全隐患。而且，该井所在的平台总共有6口井，对于工厂化拉链式压裂来说，该井的事故直接导致3口井整个压裂作业的暂时中断，大量压裂设备因此被暂时停工。将落井工具串及时打捞出井是压裂施工之需要。

落入井内的工具串：

电缆绳帽(ø51 mm×310 mm)+CCL磁定位仪(ø70 mm×500 mm)+快速接头(ø86 mm×350 mm)+加重杆(ø86 mm×3 200 mm)+射孔枪(ø86 mm×1 330 mm)+隔离短节(ø86 mm×470 mm)+射孔枪(ø86 mm×1 330 mm)+隔离短节(ø86 mm×470 mm)+射孔枪(ø86 mm×1 330 mm)+隔离短节(ø86 mm×470 mm)+ 快速接头(ø86 mm×500 mm)+坐封工具(ø97 mm×1 750 mm)+推筒(ø105 mm×500 mm)+复合桥塞(ø104.9 mm×530 mm)。

2打捞方案

X2-2井深4 580 m，水平段长度近1 500 m，狗腿度最大达8.814 °，井眼轨迹不规则，而工具串落井深度3 582 m即位于水平段内。该井生产套管内径为ø114.3 mm，此时井内已经下入2个桥塞，压裂2层，第2个桥塞深度在4 412 m。

根据井内情况，该打捞方案为：采用50.8 mm(2 英寸)变壁厚的连续油管，壁厚4.0～4.8 mm，钢级为QT900，长度为6 000 m。下端携带打捞工具，下入到3 582 m深度以下，将落井工具串下推至4 412 m上部，然后用打捞筒抓住电缆绳帽将工具串打捞出井。

3地面试验

上述打捞方案仍然存在2个问题：

1)由于落井工具串下端连接有复合桥塞，如果该桥塞提前坐封，则打捞住落鱼以后，在连续油管上提过程中就会造成卡管。如果将打捞工具串的丢手投球打脱，则又将增加落井工具串数量，进一步增加打捞难度。因此，必须保证在打捞住落鱼以后不会发生此种情况，这才能保证整个打捞作业的安全。

2)当连续油管携带打捞工具串下入到4 412 m上部位置时，通过连续油管软件模拟显示，在地面施加40 kN钻压时，连续油管末端能够施加在被打捞的电缆绳帽上的钻压只有3 590 N。在该钻压作用下，打捞筒是否能够抓住落鱼，并将落鱼抓牢提出，这个无法预知。

如果以上2个问题不能得到解决，本次打捞作业就难以开展。为此，设计2个地面试验方案，通过地面试验来对以上2个问题做出准确的预判。

1)桥塞地面试验。将1个和落井的复合桥塞(ø104.9 mm×530 mm)同型号的桥塞固定在注入头防喷盒的下端，然后下管施加载荷。当载荷为32 kN时，复合桥塞胀封。该地面试验虽然与井内情况有所不同，但通过该试验已验证：只要该复合桥塞上施加的载荷值不超过32 kN，就不存在提前胀封从而导致连续油管无法提出的风险。通过软件模拟显示的结果表明该风险可以控制。

2)打捞筒抓取电缆绳帽试验。通过连续油管连接器将打捞筒(ø107 mm×600 mm，其他规格的打捞筒尚未到达井场)连接在连续油管下端，将电缆绳帽竖直放置在地面，然后下放连续油管。前3次试验因为打捞筒没有与电缆绳帽对正而没有“打捞成功”，最后一次成功抓牢电缆绳帽，而需要的力仅是1.6 kN，这远低于连续油管末端能够施加于电缆绳帽的钻压值。通过该试验验证了打捞作业完全能够实现。

4打捞过程及分析

4.1第1次打捞过程及失败原因分析

打捞工具串为：连接器ø73 mm×500 mm+单流阀ø73 mm×430 mm+丢手ø73 mm×560 mm+变扣ø73 mm×210 mm+打捞筒ø107 mm×600 mm，工具串全长为2.3 m。

由于井口压力接近30 MPa，边下连续油管边往连续油管内泵入排量100 L/min的滑溜水，平衡压力接近30 MPa，比井口压力略高。当下至3 582 m即落鱼深度位置上部时开泵冲洗10 min，停泵，然后再上提下放后，继续下入连续油管。再启泵，泵压值基本稳定在36 MPa，停泵则泵压值回落到30 MPa左右波动。然后慢慢下入连续油管，将落鱼推至第2个桥塞上部，便于打捞。在4 344.8 m处遇阻后载荷变化量不超过40 kN，然后上提再下放，排量提高到150 L/min，连续操作6次，停泵后起连续油管到地面，打捞失败。

通过对整个打捞作业过程分析，连续油管上提又下压连续6次，但上提时悬重变化不明显，无法通过悬重是否增加来判定是否抓住落鱼。泵压值一直稳定在31 MPa左右，通过该泵压变化只能够判断打捞不成功。同时，可以判定落鱼并不是正中居于水平段内，而是轻微倾斜于井眼内。因此，认为打捞失败的主要原因有：

1)打捞筒没有对中落鱼的鱼头。

2)外径为ø107 mm的打捞筒下至4 344.8 m位置时，实际上是连续油管发生螺旋锁死(因为前期该井通井时是利用外径为ø106 mm的通井规；而软件模拟可能与实际有误差)。

3)施加在打捞筒上的实际钻压值不足以抓牢电缆绳帽。

4.2第2次打捞过程及失败原因分析

打捞工具串为：连接器ø73 mm×500 mm+单流阀ø73 mm×390 mm+加速器ø73 mm×2 570 mm+震击器ø73 mm×2 150 mm+丢手ø73 mm×530 mm+打捞筒ø99 mm×650 mm，工具串全长为6.79 m。

本次打捞仍然是边循环滑溜水，边下连续油管，排量稳定在100～130 L/min，最高不超过250 L/min。当下连续油管到落鱼位置4 393 m(考虑补差等因素，即认为是第2个桥塞位置)时，排量提高到250 L/min，冲洗后停泵，下管；再上提约10 m，然后停泵，下管。连续操作4次，此时从地面的悬重和泵压均无法确认打捞住落鱼，因为这两个参数一直没有大的变化。分析认为施加在打捞筒上的钻压值过小，于是采取连续向井筒内泵入20 m3减阻剂的办法，再次下管至遇阻后，指重表悬重降低50 kN。按照上面同样的方法：冲洗后停泵，下管；再上提约10 m，然后停泵，再下管。如此操作3次后仍然无法判断打捞成功，于是起管到地面。确认本次打捞失败。本次失败的主要原因为打捞筒外径变小以后更难以对中落鱼的鱼头。

4.3第3次打捞过程及失败原因分析

打捞工具串为：连接器ø73 mm×500 mm+单流阀ø73 mm×390 mm+震击器ø73 mm×2 150 mm+丢手ø73 mm×530 mm+螺杆马达ø73 mm×4 200 mm+转换接头ø73 mm×180 mm+打捞筒ø99 mm×650 mm；工具串全长为8.6 m。

由于本次工具串中有螺杆马达，因此下连续油管过程中没有开泵，中间仅测试螺杆马达1次。当下管到4 393 m位置时，开泵，排量为60 L/min；然后停泵，下管；地面施加钻压50 kN，然后上提15 m左右；再次下入并下压1次；操作3次；载荷变化一直比较平稳，泵压一直在30 MPa左右轻微波动。然后起管到地面。确认本次打捞失败。分析认为：本次打捞由于增加了螺杆马达，因此启泵以后，打捞筒对中了电缆绳帽。但是，该打捞筒抓住落鱼需要的力较大，而施加在打捞筒上的力不足以使打捞筒抓牢落鱼顶部，因此打捞作业失败。

4.4第4次打捞

打捞工具串为：连接器ø73 mm×500 mm+单流阀ø73 mm×390 mm+震击器ø73 mm×2 150 mm+丢手ø73 mm×530 mm+螺杆马达ø73 mm×4 200 mm+转换接头ø73 mm×180 mm+打捞筒ø106 mm×1 020 mm；工具串全长为8.97 m。

本次打捞过程与第3次打捞过程相似。但是，本次更换了打捞筒，该打捞筒需要较小的力就可以顺利实现抓牢落鱼，同时外径增加后，马达转动后使得打捞筒更加容易与电缆绳帽对中，使得本次打捞成功。如图1所示。

1—地面试验用的桥塞(最上部桥塞)；2—打捞出井的桥塞(中间桥塞)；3—打捞筒成功抓住落鱼并起出井(最下面部分)

5讨论

通过4次打捞过程可以看出，必须使打捞筒在水平井眼中能够对中被打捞的电缆绳帽，这是最重要的一步，但该井水平段井眼轨迹上翘，落井工具串在水平段内并不是呈水平状态，对中落鱼比较困难，如果不能实现二者的对中，后面又无法打捞。连续油管无法施加转矩，于是在打捞工具串中增加了螺杆马达。另外，在打捞筒能够施加给电缆绳帽钻压值较小的情况下，将落鱼抓住并抓牢，这一步也最关键。因此，更换了打捞筒(ø106 mm×1 020 mm)，该打捞筒的特点是只需要很小的钻压值，就能达到抓牢落鱼的目的。

需要提及的一点是，该打捞工具串出井后，发现被打捞工具串下部的桥塞下卡瓦牙落井，分析认为该桥塞下卡瓦牙在上提过程中与弯曲井眼发生摩擦后脱落的可能性较大。虽然通过连续油管下桥塞工艺，避免了这一潜在的风险，却也说明了打捞过程中避免增加新的打捞风险的重要性。

6结论

1)通过X2-2井连续油管打捞作业实践，可以看出在水平井内打捞落鱼存在一定的难度，即，理论上可以从地面指重表悬重增加和泵压值瞬间升高来判定是否打捞成功，实际操作起来却并不可行。

2)可充分发挥连续油管作业效率高、可带压作业、使用灵活等优势，解决高压、长水平段井内的长工具串落鱼的打捞问题。

3)连续油管水平井打捞工艺的应用前景广阔。今后应该重点研究3个方面：确定正确的打捞方案；选择合适的打捞工具；精确的软件模拟计算和必要的地面试验。

参考文献：

[1]吕选鹏，周承富，陈 辉，等.连续油管技术在页岩气勘探开发中应用前景[J ].石油矿场机械，2012，41(2)：67-70.

[2]石孝志，苏贵杰，王忠胜，等.连续油管打捞技术在川渝地区的应用[J].天然气工业，2008(8)：58-60.

[3]于东兵，包文德，马卫国，等.连续油管打捞技术专用工具研究现状及展望[J].石油机械，2007，35(1)：45-47.

[4]董贤勇.连续油管基础理论及应用技术[M].北京：石油工业出版社，2009：1-6.

文章编号：1001-3482(2016)07-0080-04

收稿日期：①2016-01-08

作者简介：吴永兴(1981-)，男，河南南阳人，工程师，硕士，2012年毕业于西南石油大学机械制造及其自动化专业，主要从事连续油管作业工艺技术研究，E-mail：wuyongxing923@163.com。

中图分类号：TE921.907

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1001-3482.2016.07.018

Coiled Tubing Fishing Process Application Problems and Measures in Horizontal Well

WU Yongxing1，ZHU Peike2，XIONG Wei1

(1.DownholeServiceCompany，CNPCGreatWallDrillingCompany，Panjin124010，China；2.PetroChinaResearchInstituteofPetroleumExploration&Development，Beijing100083，China)

Abstract：coiled tubing in horizontal well is used for fishing operation，the method for judging whether get the fish by the changing of hang weight and the raising of instantaneous pump pressure in horizontal section is infeasible.13-meter-long down hole tool fell into the horizontal section in the combination process of pumping bridge and perforation in well X2-2，one shale gas.The cause of the failure in the three previous fishing operations is analyzed.Lastly，the fishing was achieved successfully by improving the method for aligning the fishing tool and fish，employing screw motor and changing fishing socket.

Keywords：coiled tubing；fishing；hang weight；pump pressure