注CO2气井井下落物钢丝打捞方法探讨

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司　黑龙江　大庆　163453)

0　引　言

为提高油井产能，部分稠油气田区块采用了注CO2气驱油方法。由于CO2气体有一定的特殊性，在进行该类井的测试过程中，井口密封装置、井下仪器都需要采用特殊工艺和工具。如发生测试仪器落井，打捞作业的处理难度很大、消耗时间长，而且对打捞装置要求高，打捞实现方法必须科学严谨，才能在保证安全的情况下实现打捞。通过处理海拉尔油田某注CO2气井测试仪器落井，分析了CO2气体特性，科学处理整个打捞过程中的关键问题并改进装置，从而达到安全打捞落井测试仪器的目的。

1　CO2物性特征及注气井发生落物的原因

注CO2驱采油作业中，使用处于临界压力和临界温度以上的CO2流体代替有机溶媒作为萃取剂,这种流体同时具有液体高密度和气体低粘度的特点,扩散系数较大,有极高的溶解能力,能深入到提取材料的基质中,发挥非常有效的萃取功能[1]。随着压缩的CO2气体在井筒注入储层，油藏流体的组成及体系的热力学条件会发生改变，随井筒内深度、温度及压力变化，因而在井筒内呈现出各种不同形态，有气态、固态、液态及超临界状态。CO2压力、温度相位图如图1所示。

注CO2气井发生井下落物除人为因素和井下仪器问题因素外，主要有以下3个原因：首先,气井内原油中的石蜡、沥青质与CO2发生反应生成混合物，该物质极其粘稠，使得测试过程容易发生井下仪器遇阻、遇卡；其次，CO2注气井在密闭不好或放空时易结冰，造成管线冻堵；最后，由于注气井关井，注入层内压力反压使井底内石蜡、沥青质等杂质上返到油管内。

2　落物注气井情况及打捞方案

贝X-X58井是海拉尔油田一口注气井，完钻井深1 900 m，射孔井段1 680～1 821 m，套管深度为1 987.8 m，人工井底为1 976.4 m，油管深度为1 655.0 m。2011年9月投注，该井为注CO2气井笼统井。2016年X月，在利用脉冲中子氧活化仪器检测套管漏点过程中发生遇卡。经洗井后，测井电缆缓慢上提到距井口238 m处，电缆头抽签，测井仪器串卡井，因此需要进行气井密闭打捞。测试仪器一旦落入该井，将通过1 655 m处的喇叭口，落入到套管内。落井的脉冲中子氧活化测井仪器，外径Φ38 mm,加重3支，整串仪器长度约为9.75 m，其中仪器5 m，过芯加重长度为4.5 m(1.5 m×3)，电缆头长度30 cm。初步判断仪器卡在238 m处。

钢丝打捞方案：确定高压密闭防喷装置组合；应用试井车Φ2.6 mm钢丝先进行通井,解决施工气井内上返物质及CO2水化物问题；通井处理CO2注气井中井下工具遇阻、遇卡，建立井下工具的油管内通道；打铅印确定井下落物鱼顶位置；打捞工具串。

钢丝打捞工艺系统由地面设备、井下工具串和辅助设备三部分组成。地面设备主要包括液压试井车、防喷装置、封井器、捕捉器等。井下工具主要由震击器、加重杆、打捞工具等组成。辅助设备主要指井口天、地滑轮和起吊装置等[2]。

3　高压钢丝密闭防喷装置

因钢丝作业具有容易密封、起下速度快、更换工具快的优点，结合问题井情况，确定采用试井钢丝防喷装置。井口防喷装置组合中加装四通和250闸门，井口安装SPZ-625单闸板封井器。根据工具串长度选择防喷管长度，打捞作业时要考虑井下工具长度，保证捕集器正常开关。丈量防喷装置长度(防喷管、防喷器(BOP)、捕集器、短接)数据。防喷装置组合如图2所示。

图2　防喷装置

该防喷装置的特点是：

1)试井防喷堵头气体密封性好。耐压35 MPa密封头采用手压泵远程液控，实时控制井口密封效果，保证作业过程安全可靠。

2)化学注入泵短接，可根据井筒内流体的物理性质注入不同的化学溶剂。如果是二氧化碳水合物则注入甲醇，如果是沥青质则注入柴油，达到溶解遇阻物质的目的。

3)在防喷装置加装四通和250闸门。四通上安装压力表可实时监视井口压力，此外通过250四通闸门可将防喷管内气体、流体、污物、死油放出。

4)钢丝封井器可在紧急情况下封闭施工井，也可以随时更换防喷管长度及组件。

4　气井油管内冻、堵物质处理措施

CO2注气井易结冰、易遇阻、易遇卡，不解决将无法正常施工。用钢丝起下仪器时，应采取特殊的防喷控制器，并加装地滑轮，以改善井口装置受力状态，并能以最小的加重量将仪器下到预定位置，同时还应做到井口严密，否则，轻微的漏失都会造成气体膨胀吸热而形成冰堵、冰卡[3]。根据情况采用地面化学注入泵联接化学注入短接，通过其在油管管柱内注入不同溶剂溶解油管内水合物和沥青质。井口四通侧面安装压力表，最初压力表显示压力为0，判断井口管线内CO2冻堵，注入甲醇和柴油后，井口压力表显示压力为7.0 MPa。通井过程中，化学注入泵联接化学注入短接不断注入柴油，每次更换不同工具串起出放空时，利用四通闸门泄掉管内污物，避免放空阀在放空时结冰堵塞。

5　通　井

钢丝作业中通径规是非常重要的工具，每次作业都要用到。常规通井采用机械动力，依靠仪器自身加重作为原动力，对遇阻井内的结垢、脏物等进行刮除[4]。在下入井下工具之前需先下入通径规，这样可以确认井下装置是否能够通过油管，并可确定油管中座落接头的位置。由于通径规的外径稍大于井下工具外径，因此还可以将油管中的蜡、锈垢及岩屑刮掉。采用通井工具为引进通井规系列。通井过程：选择由Φ22、Φ25、Φ38、Φ42、Φ47.5、Φ52 mm从小到大6种不同直径通井规进行通井。图3为通井规结构图。

图3　通井规结构

1)首次选择Φ22 mm绳帽+Φ22 mm加重+Φ25 mm通井短接，长度为556 cm。下井后在2 m处遇阻，经反复震荡后判断为油阻。将仪器起出井口，在防喷管内泵入柴油对油质进行溶解。

2)再次下井后在5 m处遇阻，反复震荡后判断遇阻处有硬物怀疑是冰，通过化学注脂泵连接注入短接注入甲醇，随后仪器顺利下入井内。

3)用Φ25 mm通井规首次通井成功后，分别用其它直径通井规进行通井，通井时在233 m和1 665 m处有起下不顺畅情况，该位置进行反复起下至顺畅后再下一个大直径通井规进行通井。根据井深结构图，结合通井证实氧活化仪器串已经落入套管井底内，判断遇阻深度为1 715 m。

4)通过打铅印确定在喇叭口下套管内进行打捞，落井仪器鱼顶为1 715 m。

6　打捞实施

6.1　打捞仪器工具串确定

根据仪器与录井钢丝脱开痕迹及钢丝长度判断鱼顶形状，进而确定打捞工具。该井选用卡瓦打捞筒，要求打捞工具的最大外径偏大于打捞仪器的外径，引斜开口越大越有利于抓捞落物[5]。该井喇叭口最小通径为49 mm,打捞仪器串使用扶正器和万向节打捞卡瓦是必要的，如图4所示。普通扶正器下入套管后再起，会将扶正片卡碎，将扶正器改装后可解决此问题。确定打捞工具串为：绳帽+变头+加重+振荡器+弹簧缓冲器+扶正器+绳帽+卡瓦，长度约为432 cm。

6.2　打捞落井方式

仪器串重量为井下仪器串和3支加重重量等，经计算约为100 kg。因试井钢丝和测井电缆相比，钢丝拉力小于电缆拉力，但钢丝密封相对比测井电缆好，而且井下仪器串重量远低于钢丝拉断力，因此决定用试井钢丝进行打捞。

图4　打捞扶正器(上)和万向节打捞卡瓦(下)

6.3　打捞作业

打捞井口防喷密闭装置：防跳天滑轮+密封堵头+化学注入短接+加长防喷管+四通+钢丝封井器，长度约为1 609 cm。

重打绳帽(加备环)加挂打捞工具串，打捞工具下井，打捞串到鱼顶后，起下工具三次，上提张力显示由1.2 kN上升到2.2 kN,表明落井仪器串被打捞卡瓦锁住。上提钢丝，仪器串到井口装置防喷管内后，关闭气井测试闸门，一次将落入套管内的脉冲中子氧活化仪器串成功打捞。

7　结束语

注CO2气井打捞落井测试仪器首次实现，总结经验体现在以下三个方面：

1)应用改进高压钢丝密闭防喷装置，确保施工安全。

2)采用精细的通井规系列进行气井通井，建立良好的打捞通道。

3)化学注入泵是处理注CO2气井井筒内冻、堵物质的关键设备。

[1] 王炜.海拉尔盆地凝析气井试气方法及配套工艺技术研究[M].北京：石油工业出版社,1992：315.

[2] 苗润金，吴茂福.井下钢丝打捞工艺技术改进应用[C]//宁夏回族自治区科学技术协会.第八届宁夏青年科学家论坛论文集.银川：石油化工应用杂志社，2012：215-218.

[3] 《试井手册》编写组.试井手册(上)[M].北京:石油工业出版社，1991:336.

[4] 王花枝.注水井通井工艺技术应用[J].内蒙古石油化工，2011,21(9):109.

[5] 袁业启，何汉坤.斜井13-238井测试仪器打捞的成功实践与认识[J].油气井测试，2005,14(3)：46-47.