风城作业区井盐垢阻卡管柱打捞技术

胡黎明

摘      要：打捞盐垢阻卡管柱在修井作业中是比較少见的打捞技术，对于在打捞过程中遇到的问题具有深刻的研究意义。风城011井管柱被盐垢内堵外卡，并伴随着地层压力大、环空间隙小、管内落物等问题，增加了施工难度。从此次打捞过程、打捞技术及难点、盐垢阻卡原因分析、盐垢阻卡井打捞新方法等方面做出了研究与思考，并提出了相关建议与意见。

关  键  词：盐垢;内堵外卡;打捞难度;原因分析;打捞技术

中图分类号：TE 358       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2020）04-0634-04

Abstract： Salvaging salt scale stuck pipe string is a relatively rare salvage technology in workover operation， the problems encountered in the salvage process have research significance. The pipe string of Fengcheng well 011 was stuck by salt scale inside and outside， and with the problems of high formation pressure， small annular space gap and falled objects in the pipe， the construction difficulty was increased. The salvage process， salvage technology and difficulties， cause analysis of salt scale sticking， new salvage methods of salt scale sticking wells were analyzed and studied， and relevant suggestions were put forward.

Key words： salt scale; internal plugging and external sticking; salvage difficulty; cause analysis; salvage technology

风城011井完钻于2009年6月24日，完钻井深4 166.0 m。目前人工井底：3 871.56 m。固井质量不合格，目前地层压力：60.843 MPa，压力系数为1.61。

1  井况及特点简介

井身结构数据如下：

表层套管： φ339.7 mm×9.65 mm×494.34 m;技术套管：φ244.48 mm×13.84 mm×3 367.5 m;油层套管：φ177.8 mm×11.51 mm×1 209.11 m;油层套管：φ139.7 mm×10.54 mm×4 160.57 m。

井内结构：φ88.9 mm外加厚油管297根×2 825.67 m+φ73 mm外加厚油管108根1 010.2 m+尾带φ90 mm喇叭口完成于3 843.05 m。

根据上次修井资料提示，该井经氮气气举和酸化压裂后油管内在1 772 m处遇阻（遇阻位置有逐渐上移现象），管柱外被卡实，造成油井停产。

经过对基础数据资料的分析，该井有以下几个特点：

（1）地层压力高：油层中部压力60.84 MPa，压力系数为1.61，属于二类风险井，需要用重泥浆压井（施工使用泥浆密度在1.66～1.50 g/cm3）。

（2）井内环空间隙小：φ139.7 mm×10.54 mm油层套管与φ88.9mm外加厚油管接箍外径φ114.3 mm间的均环空间隙为2.16 mm。

（3）管柱内阻外卡，无循环通道，起管柱前无法压井。

（4）在井深1 209.11 m处由φ177.8 mm套管变径为φ139.7 mm套管。

2  打捞作业过程中的难题

（1）由于井内管柱内外阻卡，无循环通道，抬井口前无法实施压井，且地层压力高，存在井控风险。另外，在打捞过程中也存在阶段性压井的问题[1-3]。

（2）环空间隙仅为2.16 mm，管柱内外盐垢阻卡且外卡井段长，只能选择内捞且选用带水眼的工具。

（3）在后期打捞中，发现油管内有不明金属落物，使打捞复杂化。

（4）该井在1 209.11 m处φ177.8 mm套管变径φ139.7 mm，在小套管内打捞时，存在虹吸现象，导致多次打捞判断失误。

3  打捞过程分析

3.1  打捞前压井

起初用清水5 m3，反挤压井，泵压20 MPa，泵排量450 L/min，挤压不通。

敞开井口观察4 h，井稳定、无外溢;在6 h内拆井口、抢装70 MPa井控装置，试压52 MPa一次性合格。

在打捞作业时，为保证井筒液柱压力，采用阶段性替浆压井法向井筒内替入泥浆。具体措施如下：第一次在大井筒内倒扣捞获φ88.9 mm外加厚油管130根总长1 242.33 m，在提出65根时，接φ105 mm洗井接头，再下到鱼顶后，用r=1.66 g/cm3，μ=61 S泥浆替出井内清水11 m3，替完浆后提出全部钻具带出剩余油管;然后下入打捞工具，探到鱼顶后，再次替出井筒内剩余的清水11 m3，以此类推。

这样在较短的时间内保证了井筒内一定的液柱压力，有效地控制了井控风险。

3.2  打捞原则

根据该井的打捞难点确立了以下打捞原则：

① 打捞工具受限，必须选用带水眼的打捞工具且内捞为主;

② 井内管柱阻卡，无循环压井通道，不可一次性活动解卡;

③由于井深，提下钻费时间，要尽量避免倒散剩余油管造成的打捞复杂化;

④ 地层压力高，要确保井筒液柱压力及时替入泥浆[4-5]。

3.3  打捞过程

① 在前两次用倒扣捞矛打捞时，打捞效果较好，但由于井筒泥浆比重大，导致捞矛牙块滑动不灵活，增加了打捞难度，于是选用公锥打捞（表1）。

② 在第二次下入公锥捞空后，下入Φ115 mm铅印至2 962.24 m，打印提出铅印。印痕分析为Φ73 mm外加厚油管接箍外径。印痕如图1。

③ 第三次下入公锥打捞捞空，公锥底部有明显的划痕，判断为鱼顶内有坚硬的不明金屬落物，为避免倒散下部油管的风险，做决定倒正扣钻杆磨铣鱼顶。被磨公锥底部显示如图2。

④ 由井深2 962.24 m遇阻，凹磨磨铣至2 963.24 m。

⑤ 下入φ73 mm母锥，捞获油管2根，从油管内掏出片状及较硬的块状金属落物如图3（设计中并未反应管内有落物）。

⑥ 在后期打捞过程中，均用公锥造口打捞，但管柱内盐垢结实较硬，公锥引入后泵压飚高，开泵打捞时容易憋泵。提出的管柱内带出大量的柱状交结盐垢，期间要做好管柱内憋压盐垢弹出伤人的防范措施[6-8]。带出盐垢如图4。

⑦ 后期打捞过程中由于管内盐垢堵塞，可以提钻时钻杆内有无返液为参考来判断打捞结果。但该井在井深1 209.11 m处φ177.8 mm套管变径为φ139.7 mm，在打捞过程中存在虹吸现象，即使在捞空的情况下，提钻初期也会出现钻杆内外溢现象。

例如，在第二次下入Φ73 mm公锥探鱼顶至2 962.24 m，造口打捞后，在起初提出40立根时，钻杆内有外溢现象，之后便不再外溢。此时以为捞获的油管脱落，继续下钻再次打捞，但捞完提钻时情况与前相同，后来提出全部钻具捞空。（打铅印证实管内有落物，此次公锥造口不成功，导致打捞失败）

虹吸现象是液态分子间引力与位能差造成的，即利用水柱压力差，使水上升后再流到低处。由于管口水面承受不同的大气压力，水会由压力大的一边流向压力小的一边，直到两边的大气压力相等，容器内的水面变成相同的高度，水就会停止流动[9-11]。

⑧ 该井井深且使用重泥浆压井，在开泵打捞过程中，刺漏钻杆10根，给打捞作业增添了隐患。刺漏钻杆如图5。

4  盐垢形成的原因分析

4.1  历次修井作业情况

该井在前次小修作业时使用盐水压井，后来氮气气举，气举后又实施酸化（盐酸）压裂，压裂后管柱内堵，油管憋压60 MPa憋不通。

在此次打捞作业时，从管柱内带出大量的柱状盐结晶。

由以上因素可提出下面思考：

N2 + 3H2—→2NH3（催化剂、高温、高压）

NH3 + H2O—→NH3·H2O

NH3·H2O—→NH4++OH-

NH4+ + Cl-—→NH4Cl

NH4Cl即为此次管内外阻卡的盐结晶——铵盐。

铵盐是氨与酸作用得到铵盐，铵盐是由铵根离子（NH4+）和酸根离子组成的化合物。一般为无色晶体，易溶于水，是强电解质。

4.2  铵盐预防措施：

① 小修上修完后要用清水替出井筒内盐水，避免井筒内富集Cl- ，从而为制造铵盐提供条件。

② 氮气气举过的井，压裂前要用清水充分洗井脱气，脱去剩余氮气，杜绝铵盐的形成[12]。

③ 对于铵盐阻卡的井不能采用憋高压方法使管柱憋通，压力越高盐结晶结实越硬、阻卡越严重。

对这种经过特殊施工、井内成分复杂的井，进行酸化压裂时，要严格查阅井史，做出科学的设计。

4.3  铵盐内堵外卡井的新解卡解堵方法

铵盐是氨与酸作用得到铵盐，铵盐是由铵根离子（NH4+）和酸根离子组成的化合物。一般为无色晶体，易溶于水，是强电解质。

一般铵盐的性质也类似于钾盐，如溶解度，一般易溶，易成矾。在化合物分类中常把铵盐和碱金属盐归为一类。铵盐的化学性质：

①有一定程度的水解。因为氨是弱碱，铵盐是弱碱强酸盐或弱碱弱酸盐，前者水解后溶液显酸性。

②受热分解，所有的铵盐加热后都能分解，其分解产物与对应的酸以及加热的温度有关。分解产物一般为氨和相应的酸。如果酸具有氧化性，则在加热条件下，氧化性酸和产物氨将进一步反应，使NH3氧化为N2或其氧化物[13]。

根据铵盐受热易分解的化学性质，可以在井筒内加热铵盐，使得铵盐能够在井筒内分解，从而是井内管柱解卡。该反应的化学方程式如下：

NH4Cl = NH3+HCl  （加热60 ℃）

在现场可以通过连续油管将管柱内的铵盐冲出至地面，然后热洗井或是管柱内注热蒸汽的方法来达到热分解铵盐效果。

5  结 论

（1）井筒如此小的环空间隙很容易形成砂卡及盐垢卡，该井为环空被压实的盐垢卡死，活动解卡80T无效。建议不要在φ139.7 mm的井筒内下φ88.9 mm外加厚油管，以避免造成再次阻卡。

（2）对于管内外盐垢阻卡的打捞井，打捞前若先采用连续油管进行管内冲砂，可有效避免提钻过程中管内段塞状憋压盐垢弹出伤人的风险。另外，对于此次打捞，若进行管内冲砂，可以提前判断出管内落物的井深位置，为后期打捞提供依据。

（3）在实施氮气气举、酸化压裂等增产措施时，要仔细研究之前上修的井史资料，深入分析各个工艺之间的衔接性，剔除工程事故因素，避免工程事故的发生。

（4）对于铵盐垢阻卡这种故障井可以通过尝试化学方法来实施解卡。可以简化施工作业，有效地降低成本。

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