苏南公司速度管柱起管技术应用及管材重复利用评价

王龙，董易凡，杨圣方，刘媛

中国石油长庆油田苏里格南作业分公司（陕西 西安 710018）

井筒积液是导致气井产气量下降的主要原因之一，当积液严重时，气井停喷。为了提升气井的携液能力，将小直径连续油管作为速度管柱下入生产管柱中进行排水采气。但连续油管在井筒内的受力情况复杂，长期在地层流体所含腐蚀性介质的复合作用下，存在连续油管失效、断脱的可能。苏里格南区块自2014 年开始采用速度管柱排水采气技术，部分连续油管使用接近4年，需要对其进行打捞评估，苏里格南区块连续油管下入超过3 000 m，大井斜导致摩擦阻力远远高于其他区块，打捞连续油管存在诸多难点。目前，打捞连续油管的作业管柱都为常规管柱，且多数集中于作业风险低的空井筒，为此苏南公司成立现场技术小组，于2019 年开展速度管柱打捞试验[1]。

1 技术原理

连续油管打捞是指以连续油管为作业管柱打捞井内落鱼的技术。为了充分发挥连续油管打捞的技术优势，必须要解决下述难题：①连续油管自身不能旋转，增大了引入鱼顶的难度；②连续油管属柔性管，打捞过程中易因下压载荷控制不当而出现不可逆的屈曲变形，甚至造成严重后果；③打捞过程中抓获落鱼后，若落鱼严重遇卡，易造成意外丢手[2]。为了克服以上技术难点，打捞工具必须满足以下要求：①顺利引入落鱼，这是打捞作业成功的基础；②抓获落鱼后地面要有响应，以防止注入头过度下压；③若落鱼遇卡严重可以紧急处理，这是保证整个打捞过程作业安全、可控的前提[3]。

2 主体打捞工具串的组成

2.1 连续油管选择

在苏里格南区块使用连续油管外径为38.1 mm，CT70 钢级无缝钢管，下入深度3 000～3 500 m，管柱结构见表1，计划使用5 000 m 同级别连续油管进行冲砂、清洗捞施工,选择200 m 同级别连续油管进行对接回收。

表1 管柱结构数据

2.2 工具串选择

油管挂打捞工具串：38.1 mm 外卡瓦接头+扶正器+GS（表2）。

表2 管挂打捞工具串参数

3 操作步骤

3.1 气举

使用制氮车进行气举，清理速度管柱与油管之间的环空杂质；降低提拉速度管柱时的张力，通过排量1 100～1 300 m3/h的制氮车进行气举，确保气举压力小于30 MPa。

3.2 冲洗井、压井

试压30 MPa，稳压10 min，压降小于0.5 MPa，试压合格。泵车排量200～250 L/min，泵压小于30 MPa，进行冲洗井作业。循环1.5～2 个循环周，充分清理环空杂质。

3.3 回收速度管柱

安装双roll-on 接头（图1），安装后若试拉15 t，上提悬重不超过14 t。起连续油管至井口。起连续油管过程中，在滚筒端安装在线实时监测仪器，对连续油管壁厚、表面腐蚀情况等进行在线监测。

起连续油管至井口，速度控制如下：①3 800～3 870 m 速度控制在 5 m/min 以下；②100～ 3 800 m速度控制在10～15 m/min；③0～100 m 井口附近，速度控制在5 m/min以下。

图1 roll-on连接头

3.4 钢丝通井、打铅印、打捞

①钢丝通井：下入70 mm 通井规通井至锁芯工具位置；②钢丝打印：下入70 mm 铅模至鱼顶位置，打铅印；③钢丝打捞锁芯工具：下入GS 打捞井下锁芯工具。

4 现场应用

4.1 井场布置

按照井控细则要求结合现场实际情况，在施工现场划定作业范围，确保点火罐、工具间、值班房距离要求符合油田公司、苏南公司标准，形成标准化布置方案（图2），对后续的批量作业奠定基础。

4.2 首次作业问题分析

2019 年 5 月 24 日，回收管柱过程中，双 roll-on内连接接头连接上下两端进行试拉测试，期间悬重14～15 t，继续上提 2 m 试拉，悬重由 14.4 t 突然上升到17.1 t后掉到0，下部速度管柱和roll-on 连接处断裂。迅速捞获下部速度管柱上提6.2 m，重新连接悬挂器恢复井口。

4.2.1 问题分析原因

1）速度管柱和套管不存在硬堵塞。使用氮气和清水气举和洗井，确认速度管柱和套管之间连通性良好，不存在硬堵塞情况。

图2 布置示意图

2）未出现上提超拉的情况。管柱自重11 t，管体提拉测试为16.1 t，而提拉试验为14～15 t，不存在拉力超过管柱本体提拉测试的情况。

3）上提过程中突然遇阻，说明井筒与速度管柱间的摩阻升高，存在异常。速度管柱自身的弹性系数为1 m/1 000 m，3 000 m速度管柱弹性形变长度约为3 m，提拉过程中虽然上提2 m，但未超过管柱拉伸导致的弹性形变长度，无法判断速度管柱在井筒内是否由于位移、井身结构等情况导致磨阻超过抗拉强度，拉伸过程中管柱在井筒内并无位移，持续提拉会导致管柱薄弱点断裂[4]。

4）管柱薄弱点分析。速度管柱自身的提拉测试为16.1 t，不存在超过本体强度的原因，分析认为由于使用双roll-on 连接，连接处通过热压造成了管柱发生形变，导致该处的提拉测试有所降低。

4.2.2 针对问题优化工序

1）降低井筒摩阻。加入金属降阻剂，计算好顶替量，使金属减阻剂进入速度管柱与油管之间的环空，减小速度管柱和套管之间的摩阻，减小起管悬重降低双roll-on拉脱风险[5]。

2）提拉试验前预判断可行性。考虑单井井筒无法预测，在GS 抓住油管挂后上提5 m（1#阀、2#阀、防喷器、防喷管长度接近6 m），验证速度管柱在油管内的伸缩量是否超过弹性形变长度，通过提拉本体确认管柱在井内能否正常产生位移，并通过悬重判断是否可以使用roll-on工具打捞。

3）提拉测试最高为16 t。在提拉试验中，对外卡瓦提拉测试最高16 t；起油管过程中密切关注悬重变化，匀速上提防止动作过猛拉脱双roll-on接头。

4）应选择位移较小的井进行试验。SN01XX-03 井，位移1 440 m，属于大位移定向井，位移越大，井深结构越复杂，井筒摩擦阻力越大，故选择直井进行首次试验。

4.3 后续作业情况

在经验总结和施工程序改进优化后，顺利完成了5 口井的速度管柱回收最大位移1 400 m（表3）。分析回收管柱时的悬重变化：

1）连接roll-on 前，通过GS 工具试拉连续油管，若油管自身在井里正常伸缩（每千米接近1 m，3 500 m 接近3.5 m），且悬重变化幅度较小，则说明连续油管管壁与井壁无卡阻点，可进行下一步试验。

2）考虑连续油管自重接近14 t，在正常回收过程中，随着回收量的增加，悬重逐步降低，回收速度变快。

3）考虑roll-on 接头处产生形变，回收过程中通过颜色标记，确认roll-on 接头位置，缠绕至回收滚筒10 圈后，视为度过高风险期，同时回收全程控制速度，保持匀速进行回收。

以SN0168-08井为例：

表3 2019年连续油管回收统计

1）通过GS 工具直接上提管柱至防喷管，上提5 m 后再下放，完成管壁和井筒的卡阻测试。悬重未出现异常，判断下一步可使用roll-on连接回收。

2）上提油管至防喷盒(0～14 t)，割油管，做双roll-on 连接，测试拉力16 t，测试合格，上提至14.5开半封卡瓦，开始起油管，随着管柱回收，悬重稳定下降。

3）起3 889 m 速度管柱至井口，移出塔台，恢复井口采气树。

5 起出连续油管管材评价及重复利用

5.1 回收连续油管检测评估

委托宝鸡钢管厂、中石油汉江机械设备研究所对5盘回收管柱进行全管体漏磁检测。

1）检测设备。使用的连续管无损检测系统，可以在作业过程中对连续油管的局部缺陷、壁厚变化等进行检测。检测仪器满足API Spec 5ST—2010、ASTM E570—2015等标准规定的检验要求[6]。

2）检测结果。根据检测结果显示，5 盘管柱的壁厚损失未低过标准规定的10%（即2.88 mm），具体数据见表4，回收管柱点损伤小于检测判定标准（API Spec 5ST—2010、SY/T 6698—2007) 且壁厚损失小于10%。

3）以SN01XX-05为例，管体整体状况良好。连续油管距管端461 m、1 672 m 处检测出接近判定标准的缺欠信号波，缺欠判断为点损伤，不影响整体评价。壁厚变化：连续油管距管端1 756～1 766 m 处壁厚减薄，通过便携式测厚仪进行复检壁厚大于2.88 mm（实测 3.10 mm、2.98 mm、3.05 mm、3.07 mm），损失深度未超过标准规定的10%。

表4 2019年连续油管检测情况

5.2 重复利用计划

2020 年 1 月 8 日，与中石油管材所、宝鸡钢管厂、长庆井下、安东石油召开速度管柱回收检测及利用技术会议。

结合国家及行业判断标准，形成以下决定：

1）回收管柱点损伤小于检测判定标准（API Spec 5ST —2010、SY/T 6698—2007) 且壁厚损失小于10%，可以再次作为速度管柱使用。

2）苏南回收的5 盘管柱，满足可再次使用的要求。

3）基于施工经验，为了减少未来可能再次提起管柱的风险，回收管柱目前仅计划用于水平位移相对较小的井（例如不大于1 000 m 的井）的速度管柱。

4）重复使用回收管柱，可使单井速度管柱安装费用降低约24万元。

6 结论

1）外径38.1 mm（1.5"）CT70钢级无缝钢管的连续油管在生产井内使用情况良好，未出现严重的腐蚀、冲蚀情况。

2）回收连续油管时，提拉测试前的伸缩量测试，是判断井内摩阻情况的重要工程手段，确认井壁无卡阻点，降低作业风险。

3）检测回收的5 盘连续油管，可满足再次使用的要求。