油田油水井下打捞技术探析

范永刚,岳 明,张启龙,齐 琳

(1.中海油田服务股份有限公司,天津 300459; 2.中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津 300459)

1 油水井大修打捞的作业准备

1)资料收集。组织打捞作业前应编制施工方案,收集掌握井的基础数据,了解作业井钻完井井史、完工报告及生产资料,明确井身结构,掌握后续修井作业资料,尤其是在历次作业过程中有无落物等。分析井下落物原因、落物外形及其在井下的形态,判断井下是否出砂。计算打捞时可能达到的最大负荷,若井下遇卡,应有预防及解卡措施,保证修井设备性能,落实井控预案。

2)落物分析。井下落物主要分为4类,即测斜仪器等杆类、油管钻杆等管类、钢丝绳及电缆等绳类、牙板牙座等细小落物。

3)打捞工具的选用。对井下落物进行打捞时,工具的选择是非常重要的,当井下落物很大时,可能造成油井堵塞,导致油井产油量减少,还可能对油井下的工作仪器造成影响,导致井下工具无法正常工作,故选择工具时需确定井下落物的类型,选择合适的打捞工具[1],即使是同一类井下落物工具也有多种。当井下落物为油管等管状落物时,可选工具包括正反扣公(母)锥、通用型母锥、铣鞋母锥、可退式卡瓦打捞矛、接箍打捞矛、倒扣打捞矛、开窗打捞筒、可退式卡瓦打捞筒、倒扣打捞筒等。当井下落物为测井仪器类杆状落物时,可选工具包括光杆落物打捞器、组合式打捞筒及活页打捞器等。当井下落物为测井钢丝类绳状落物时,可选工具包括锯齿形反循环打捞钩、内外钩、或自制组合钩等。当井下落物为牙座类细小落物时,可选工具包括强磁打捞筒(器)、局部反循环打捞篮、反循环打捞蓝、一把抓捞筒等[2]。

4) 常见的落物打捞方式。管类落物的打捞步骤为:掌握落物状态,可下入普通型平底带水眼铅模或凹形铅模侦查并探视鱼顶情况,了解鱼顶的位置、形状、形态等,根据铅模的铅印结果掌握鱼头基础数据,注意鱼头与套管或井筒环形空间数据,根据掌握的数据选择合适的打捞工具。管类落物通常是腐蚀断裂的钻具或砂埋等造成断裂的钻具,随钻一般下入震击器,考虑震击解卡,还需考虑脱手,可配安全接头。打捞时要求操作平稳,对打捞上来的落物进行分析总结。

杆类落物大部分是断裂的测井仪器、加重杆、抽油杆等,因体积特点有落到套管或井筒环空里的可能,也有落到钻杆油管等钻具内腔里的。对于落于钻具内腔中的打捞,应在油管内腔打捞断脱的杆类落鱼,这样不易发生卡钻等情况,通常是自由地落在钻具内壁中,如脱扣脱落时可下钻具对扣或下入打捞筒进行打捞,如果打捞困难,如断裂后掉入钻具内壁,钻具内壁空间较小或外部钻具产生形变等,可起出外部钻具,但耗时较多。对于套管与钻具环空内的打捞,由于套管内打捞较为复杂,套管内径大,而杆类落物外径小、韧度强、具有较强形变性、相对容易拔断、落井后形状复杂。如果杆类落物以倾斜姿态落入或受卡在某一部位,需进行扶正操作,便于引鱼头进入打捞工具内,可用带拨钩引鞋的卡瓦打捞筒进行打捞。当落物在套管内产生弯曲等严重形变或有固定受力点时,可考虑下入自制打捞钩进行打捞。当杆类落物在井下受卡或发生严重形变无法采用常规打捞工具时,可对落鱼进行破坏,使杆状落物切割或研磨成多段细小落物后再进行打捞,通过下套铣筒或磨鞋的方式进行研磨,采用细小件打捞方式下,用一把抓或强磁打捞器打捞未被循环冲洗出来的残余碎屑。

细小落物种类很多,如油管钳牙座类、小型金属类物体、钻头巴掌、大锤锤头等,具有外形多变、体积不大、容易被卡或卡管柱等特点,相对其他落鱼来说打捞难度较大。目前打捞小件落物的常用工具主要有强磁打捞筒(器)、局部反循环打捞篮、反循环打捞蓝、一把抓捞筒等,如果打捞困难,可采用套铣筒或磨鞋对落物进行磨铣,在不影响生产的前提下也可暂不打捞。

油田中常见的绳类落物有钢丝绳、电缆等,细长而体软,常使用钩类打捞工具,包括内钩、外钩、内外组合钩、单齿钩、多齿钩、活齿钩等类型,是修井施工中使用较为广泛的工具。钩类打捞工具操作简单、打捞成功率高,是打捞电缆、钢丝绳、录井钢丝绳等绳缆类的专用打捞工具。

2 打捞作业的实施

对井下落物进行打捞前,需清楚鱼顶情况,如鱼顶形态、距接箍距离、鱼顶外径、井眼尺寸、是否形成卡阻等。对不规则鱼顶,如劈裂、椭圆长轴超出打捞尺寸1.3倍时,则需对鱼顶进行修整。通过分析落物情况进行打捞最大拉力计算,结合现场设备性能及地层压力情况制定安全通用注意事项,明确防卡钻、防井喷的预防措施,确定打捞方案、施工工序及注意事项,工具下井前要严格检查,确保所有入井钻具的完好性。设计管柱组合时需考虑安全脱手,下井工具要考虑其可退性。如捞住落鱼后,无法完成打捞或打捞住落鱼无法提活落鱼时,则需安全脱手,故管柱组合中应配备井下震击器及安全接头[3]。

打捞作业通用作业要求:所有入井工具、钻具必须经过严格检查,规范测量并测绘草图形成档案留存。对不符合规范要求的钻具严禁入井。操作人员严格按照作业指导书进行施工,杜绝人为操作失误等问题。技术人员应密切关注施工过程中的各类反馈,根据井下情况及时调整施工方案,避免二次落物、卡钻等恶化井下情况的现象。作业过程中必须确保防喷系统工作正常,严防井控情况。在井口操作时,使用的设备及各类工具应清晰记录,施工结束后逐一检查,严防再次井下落物。

2.1 管类落物打捞

管类落物打捞操作要点:丈量打捞油管长度,核实鱼顶井深及打捞方式。组装预定的打捞工具,下打捞管柱探鱼顶。结合所用打捞工具进行打捞,试提,如指重表读数明显增大,说明已经持获,则平稳上提管柱,捞出落物。如指重表读数无明显变化,则上提管柱至鱼顶以上,再次打捞。如捞获后遇卡不能顺利完成打捞,则进行震击解卡、脱手或倒扣操作。震击解卡是通过震击器对遇卡点进行震击活动解卡,若未解卡,则进入脱手操作。脱手时最好的效果是从打捞工具顺利脱离落鱼,如遇不能脱手的情况则采用倒扣操作,倒扣时要注意过提扭矩,确保从安全接头部位倒扣,避免增加井下落物数量。如不能正常解卡打捞,可下入套铣筒对落物外进行套铣,逐段解除外部遇卡点,再进行切割或震击打捞。

2.2 细小落物打捞

打捞细小物件时,可下入强磁打捞工具,采用正反循环或捞筒等方法。

反循环打捞篮是打捞细小落物的常用工具。操作方法如下:工具入井前严格检查打捞篮各部件是否完好,按规定扭矩紧扣。当距离井底1～2 m时,连接管线进行反循环洗井,循环正常后,再慢慢下放钻具,边冲边下放。循环10 min左右,停泵,起钻。

一把抓捞筒多为现场自制的打捞工具,打捞细小件落物效果出色,但与反循环打捞篮不同的是,一把抓一般是针对某一特定落物自制而成,多为一次性的,不受落物体积等因素限制,可打捞相对较大的小件落物,如牙轮钻头巴掌等,因打捞过程中需对一把抓工具施加钻压,故要求井底不能是松软地层,否则无法施加钻压将爪压弯对落物进行包裹,从而无法捞中落物。

打捞细小落物的工具还有强磁打捞器等,只能打捞金属碎屑类可磁化金属落物,使用范围较小,原理简单。

小件类落物打捞注意事项:对于抓捞类打捞工具及测井仪器打捞器,打捞工具在预计落物位置以上5～10 m时开泵冲洗,控制下放速度小于15 m/min,缓慢下放至指重表有遇阻显示为止。接触落物后,加钻压使悬重下降10～30 kN。转盘转速控制不大于65 r/min。对于磁力打捞器,工具在预计落物位置以上5～10 m时开泵冲洗。在保证不憋泵的前提下控制下放速度不大于15 m/min,缓慢下放至指重表有遇阻显示为止(探落物时注意泵压变化)。再上提2～3 m循环洗井,时间不少于30 min,停泵,从不同方向加压5 kN左右,起钻。

2.3 绳缆类落物打捞

绳类落物常见的是断裂的测井仪器、测井钢丝、电潜泵电缆或钢丝绳等,常用打捞工具为锯齿形反循环打捞钩、内外钩、或自制组合钩等,也可自制钩距不同的打捞工具。根据绳类落物的物理特性,钩状物体很容易将绳类落物勾起,通过旋转管柱将绳类落物缠绕于打捞工具上拉出油井,完成打捞。钩状物的打捞工具只能将整条的绳类落物打捞出井,无法将较短的绳类打捞起来。

如果井内绳类落物已经成了团,可采用螺旋式外钩进行打捞。螺旋式外钩由接头、钩杆、钩齿、螺锥组成,上接头连接下井管柱;钩杆是连接钩子的主体,由Φ50 mm的圆钢加工而成,底部为螺锥;钩齿用钢板割成三角形的小块焊接在钩杆上。由于钩杆直径比普通外钩大,且钩齿采用钢板作材料,具有较高的强度。钩杆底部的螺锥在打捞过程中通过旋转钻入成团压实的电缆中,上提时可将其带出井口或将压实的电缆提拉松散,有利于钩齿下入打捞,特别适合于打捞电泵电缆。

绳类落物打捞注意事项:入井打捞工具必须有细长的引鞋,便于引入落鱼,防止落鱼过度上移,打捞工具尤其是钩子的强度不宜过高,如打捞遇卡,可随时脱离。

2.4 杆类落物打捞

杆类落物打捞操作要求:下铅模打印,以便分析井下鱼顶形态、位置。根据铅模印痕分析落鱼情况,选择适用的打捞工具。捞住落物后控制起钻速度,缓慢上提,检查悬重,确认落鱼捞实后适当增加起钻速度。按操作程序起下打捞工具进行打捞。

打捞杆类落物的注意事项:在套管内打捞落井的杆状落物时,应选择带引鞋的打捞工具(如光杆直径28 mm,应选28 mm抽油杆卡瓦捞简)。如果油管断脱、光杆及抽油杆落井、油管鱼顶以上有多根抽油杆及光杆时,可选用三球打捞器打捞光杆下部接箍。如果打捞断脱在套管内的抽油杆本体时,抽油杆鱼顶与油管鱼顶还有一段距离时,也可采用上述打捞办法,还可用活页打捞筒打捞。在油管内打捞断脱的抽油杆本体时,应采用相应的抽油杆卡瓦捞筒,采取起油管的方法起出油管带出落井的抽油杆。在套管内打捞落井的测井仪器、加重杆、撞击棒时,应选用相应的卡瓦捞筒、一把抓等。

打捞杆类落物的通用要求:工具下井前必须进行检查,管、杆丝扣必须上紧,下入8～10根油管时装好自封,操作平稳,工具接触落鱼时加压不能太大(一般不超过15 kN),防止造成鱼顶弯曲,导致打捞复杂化。严禁猛提猛放,打好背钳,防止管柱反转造成脱扣。下井工具用油管或抽油杆连接下入套管或油管内,到预定以上50 m时减缓下放速度,至鱼顶5～10 m时边旋转边下放,将落鱼引入工具内,指重表稍微有显示时试提,若悬重增加证明已捞获,如果落鱼较轻,显示不明显,可进行多方位多次打捞。

3 结束语

分析了油田油水井井下落物事故,指出造成井下落物的原因,提出严格按照作业指导书操作,以预防为主,通过规范操作减少井下落物的发生,避免人为操作的影响。对作业程序及入井工具进行严格把关,准确掌握施工资料及井况资料,减少施工的盲目性,坚持捞得住、提得起、能脱手的安全原则,提高施工一次合格率,满足油田生产及井下作业施工需要。