第50卷第4期辽 宁化工V〇1.50,No.4 2021 丰 4 月__________________________________Liaoning Chemical Industry_________________________________A p ril,2021水平井带压穿心打捞连续油管技术的应用
吴志强
(长城站探工程有限公司井下作业分公司,辽宁盘锦124010)
摘要:为解决水平井连续油管钻磨桥塞卡钻打捞闲难的问题,借鉴电缆穿心打捞的方法和带压
作业的优点,研究带压穿心打捞连续油管施工工艺,利用带压作业防喷器密封穿心管和套管环空,研
究制作旋转密封装置,实现穿心管和连续油管环空封闭。通过带压穿心打捞连续油管实践应用,在井
筒内连续油管完整的情况下成功解卡,避免了连续油管拉断打捞工作复杂化,同时又保护了高产井原
始地层压力,确保投产后产能不受影响3
关键词:解卡;连续油管;穿心打携;带压作业
中图分类号:TE.358+.9 文献标识码:A文章编号:1004-0935 (2021 ) 04-0557-03
连续油管具有起下钻速度快、没有接箍干扰、作业效率高、施工成本低等优点,是水平井可钻性 复合桥塞投产完井的首选钻磨工具。目前连续油管 钻磨得到了广泛的应用,但是受连续油管钻磨工艺 优劣、钻磨工具选择、井底碎屑在不用井段运移规 律不同及井内返砂等因素影响,卡钻是钻磨过程中 最常见的事故之一,处理难度大,尤其在直井段遇 卡,碎屑、砂与油管、套管之间摩擦,产生自锁力,上提负荷越大,卡得越严重[1]。连续油管强度低,如果大负荷上提解卡,油管本体容易被拉断,管体 的柔性和鱼顶的特殊性,断裂后的连续油管最易贴 在套管壁上,由于鱼顶相对较小,打捞入鱼更加困 难,而且鱼顶很难修复[2]。为防止卡钻事故打捞工 作复杂化,最大限度地降低作业成本,利用带乐作 业设备打捞,保护了地层能量。穿心套铣解卡打捞,保证了井筒内连续油管的完整性,避免大负荷上提 解卡拉断的风险,提高了连续油管打捞的成功率和 打捞效率。
I让1井基本概况
1.1井的基本情况
让1井完钻井深3 465 m,米用O139.7 mm套 管完井,套管下入深度3 463.29 m,水泥返深 I 048.7 m,人工井底2 226.7 m,造斜点深1 863 m,水平段长度1 〇〇〇m。全井共分丨6段压裂,压裂井 段 2 380~3 427 m〇
1.2历次打捞情况
2018年4月19日,连续油管钻磨完第8个桥 塞(井深2 896 m)后,短起过程中有遇卡现象,冲下钻磨第9个桥塞,无进尺。起至2 568 m卡,泵 压30 MPa,排量450 L.mirT1冲洗活动解卡,下钻到 2 668 m卡死,返液量不到10%,反复活动无效,最高上提170 kN,不能建立循环。投球丢开丢手,正注热水累计300 m\循环通道不畅,90%注人水 进人地层,返出少量压裂砂、胶皮碎屑和稠油。正 注热水同时活动解卡,最高上提吨位300 kN,起出 100 m连续油管。反复大负荷解卡造成注人头损坏,连续油管在井n断裂。
2019年8月19 H,使用车载式带压作业机配 合解卡,活动解卡最高265 kN未开。使用震击器解 卡,累计注水143 m\震击解卡未开。加大上提负 荷,活动解卡最高293 kN,连续油管内连接器脱落,井内遗留连续油管2 558 m+钻磨T具串。
两次打捞分析:第一次连续油管解卡最高上提 300 kN,起出100 m连续油管,分析造成卡钻的原 因是环空内胶皮碎屑、压裂砂和稠油的混合物堆积,没有出现硬卡。第二注热水震击器震击解卡未开,然后利用车载式带压作业机加大解卡负荷到300 kN,仍未解卡。由于卡点位置是压裂砂、碎屑、稠油混合物,经过震击、硬拔,很可能产生了自锁 效应。
thread技术2打捞设计思路
2.1穿心套铣打捞
车载式带压作业机活动解卡最高负荷300 kN 未开,再采取强提的方式解卡连续油管有可能被拉 断,为确保井内连续油管的完整性,采用穿心打捞
收稿曰期:2020-11-01
作者简介:吴志强(1986->,男,河南省周口市人.工程师,顿士,研究方向:带压作业技术研究与现场管理。
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的方法解卡打捞。连续油管作业机解卡时起出了 l〇〇m油管,根据分析造成卡钻的原因应是压裂砂、胶皮碎屑没有及时返出井筒造成堆积卡钻。为顺利 下穿心管到卡钻深度,提高打捞效率,穿心管下端 连接套铣头,快速磨碎大块堆积胶皮、硬物。
2.2密封两个环空通道
采取4>89 mm油管穿心套铣解卡打捞,存在穿 心管与连续油管、穿心管与套管两个环空通道。其 中,穿心管与套管之间的环空可以用带压作业防喷 器密封。穿心管与连续油管之间的环空密有两个难 题:
第一,保证穿心管能够转动,在穿心管与连续 油管之间的环空建立循环通道;第二,连续油管在 穿心管内动密封。通过研究制作旋转密封装置实现 旋转及密封功能,同时在该装置上引出连接泵,实 现了连续正反冲砂功能C
2.3有效控制井控风险
连续油管穿心套铣成功解卡后,井底压力可能 会突然释放,井控风险高,一旦出现险情,起打捞 管过程中要能够封井。封井方法:加工一根中48.3 m m油管短节和圆环(圆环内径大于<1>48.3111111,小于<1>48.3〇1111油管接箍夕卜径<1>56|11111,圆环外径大于$89mm油管内径,小于089mm油 管接箍内径)。圆环套在短节上,短节连接打捞连续 油管的捞锚上,下放短节,使圆环悬挂在089m m 油管接箍内,从而起到悬挂连续油管的作用,089mm穿心油管接箍剩余丝扣足够安装旋塞阀封 井。
3打捞作业
3.1旋转密封装置模拟实验
为了验证旋转密封装置的承压能力和旋转能 力,选择一口深度1 〇〇〇m的低压水井进行试验,将旋转装置安装完毕后,通过向套管打压至15 MPa,关闭套管闸门,压力稳定。液压钳带动油 管旋转,装置旋转部分连接良好,可以使用。
3.2打捞作业过程
安装带压作业机,下048mm小油管短接+滑块 捞锚,捞住连续油管。穿心下089mm油管+$110套铣头,第一次遇阻深度834.09 m,吊车配合吊起 小油管短节拉伸连续油管,中89 mm油管仍下不去,75 t热水25 m3反洗井,活动套铣管柱继续下管至 2 152.95 m第二次遇阻,75 T:热水35m3反洗井,吊车配合吊起小油管短节拉伸连续油管,进尺3 m 后第三次遇阻,深度2 155.95 mc
从遇阻位置2 155.95 m到2 299 m,连续冲下套 铣20 d,平均每天进尺7 m,井口返出少量的压裂 砂和碎肩。即将进入水平段,井斜逐渐增大是下套 铣管比较慢的原因。深度2 299 m不能建立循环,上提一根油管,再次建立循环后,冲下套铣2 m,井口返出大量的压裂砂和桥塞胶皮碎肩,套铣头下 到连续油管卡钻深度。套管打压反冲砂,油套环控 憋压20 MPa,循环套铣,油管出液5 m3后不通,套 管通,压力降到6 MPa。加大冲洗排量后建立循环 继续下套铣管,冲下同时带压作业机配合上提连续 油管280 kN完成解卡,打捞起出连续油管2 556 m。
3.3反推分析
第一次连续油管解卡分析:压裂砂、胶皮碎屑 和稠油没有及时从环空排出是造成卡钻的主要原 因。从遇阻的深度看,在直井段834.09 m遇阻,提 拉连续油管配合冲洗后通过。在造斜段2 152.95 m 遇阻,连续冲下套铣20 d,平均每天进尺7m,井 口返出少量的压裂砂和碎屑,说明也不是卡钻位置。在2 299
m遇阻建立循环后返出大量的压裂砂和碎 屑,加大排量冲洗完进尺50 m完成了解卡,说明砂 面顶部在2 299 m,这是本井即将进入水平段的深 度。
不同的井段环空压耗差别很大,查阅连续油管 水平井钻磨文献资料,汪海阁等通过对试验数据的 归纳分析,推导出的斜井段和水平段的环空压耗计 算模型P]。以2 200 m直井段、斜井段与水平段1 200 m为例,使用范宁公式[4]得到的直井段环空压耗与 汪海阁等推导的斜井段和水平段得到的环空压耗模 型对比,在2 300 </?e< 4 000的过度流范围内斜井 段与水平段的环空压耗大约是直井段环空压耗的 4~5倍[5]。理论计算验证了现场实践,当井内砂流 到造斜段时,损失的能量多,造成钻磨液携砂能力 下降,砂子沉降速度快,容易形成砂桥,造成卡钻。
4认识与建议
1 )车载式带压作业机打捞连续油管具有解卡能 力强、井控风险低、保护储层能量的优点。
2)穿心套铣打捞连续油管,是震击解卡、大力 上提解卡方法都失效的情况下的补充,能够保证井 下连续油管的完整性,避免了井下复杂事故的发生,打捞成功率高。
第50卷第4期
吴志强:水平井带压穿心打捞连续油管技术的应用559
3对丁捞实践验证了不同井段连续油管钻磨环空 压耗理论推导对比,斜井段与水平段环空压耗远高 于直井段环空压耗,当井内砂流到造斜段时,损失 的能量多,造成钻磨液携砂能力下降,砂子沉降速
度快,容易形成砂桥,造成卡钻。
4 )建议连续油管每完成1个桥塞钻磨,下探下
一个桥塞位置后,通过建立短循环通道,减少斜井 段、水平段压耗损失,缓慢上提连续油管及时循环 排出碎屑和压裂砂。
参考文献:
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[2】付建华,王雯靓,陈国庆,等.穿心打捞连续油管技术与应用丨几钻采
工艺,2016, 39 (5): 17-18.
[3] 汪海阁,刘希圣,丁岗,等.水平井水平段环空压耗模式的建立[J】. 石油大学学报(自然科学版),
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[4] 沈忠厚.水射流理论与技术[Ml.东营:石油大学出版社,1997.
[5】庞仁德,崔莎莎,韩继勇,等.水平井连续油管钻磨桥塞工艺研究与
应用[J].石油钻探技术,2016 , 44 (丨):57-62.
Application of Cut-and-thread Fishing Technology of
Coiled Tubing With Snubbing in Horizontal Wells
WU Zhi-qiang
(GWDC Downhole Service Company, Panjin Liaoning 124000, China )
Abstract: To solve the problem of fishing operation of coiled-tubing drilling in horizontal well, taking advantage of snubbing and wireline cut-and-thread fishing, cut-and-thread fishing process of coiled tubing with snubbing was researched. Utilizing BOP stack seals cut-and-thread fishing tubing and casing annulus, rotary seal equipment was developed to seal cut-and-thread fishing tubing and coiled t
ubing annulus. Through practical application of cut-and-thread fishing of coiled tubing with snubbing, stuck freeing of the coiled tubing was successfully realized, and the coiled tubing in well bore was completely fished, which avoided the complication of coiled tubing broken. At the same time, the original formation pressure was protected, it was ensured that production capacity was not affected after production.
Key words: Stuck freeing; Coiled tubing; cut-and-thread fishing; Snubbing
辽宁南芬铸件产业园化工板块简介
一、 基本情况
2018年丨月,辽宁省人民政府批准成立了本溪南芬经济开发区,为省级经济开发区。本溪南芬经济开发区以辽宁南芬铸 件产业园为核心区和起步区,整合南芬区下马塘街道办事处区域和南芬区新材料产业园而形成。本溪南芬经济开发区规划总 面积29.87平方公里,其中,铸件产业园铸造板块规划面积7.97平方公里、化工板块规划面积1.19平方公里;新材料产业园规 划面积2平方公里,下马塘街道办事处规划面积18.71平方公里。
辽宁南芬铸件产业园作为经济开发区的核心区域,于2010年5月经本溪市人民政府批准成立的市级工业
产业园区,行 使市级经济管理权限和相关社会管理权限;20丨2年园区被纳入全省100个工业产业集考核;2014年成为南芬区国家独立 工矿区改造产业转移承接地。2018年1月,获省政府批准晋升为省级经济开发区,定名为本溪南芬经济开发区。
二、 核心区域规划和环评审批手续情况
辽宁南芬铸件产业园产业发展规划于2010年10月获得本溪市人民政府批准实施;园区土地总体利用规划于2011年获 得辽宁省人民政府批准实施;园区控制性详细规划于2012年8月获得南芬区人民政府批准实施;园区控制性详细规划环评 于2014年5月获得本溪市环保局批准实施;2017年12月,园区控制性详细规划(2017年修编)获得南芬区人民政府批准 实施;2018 _ 4月,园区控制性详细规划(2017年修编)环评获本溪市环保局批准实施。
三、 核心区域化工板块情况
2018年,南芬区立足区域产业和资源,以市场为导向,促进产业结构优化升级,通过实施项目拉动战略和推进技术进步, 在本溪南芬经济开发区起步区内(辽宁南芬铸件产业园)规划1.19平方公里土地,建设了化工板块。以精细化工作为园区化 工板块主导产业,大力发展医药化工,鼓励发展塑料助剂、铸造助剂等相关产业,形成具有特的现代新型精细化工产业基 地。
通过核心区域化工板块的设立,本溪圣华化工搬迁改造项目、年产20万吨硅酸钠生产线项目,拟人驻本溪南芬经济开发区。
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