打捞技术在大斜度定向井和水平井事故处理中的应用_马金良.pdf

2023年第2期西部探矿工程*收稿日期：2021-12-22修回日期：2021-12-22作者简介：马金良（1978-），男（汉族），山东寿光人，工程师，现从事石油钻井工作。打捞技术在大斜度定向井和水平井事故处理中的应用马金良*（大庆钻探工程公司钻井四公司，吉林 松原 138000）摘要：打捞事故处理在钻修井工程中具有重要的位置，尤其是在市场经济的大环境下，它的重要性日益突出。详细介绍了钻修井中常规打捞事故处理的手段和方法，通过具体而具有代表性的事例深入分析了常规事故处理的难点、打捞技术的关键及其在钻修井中的具体操作应用，在大斜度定向井和水平井的打捞作业中具有一定的指导性和可操作性。关键词：钻修井；事故处理；打捞；注意事项中图分类号：TE358 文献标识码：A 文章编号：1004-5716(2023)02-0035-04“打捞”是指处理油、气、水井中管柱被卡，捞出扭断或由于其他原因落井的管柱等井底落物，打捞断损或遇卡电缆等的工艺方法。打捞包括裸眼钻具打捞和套管内钻具（或油管串）打捞。近年来，随着钻井技术的不断进步、钻井配套设施的持续更新以及钻井管理重视程度的显著提高，井下事故的发生率逐年下降，但因施工措施不当、地层复杂或其他因素造成的井下事故也时有发生。事故发生后，现场作业人员都想尽快捞出井下落物，迅速解除事故，恢复正常生产，这就需要具备可靠实用的打捞技术。目前在大斜度定向井和水平井事故处理中常用的打捞技术包括爆炸松扣技术、切割技术、套铣技术、震击解卡技术、抓卡打捞技术、磨铣技术等，下面对这几种打捞技术的优势及应用技术要点进行简要概述。1爆炸松扣技术爆炸松扣技术在处理钻具卡钻事故中得到了广泛的应用，通过该工艺的使用，可以及时而又有效地取出卡点以上钻具，避免了用反扣钻杆倒扣的复杂程序，反扣钻杆倒扣尤其是在斜井中可能使事故处理复杂化，如：倒扣后找不到鱼头或卡点上移。因此爆炸松扣自20世纪90年代引进后，便得到了各大油田的充分认可，爆炸松扣在技术上具有以下要点：（1）必须通井，这是为了保证钻具水眼畅通，从而确保仪器顺利下入钻具水眼中，防上钻具水眼卡仪器；（2）测卡点，必须测出钻具的确切卡点位置；（3）松扣，在松扣前必须分段紧扣，防止在松扣施加反扭矩时将钻具倒开。松扣点只能是在卡点以上，卡点以上必须留12根钻杆（钻铤）作为后续施工的引子；（4）在大斜度井松扣时，松扣位置应避开造斜段，最好是在稳斜段松扣，防止松扣后对扣（或套铣）困难或找不到鱼顶，使事故处理走上绝路。2切割技术切割工艺主要有：聚能切割、化学切割、机械切割和水力切割（见表1），可以用来切割钻杆、钻铤、油管和套管等，该工艺也是取出卡点以上钻具的有效方法。BAKER公司推出一种“金属”切割，其切割方式主要靠金属镁燃烧后产生的高温能量来切割管柱，可以防止切割对套管的损伤，曾在中海油塘沽油田切割筛管，其效果显著。化学切割目前仅有BAKER和LCC公司具备，中海油使用较多而陆地油田使用较少，主要原因是费用昂贵，切割一次的费用大概是23万美元，但其良好的切割效果是聚能切割所无法比拟的。3震击解卡技术震击解卡技术主要是基于震动解卡的原理解除卡钻事故，依托的工具是震击器。当钻具遇卡时，通过震击器给予钻具卡点处向上或向下的强烈震击力，使卡点松动，从而实现钻具的迅速解卡。震击器按照工作方式可以分为上击器和下击器两种；按连接的钻具用途来分，分为随钻震击器（随钻上击和随钻下击）和打捞震击器。震击器使用要点：（1）震击器在上井使用前必须做地面台架试验（在352023年第2期西部探矿工程试验架上做），各项性能稳定、满足要求；（2）为保证良好的震击效果，应在打捞上击器上面接加速器，尤其是在大斜度井和水平井的卡钻事故处理过程中；（3）液压上击器的上提释放力应由小到大逐渐增加，最大不能超过该震击器的最大释放力，如：YSJ70最大释放力为700kN，YSJ80最大释放力为800kN；（4）随钻震击器在打捞作业时应换成打捞震击器，防止在打捞作业中震击器工作而损坏打捞工具，如：在某井打捞马达时，加压过程中随钻下击器工作，将捞简螺瓦震碎，使事故复杂化；（5）液压上击器在上击过程中有一个震击滞后的时间，其时间的长短随井身结构、钻具组合和提拉吨位的影响而不同，一般来说短的仅数秒钟，长的则达几分钟，所以在等待震击的过程中不能误操作。4套铣技术4.1套铣技术概述发生卡钻事故后，如果采用浸泡解卡剂或震击解卡技术均无法解除卡钻时，就需要采用套铣技术解卡。如果是落鱼较少，则可以一次套铣解卡，如果是落鱼较多，则只能是分段套铣，分段倒扣或切割。套铣工具的选择主要是指对套铣管和套铣鞋的选择。4.2套铣管的选择在钻修井套铣过程中，套铣管和套铣鞋的选择主要是根据套铣的井身结构和落鱼而定。裸眼井中常用套铣管如表2所示，套管内常用铣管见表3。切割方法聚能切割化学切割机械切割水力切割适用管柱油管、套管油管、套管、钻杆油管、套管、钻杆油管、套管、钻杆切面是否规则不规则有外涨规则规则规则送入方式电缆电缆钻杆或小油管钻杆或小油管切割方式炸药化学药剂内割或外割内割切口是否需要修复修不修不修不修切割综合成本低高高高切割时间短短长长表1切割方法比较规格（mm）273244.5213206205194146外径（mm）273244.5213206205194146内径（mm）250.19220.5185185175174.6128.1扣型双级扣双级扣梯形扣双级扣梯形扣双级扣双级扣抗拉强度（kN）16201460970880830700560适用井眼（mm）311.1311.1244.5215.9215.9215.9152.4表2裸眼井中常用套铣管4.3铣鞋的选择主要根据被套铣的对象来选择。如果是套铣松软地层，则铣齿经过简单焊接便可（一般是在铣齿上铺焊颗粒焊条）；如果地层较硬，则应在铣鞋底部镶嵌硬质合金块；如果是用来套铣扶正器、油管接箍或封隔器，则应选用专用套铣鞋。铣鞋的出刃情况：裸眼中要求铣鞋底部和外部出刃，套管中则要求铣鞋底部出刃而外部不能出刃（避免损坏套管），如果是用来套铣扶正器、油管接箍或封隔器则要求铣鞋内外出刃。如果是在大斜度井或水平井中套铣，则在铣鞋上还应焊接扶正块（避免铣管下井困难）。铣鞋的正确选择，从一定程度上可以提高套铣速度。4.4套铣的技术要领（1）套铣前必须循环调整泥浆性能，在满足携砂要求的同时还应加入润滑剂，降低泥浆的摩阻；（2）套铣过程中，应计算好鱼顶方入，一旦铣鞋套进去以后，最好不要将铣鞋提出鱼顶，防止铣鞋再次进鱼困难或铣鞋错过鱼顶而将鱼顶挤到井壁，使事故复杂化（在造斜段套铣更应注意）；（3）套铣接单根，应遵守早开泵、晚停泵的原则，并362023年第2期西部探矿工程且在接单根前应充分循环，上提下放无阻力才能接单根，防止在接单根时卡钻；（4）在下铣管过程中一且遇阻，严禁用铣管划眼（防止划出新井眼，尤其是在大斜度井和水平井中），应该起钻，用钻头通井后再下。如某井下套铣管困难时，用铣管划眼，结果划出了新井眼，造成事故复杂化。5抓卡打捞技术抓卡打捞技术主要是指用可退式卡瓦打捞筒和可退式卡瓦打捞矛打捞（以下仅以可退打捞筒为例）。打捞筒进鱼容易，可以经受住震击、提拉，可以密封循环，还可以承受一定的扭矩，如果打捞无效还可以退开，因此打捞筒在当前的打捞作业中使用较广，它从某种程度上代替了母锥和安全接头。可退式打捞筒使用的技术要点：（1）可退式打捞筒仅用来打捞光杆落鱼（如钻杆、钻铤、油管、光杆仪器等），如果鱼顶不规则，则应该先下磨鞋修整鱼顶，或者用反扣公锥或母锥将坏鱼头倒出后再用捞筒打捞；如果鱼顶有少许毛刺，则通过蓝瓦鞋便可磨掉，否则进鱼困难，甚至在下压过程中会将卡瓦挤碎（主要是螺瓦），造成事故复杂化。（2）打捞筒在下井前应安装与落鱼外径相匹配的卡瓦，一般来说，卡瓦的内径应比落鱼外径小13mm。（3）在修井作业中，有时使用卡瓦打捞筒+正扣钻杆倒油管，此时应注意，应将捞筒上接头和捞筒本体的连接螺纹上紧，并且还应将其焊死，同时倒扣扭拒不应大于钻具连接螺纹的最小紧扣扭矩。在某井打捞作业中，因下部油管严重弯曲变形，在化学切割仪器不能下到位的情况下，曾用143mm卡瓦打捞筒+89mm正扣钻杆累计倒出89mm NU油管1200m；如果用卡瓦打捞筒捞住以后实施爆炸松扣作业，在下井前也应该将捞筒上接头和捞筒本体的连接螺纹上紧，并且还应将其焊死，否则在施加反扭矩时此处容易倒开；（4）捞筒可以用来打捞落井仪器。如某井在起钻后崩完钻头时，因操作不当将联斜仪器（外径46mm，长3m 左右）掉入井内，使用捞筒仅用一趟钻便成功捞获。其打捞钻具组合：143mm打捞筒（带200mm加大引鞋，内装43mm 蓝瓦+60mm 蓝瓦鞋）+127mm钻杆，其打捞成功要点为：在大井眼中捞小仪器，应使用小捞筒，并将引鞋换成加大引鞋。下钻要慢，遇阻不能硬压，只能将仪器通过捞筒慢慢地引到井底后才能打捞。该井井斜比较大（最大井斜30），下钻距井底10m处遇阻，而此时不能轻易确定仪器是否已经捞获，因此这里采取了开泵循环，直到追到井底的措施，下压了30kN，而此时泵压上升了0.5MPa，因而可以确定仪器被捞获。该仪器因在顶部系有钢丝绳套，所以只有施加钻压将绳套剪断后，仪器才能进入卡瓦，故打捞后仪器发生了一定的弯曲。6磨铣技术6.1磨鞋技术概述磨鞋在钻修井中，使用也较普遍。根据形状进行分类，磨鞋可以分为：平底磨鞋、凹底磨鞋、内引子磨鞋（也叫领眼磨鞋）、外引子磨鞋和内外引子磨鞋（具体形状可参见图1）。它不但可以磨铣井底小件落物，如钳牙、钻头牙轮、卡瓦牙、甚至磨掉整只落井钻头，而且还可以修整鱼顶。6.2磨鞋的选择在使用中，应根据不同的情况选择与之相适应的磨鞋，在斜井中平底磨鞋使用较少，应用情况对比如表4所示。6.3磨鞋的使用要领（凹底磨鞋和引子磨鞋）表3套管内常用套铣管规格（mm）206205194152.4146139.7114.3101.6外径（mm）206205194152.4146139.7114.3101.6内径（mm）185175174.6135128.1121.497.283扣型双级扣梯形扣双级扣双级扣双级扣双级扣双级扣双级扣抗拉强度（kN）880830700600560500390280适用井眼（mm）244.5244.5244.5177.8177.8177.8139.7127注：套铣管的选择并不是绝对的，在使用过程中，应根据具体情况而定，为降低风险，有时还选择复合套铣管串。372023年第2期西部探矿工程（1）在斜井中最好不要选择平底磨鞋，尤其是在套管内磨铣，否则会损坏甚至磨穿套管；（2）磨铣时加压不要太大，以每英寸直径保持25kN即可；（3）转动过程中不能有憋劲，如果扭矩较大，有可能是磨鞋没有套入落鱼，应重新引鱼，否则会损害磨鞋，甚至造成事故复杂；磨鞋类型平底磨鞋凹底磨鞋领眼磨鞋内外引子磨鞋外引子磨鞋使用环境裸眼内裸眼或套管内裸眼或套管内裸眼或套管内裸眼或套管内磨铣对象井底落物井底落物或修整鱼顶毛刺修整鱼顶修整鱼顶修整鱼顶磨铣后情况将井底落物磨掉或挤进井壁将井底落物磨掉；修整鱼顶后，毛刺内卷修整鱼顶后，毛刺外卷修整鱼顶后，鱼顶规则修整鱼顶后，毛刺内卷打捞方式从落鱼外部打捞从落鱼内部打捞从落鱼内、外打捞均可从落鱼外部打捞表4几种磨鞋应用情况的比较表图1磨鞋分类（4）在起钻前应减压研磨0.51h，当钻压完全消失后才能起钻，这样可以消除部分毛刺。6.4磨铣实例某井，井斜62.9，在用聚能切割后，73mm油管（生产管柱）切面外涨（外涨到110mm左右），为满足油管回接和采油生产的需要，在回接前要求磨铣切面。据此，在磨铣鱼顶时采用了内外引子磨鞋。基本数据：244.5mm套管4633m+定位封隔器3489.55m，井内73mmEU油管鱼顶位置：3484.01m。磨 铣 钻 具 组 合：143mm 内 外 引 子 磨 铣+120mm钻铤4根+311/210+73mm钻杆。磨铣结果：磨铣后下206mm铅模，打印后在铅模底部形成一个外径为73mm的非常规则的圆，说明磨铣效果非常成功，达到了回