试论水平井大修的打捞技术

摘要：近几年来，对水平井钻井技术的研究越来越重视，为了能够更好的改善水平井的修理，需要对水平井大修工艺技术有一个较深的了解和研究。本文主要对水平井大修的打捞技术进行了分析探讨。

关键词：水平井；大修；打捞技术

中图分类号：P633文献标识码： A

引言

水平井最主要的特征在于它可以大大增加井眼在产层中的长度和产层的泄油面积，用略高于一口直井的成本投入得到数口直井的产量。一般来说，水平井适用于薄的油气层或裂缝性油气藏，目的在于增大油气层的面积，提高采油速度，是增加产量的有效手段之一。

一、水平井所具有的特征

随着油田的快速发展越来越多的石油企业对水平井的要求越来越高,各个石油企业家越来越重视油田的发展潜力及效果，为此，水平井也成为了提高石油工业唯一的重要手段，为了能够使石油工业的效益得到质的提高，就需要对水平井的特征进行严格及详细的了解，水平井大修工艺技术的特征主要表现在水平井内管柱会贴近井壁底边从而获得“钟摆力”的作用而达到平衡。在长水平井段中由于受到钟摆力和摩擦阻力的共同作用导致了形成卡钻，这也是在水平井钻井工艺中常见的井下作业之一。其中包括了冲砂和解卡打捞。还有一个特征是由于油层的砂粒进入到井筒中，容易形成长水平井段的“砂床”甚至严重时会堵住水平井的井眼。在水平井钻井中还会有摩擦阻力的存在其中摩擦阻力会随着水平井的井斜角增大而增大，摩擦阻力的存在使得井下打捞工作难以进行，并且会给测量的打捞结果带来误差，得不到准确的数据。粘附卡钻也是水平井大修工艺也要研究的特征，为了能够更好的解决管柱和套管在静止接触时所产生的粘附卡钻问题，需要对在水平段中缩短打捞解卡的时间，这样可以有效的保护好水平井断的良好使用，如果真的发生卡钻的现象需要尽快的采取有效的措施，需要对水平井进行正循环清洗，这样可以有效的防止积砂的沉淀，阻碍水平井的正常工作。

二、水平井打捞技术分析

1、选择使用特定的处理工具

在选择打捞工具时要注意防止磨损工作部件，不能堵住水眼，为了便于打捞落鱼，在选择打捞时，配合接头和工作接头接头的最大外径与落鱼的外径差不多致，应该使落井管柱和打捞工具的中心线基本保持一致，偏心距也要基本保持一致，如果不一致，要进行调节，为了防止挂卡现象，在进行外捞时工具的端部要有拔钩，进行内捞时工具端部要有引锥，外表面要无死台阶。

2、选择合理的打捞钻柱

（1）打捞落井管柱时，可以选择与落井管柱相同尺寸的管具，这是在如果不需要大力解卡打捞的情况下，为了准确打捞落鱼，要保持落鱼的偏心距和中心线与井下偏心距与中心线的一致性。

（2）上段采用的钻柱可以大一级，下段采用的钻具柱要与落井管柱尺寸相同，即倒装钻具，或者在垂直井段加钻铤，这样有利于轴向载荷和扭转载荷的传递。

（3）选择打捞落鱼时，尽量使其外径尺寸与落井管柱外径尺寸一致，使得钻柱偏心距和中心线在作调整时就只需小量的调整，或者根本不需要作出调整。如：预捞油管尺寸为(88.9mm的接箍外径)，应该选择的钻杆尺寸为（85.73mm的接头外径）。

（4）在所使用管具外侧加装扶正器，使落井管柱与所使用打捞管具中心距与偏心距基本保持一致。

（5）为了便于抓捞落物，在钻具下部靠近工具位置一定数量的加扶正器，在钻具自身弯曲作用下，对井下工具的倾斜角β。即：支点T到工具端部中心线与井眼中心线之间的夹角。

（6）所选用的钻具要保证质量，对钻具要经常进行检查和倒换，防止折断。

3、选用合适的扶正器

根据三点一线的几何原理，要保证三个扶正器和井壁的三点接触，从而限制井下落物向侧方倾斜。把钻柱看成受集度是人均布载荷作用的细长杆，由于钻头与井壁摩擦的原因，很难求取真实的钻压，扶正器是安装在管具下部靠经工具的位置对钻压的影响作用不大，可以忽略不计，也就是说，只考虑自重的作用，对于钻柱压曲造成的正旋和螺旋弯曲不用考虑。

（1）下扶正器安放处的选择

如果我们用臂梁来比喻从打捞工具到下扶正器这一段，那么，下扶正器到工具接头下圆的最大挠度公式为max=qL4/8EI

Ymax=C

C=1/2C———扶正器外径与井眼直径差值之半；

q———钻柱单位长度质量，N/cm;

L———下扶正器到工具接头下圆之距离，cm;

E———钻柱弹性模量，E=20X10N/cm2;

I———钻柱截面惯性矩，cm4,I=n/64(D4F-D4Fi);

DF———钻柱外径，cm;

DFi———钻柱内径，cm;

井斜角为α时，下表为下扶正器的安放位置：从以上可以得出结论：井斜角和下扶正器的安放位置与接头下圆的距离成反比，即井斜角越大，其距离越短；而挠度和下扶正器的安放位置与接头下圆的距离成正比，即挠度越大，其距离越长。

（2）如何计算扶正器的间距

将一段有几个扶正器支撑的钻柱作为一根连续梁，多余约束力矩选取中间支座处梁的截面弯矩，由三弯矩方程得出：弯矩Mi产生的挠度Yˊmax=自重W产生的挠度根据叠加原理,井斜角为α时,弹性扶正器和刚性扶正器在扶正管柱时，管柱的偏心度分别为：

Dn代表套管内径，cm;

Dg代表扶正器外径，cm

e=Ymax时，ε最大。由于管柱不可接触套管，为了避免这一问题，应该使ε

三、实例分析

中油海63平台于2012年5月2日至5月14日对胜利油田埕北海域6E－P2井进行了检换电泵、拔滤、补射、充填防砂、下电泵完井施工，该井人工井底1900．55ｍ、造斜点530.35ｍ、最大井斜94．7°、最大井斜点深度1872．47ｍ，采用7"套管完井，水平井段长233ｍ，该井需打捞258.21ｍ长防砂管柱。

针对该井井斜段防砂管柱长且平台首次进行水平井打捞作业，施工难度大，经验、技术水平有限，平台领导和工程技术人员详细分析井筒管柱情况、优化施工方案、优化打捞工具，采用Φ89ｍｍ反扣钻杆＋150扶正器＋安全接头＋双滑块捞矛打捞管柱，下至鱼顶上10ｍ后，大排量循环洗井，缓慢下放，带捞矛进入鱼腔后，考虑到磨阻的影响，加压100KN，上提，悬重由320KN上升至600KN未解卡，控制悬重在300KN至600KN间活动解卡，约20min后悬重突降至340KN，解卡成功，打捞一次性成功，捞获全部防砂管柱，打捞共计用时43.5ｈ，将井内258.21ｍ防砂管柱一次性成功捞获，达到甲方施工要求。比计划周期168ｈ提前124.5ｈ完成打捞任务，大大缩短了施工周期，增加了经济效益。该井打捞成功在于施工前制定了详细的施工方案，确定了合理的打捞管柱，操作过程中平稳、观察仔细，在加压、活动解卡中充分考虑到磨阻的影响，确保了打捞成功实施。对于水平井施工过程中，需要注意以下问题：（1）水平井施工作业风险和施工难度上高于普通井作业，所以施工必须精心组织，严格按操作规程施工；（2）在设计编写和审核过程中，必须针对不同井身结构，认真查阅井眼轨迹数据，针对不同管柱、不同井段起下速度提出具体要求；（3）管柱丈量计算准确，施工管柱下井前认真检查，通过造斜段管柱勤检查勤倒换；（4）施工中平稳操作、严格按设计要求提示井段控制起下速度，严禁顿钻、溜钻事故发生；（5）施工中必须保护好井口，防止任何物体落入井内造成施工复杂化。

结束语

我国水平井发展迅速，井下作业也将面临大量的水平井施工，特别是水平井打捞，考虑到水平井的井身结构特性，在修井装备方面要加大力度，确保设备性能满足要求，在打捞工具方面，要有多种方案可选择，以确定最优管柱组合，技术人员应对摩阻分析、钻柱力学分析等有一定的水平，在现场施工中多进行观察总结，优化施工方案、落实风险措施、不断提升技术水平，做好以上工作，水平井打捞难题也将迎刃而解。

参考文献

[1]余明明.水平井打捞作业技术研究[J].中国石油和化工标准与质量.2012(07)

[2]吕凤平.水平井打捞工艺技术新探[J].石油天然气学报.2009(03)

[3]杜晖.浅析水平井大修的打捞技术[J].科技致富向导.2008(24)