连续套铣筒在处理管卡井中的应用

连续套铣筒在处理管卡井中的应用

戴梦宇

中国石化江汉油田分公司采油气工程技术服务中心 湖北潜江 433100

摘要：油田进入采油中后期，地层出砂、出盐、结膏越来越多，易造成采油管柱卡；同时注水井由于地层以及注水水质等原因，造成的注水管柱卡，因此修井施工中面临的管卡井是也越来越多。本文将根据管卡类型及处理措施，阐述如何应用连续套铣筒，优质高效完成管卡井的处理。

关键词：管柱卡钻；连续套铣筒；打捞；套铣

一、目前管卡井修井现状

2016年—2019年江汉油区作业的打捞井进行分析，每年因管卡进行复杂打捞井约30口，单井平均占井周期超过20天。尤其注水管柱遇卡率较高，极大的增加了修井施工难度。反复打捞施工也增加了作业风险，延长占井周期，增大工人劳动强度，增加作业成本。而且甚至遇卡严重的井无法处理或直接报废封井。

（一）、管柱遇卡原因分析

（1）腐蚀结盐结垢卡管柱

腐蚀结盐结垢造成管柱遇卡或断脱，是引发原井特别是注水管柱遇卡断落的重要原因。从地质层面看，江汉油田属于盐湖沉积盆地，油田采出水矿化度可高达30×10⁴mg/L以上，致使回注水水质长期不达标，盐和机械杂质含量高，且含有CL¯、CO₂、H₂S、HCO₃¯^¯等多种成分，腐蚀原井注水管柱，使油管强度降低，容易穿孔或拔断。当井筒内盐水超过其含盐饱和度时，会从水中结晶析出，沉积在油套环空内，卡死管柱。另外由于注入水水质于地层不配伍，水中含有高浓度的钙离子，镁离子，硫酸根离子，氯离子，碳酸氢根等成垢离子，温度和压力的变化使这些垢离子在水中的溶解度降低，形成水垢。常规洗井无法去除，导致水垢大量沉积，堵死油管及油套环型空间，造成管柱卡死。

（2）套管损坏卡管柱

随着油田长期注水开发，地质条件变得十分复杂，地下深层部位地质活动加剧，地层滑移、盐蚀坍塌、腐蚀以及频繁作业施工都会引起套管损坏，套管缩径、错断、弯曲都会导致注水井、采油井原井管柱遇卡，造成管柱或井下工具拔脱或拔断。同时套损井的打捞极大的增加了施工难度和风险，有的甚至造成报废封井。

（3）出砂、出盐卡管柱

注水井在长期工作下，注水层胶结疏松，当注水压力不平衡或停注放喷时，极易“倒流”使地层砂进入井筒，埋死尾管，另外当自由段套管损坏破漏时，地层砂也可进入井筒，沉积在油套环空内，卡死管柱。油井因生产压差过大，也能导致地层出砂。同时部分井出盐严重，如果控制措施不当，很容易造成盐在井筒内结晶而卡管柱。

（4）其他因素造成的卡管柱

在通井、刮管作业施工中，下放管柱的速度过快，使通井规、刮削器遇阻后加压过猛而钻压加大，同时，还由于大直径工具刮削套管壁的垢、蜡、铁锈等污物，沉积在大直径的工具上方，造成埋住施工管柱，使施工管柱卡死；在注水泥塞、堵炮眼、化堵等施工中，施工前没有对油管进行单独的试压，在高压施工中油管破裂造成插旗杆、固死管柱等事故；操作不当造成的小件落物，易造成井下工具或管柱卡。

（二）处理管卡措施

（1）结垢卡钻的处理措施

1. 通过对井史、注水资料、井下管柱的情况分析判断为结垢造成的卡钻时，可以用5-10%的盐酸溶液酸洗，浸泡4-8小时后，反洗井洗出井内反应物，然后采取上下活动管柱解卡的方法处理卡钻事故。

2. 倒扣套铣法。结垢造成的卡钻一般情况是井下工具卡死，因此应采取将井下工具以上油管倒出，再倒井下工具，最后套铣工具以下的油管，即采用边套边倒的方法处理被卡管柱。

（2）地层出砂卡钻的处理措施

1. 活动解卡法。将管柱上提下放进行活动，力图使砂子松动而解卡。

2. 大力上提解卡。在井下管柱强度许可范围内大力上提，以克服砂子对管柱的阻力，使用这种方法，要认真观察指重表载荷变化，防止发生大的事故。

3. 倒扣套铣法解卡。这种方法是将井内被卡的油管倒至砂面后，下套铣筒将被卡管柱外的砂子冲掉，再倒出这部分油管，这样用套、倒的方法循环交替，直到起出全部被卡油管为止。

（3）套管损坏卡管柱的处理措施

1. 套管损坏的井造成的卡钻，应首先将套管损坏以上的管柱全部倒扣起出，然后进行套管修复，恢复套管最大通径后再进行打捞。

2. 套管变形不严重且无破损时，可采用梨形磨鞋+螺杆钻进行轻度修套，梨形磨鞋的外径的选择先小后大，为防止磨鞋卡，加压不可过多。

（4）其他原因造成的卡钻处理措施

1. 小件井下落物卡住管柱，要根据不同的情况，采取边旋转边上下活动管柱的方法解除卡钻，应避免大力上提造成管柱卡死，使事故复杂化。如若解卡不成，采取倒扣打捞的方法进行处理，

2. 下大直径工具及水泥卡管柱，在最佳活动解卡时间未能及时活动解卡的，均需后期的倒扣、套铣手段进行解决。

纵观上述所有处理措施，在常规手段不能简单解除管柱卡时都需要进行倒扣、套铣、再打捞，逐步处理的方法，往往需要多趟套铣打捞，施工周期长。如施工的老2-8-19井，原井管柱卡后，倒扣后，进行5次套铣、5次打捞，每次套铣完，只能捞出一根，因套捞打捞出油管效率极低，放弃继续打捞；再如马36斜8-5井，杆断，第69根杆断，捞杆起出全部杆柱+活塞，油管活动350KN↘300KN解封，起出油管62根后再卡，后进套铣打捞14趟，捞出全部落鱼管柱。因此针对每年可能发生约30口复杂管卡井处理需求，而目前套铣打捞工艺打捞效率极低现状，有必要开展连续套铣工艺。

二、连续套铣筒可行性应用

（一）连续套铣工艺原理：

连续套铣筒是在原套铣筒的基础上，将单根套铣筒采用特殊连接方式逐根连接，在井内组成一串（一般100-300m）连续的套铣筒，能一次套铣100-300井段，与传统套铣工艺相比，能一次完成10到30倍的工作任务，极大提高了套铣速度。

（二）连续套系工艺配套工具

针对连续套铣工艺，并进行工具配套，在下连续套铣筒方面，配套了连续套铣筒提篮连续套铣筒卡盘及上卸扣工具，在套铣头上，改进制作了合金、锯齿、拨口类套铣头。

（三）连续套铣工艺现场使用情况

今年连续套铣筒已在8口井的进行应用，7口井取得明显效果，其中4口井套铣后一次捞出全部管柱，2口井套铣后，也能捞出大部分管柱，一口井因井眼轨迹，套铣扭矩大未完成套铣，一口井下套铣管过程，因套铣管落井，但达到套铣目的，一次捞获全部管柱。

（四）现场实例分析

1.井号：习2-8-7

2.井况：

1. 该井2016年12月井口及井场冒水，下封卡漏，φ114mm铣锥遇阻，证明套管存在变形破损问题，未查套找漏，目前该井地面冒水停，决定对该井下小套管恢复正常注水。
   2016.12.17日下封卡漏，φ114mm铣锥遇阻深度1077.98m。

2. 该井套管规范：139.7mm×7.72mm×1328.38m，人工井底1315.43m，水泥返高693.50m，射孔井段881.4-886.2m、1042.8-1054.6m。

3.目前井下管柱

安全接头/825.62m+Y341-114封隔器/829.32m+座封球座+接球篮/983.66m

4.施工步骤：

1. 解卡倒扣：原井管柱卡，上下活动解卡，负荷由0↗450kN，测卡点931.0m，上提管柱70kN，正转油管80圈（倒安全接头），倒扣，多次无效. 上提管柱70kN，反转油管50圈，倒扣,负荷由70↘30kN,倒扣成功，起原井φ73mmN80E油管36根，带出φ89mm油管接箍，井内鱼顶为油管公扣，预计鱼顶深度342.27m，井内落鱼组合：φ73mmN80E油管46根+油管变扣+Φ73mmN80N油管5根+安全接头+Φ73mmN80N油管短节2根+油管变扣+φ341-Φ114mm封隔器+油管变扣+Φ73mmN80N油管16根+油管变扣+球座接球篮。。

2. 双滑块打捞：下双滑块捞矛打捞无负荷显示，捞空。

3. 篮式捞筒打捞：篮式捞筒打捞倒扣无效，捞空

4. 內割刀切割：下油管与落鱼对扣后下內割刀至705.12m，旋转切割，未割断，倒出对扣油管。

5. 篮式捞筒打捞：篮式捞筒打捞倒扣捞出油管29根，鱼顶为油管接箍，深度617.31m。

6. 连续套铣筒套铣：下∮114mm连续套铣筒23根+合金套铣筒，套铣井段：626.93-636.57m套铣进尺9.64m，套管反出排量为60L/min，含少量粉砂，因循环排量低风险大，及时起出套铣管柱。

7. 螺旋捞筒打捞：打捞2趟，分别捞获油管1根、16根+油管变扣。

8. 连续套铣筒套铣：下φ114mm套铣筒7根及114mm合金头，套铣井段:776.72-870.58m，进尺93.86m。

9. 双滑块打捞：一趟捞获全部落井管柱。

该井是一个连续套铣筒使用的典型井，第一次使用23根套铣管，因管柱长，同时落鱼为加大油管，套铣筒套进落鱼后，过流面积小，导致循环排量只有60L/min，达不到携砂排量，停止套铣。第二次使用7根套铣筒，因落鱼鱼顶距离封隔器只有7根油管，且油管是平式油管，套铣很顺利，套铣过程中管柱就解卡，下落40m，达到套铣解卡目的。

三、连续套铣筒安全性分析

现场目前使用连续套铣为D114mm，仅小于套管内径7-10mm，由于环空间隙小，管串长，管柱卡钻风险性很高，而连续套铣需要多次停泵倒换单根，也易造成停泵时沉积卡钻，因此连续套铣筒使用风险增加，所以在使用过程中必须谨慎使用，并做好防范措施。

1. 通过现场使用及存在的风险对连续套铣筒使用确立如下选井条件：

1. 施工井套管基本完好，能达到连续套铣筒在井筒内正常起下和旋转；

2. 施工井套管上部不出砂，施工井段地层不负压，满足连续套铣时出口达到携砂排量；

3. 被套铣物不能过硬，避免落鱼贴边严重，套铣时憋卡管柱。

4. 套铣井段100-200为宜，套铣卡点离鱼顶在连续套铣筒长度范围内。

2. 通过现场使用及存在的问题对连续套铣筒提出如下建议：

1. 下连续套铣筒前，最好前趟有下大直径工具打捞工具或套铣筒施工工序，并进行洗井，确保下连续套铣筒时井筒通径和清洁。

2. 下连续套铣筒入井后要连续施工，循环液体充足，循环设备最好有备用设备。

3. 尽量采取反循环套铣方式，减少卡钻风险。

4. 套铣扭矩不易过大，套铣筒连接薄弱，防止扭矩过大，套铣筒落井。

5. 起下连续套铣筒配套工具检查可靠，防止套铣筒落井。

四、连续套铣筒经济性分析

连续套铣筒在8口井的应用，其中6口井进行正常连续套铣施工，4口井套铣后一次捞出全部管柱，2口井套铣后，也能捞出大部分管柱，对这些成功的井模拟常规套铣打捞进行经济对比，平均单井能节省费用15万元，节省作业时间10天，因此采用连续套铣能明显节约作业费用和周期，具有较好的经济性。

五、结语及建议

随着我国油田开发难度不断加大，开发的压力不断增多，油水井愈来愈复杂，井下管柱卡钻给井下作业工作带来诸多不利，本文中讲的连续套铣筒，可以提高打捞解卡工作效率和效益，缩短油水井作业过程中打捞解卡的时间和费用，为企业带来更大的经济效益。虽然连续套铣筒在处理管卡井中有其独特的功效，但其适用条件有一定的要求，同时由于套铣筒长度增加，在操作中也存在一定风险，稍有疏忽就会产生新的严重卡钻事故，管柱安全问题是在使用中时刻要对待的问题。

作者简介：戴梦宇，男，34岁，工程师，大学本科学历，江汉油田采油气工程技术服务中心试油作业大队主任专家。