1、封隔器解封失效原因分析及打撈工藝探討 以黃 34-1井打撈 Y 221封隔器為例何彥榮*(中國石化集團(tuán)江漢石油管理局井下測試公司 , 湖北 武漢 430040摘 要 在黃 34-1井打撈 Y 221-114封隔器施工中 , 封隔器上接頭倒扣起出 , 撈矛桿斷在中心管內(nèi) , 中心管外膠 皮未回收 、 隔環(huán)等配件完好 , 卡瓦未收回 。 套磨銑時(shí)井下落魚一起轉(zhuǎn)動(dòng) , 造成封隔器無法進(jìn)行內(nèi)撈和外撈 。 通過對井 下落魚結(jié)構(gòu)的分析研究 , 對套磨銑工具進(jìn)行改進(jìn) , 研制出特殊的磨銑工具 , 創(chuàng)造了打撈條件 , 在很短的時(shí)間內(nèi)完成了該 井的打撈施工 。關(guān)鍵詞 封隔器 ; 打撈 ; 解卡 ; 工藝中圖分類

2、號 Y E 38 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號 1009 301X (2012 03 0022 04前言在油田開 發(fā) 過 程 中 , 常 用 各 種 封 隔 器 來 卡 堵 水 , 分 層產(chǎn)油 , 從而降低油井含水 , 增加產(chǎn)油量 , 達(dá)到改善開發(fā) 效果的目 的 。 但 由 于 出 砂 、 套 管 變 形 、 封 隔 器 損 毀 等 原 因 , 在后期作業(yè)施工中 , 封隔器卡死不能施工 , 需要進(jìn)行 大修施工 。 常規(guī)打撈封隔器工藝是活動(dòng)解封 , 活動(dòng)不解 封就倒散封隔器 , 分體打撈出封隔器 。在黃 34-1井的封隔打撈作業(yè)中 , 當(dāng)封隔器上接頭 倒扣起出后 , 發(fā) 現(xiàn) 封 隔 器 中 心 管

3、內(nèi) 被 堵 , 封 隔 器 無 法 解 封 , 這種情況較為少見 。 對黃 34-1井封隔器的成功打 撈 , 對類似的油 井 作 業(yè) 施 工 有 一 定 的 借 鑒 參 考 意 義 , 為 此 , 對此次作業(yè)施工進(jìn)行總結(jié)分析 , 以期今后類似的作業(yè) 施工參考借鑒 。1 黃 34-1井情況簡介1. 1 油井基本數(shù)據(jù)黃 34-1井位于江漢油田的黃場油田 , 于 2001年 12月 6日完鉆 , 人工井底 2951. 38m , 最大井斜 2940. 019. 1970. 76, 水 泥 返 高 1752. 00m , 生 產(chǎn) 井 段 2921. 4m 2928. 0m 。1. 2 該井井史該井套管

4、在 945. 85m 950. 45m 有吸水量 , 吸水量 200L /m i n , 壓力 6M P a 。2008年 11月下 110m m 鉛模打印 , 深度 2912. 61m 。 鉛模底部縮徑至 107m m ; 116m m 梨型磨鞋從 2912. 61m 磨至 2951. 38m , 進(jìn)尺 38. 77m 。2009年 3月打撈 :倒出安全接頭上半部及以上落井 管柱 , 下螺旋 撈 筒 抓 獲 魚 頂 安 全 接 頭 下 半 部 , 打 撈 0 550K N 活動(dòng)解卡無效 ; 正轉(zhuǎn)打撈管柱退魚頂 , 退不出 。 井內(nèi)管柱組合 :J 5527/8 E 197+短 節(jié) +撈 筒 +

5、安 全 接頭 (下 半 部 /1887. 02m+1根 +Y 221-114封 /1896. 39m+95根 +短節(jié) 0. 53m+38m m 泵 /2797. 47m+短節(jié) 0. 4m+12根 +繞絲篩管 0. 45m+導(dǎo)錐 0. 14m (見圖 1 。圖 1 黃 34-1井井下管柱示意圖1. 3 黃 34-1井所用 Y 221型封隔器簡介Y 221型封隔器是一種單向卡瓦支撐旋轉(zhuǎn)管柱座封 的封隔器 , 主要由密封 、 卡瓦支撐 、 換向三部分組成 , 用于 分層采油 、 測試 、 找水 、 卡堵水 、 酸化等工藝中 。 當(dāng)封隔器 下井時(shí) , 換向銷釘處于換向槽的下死點(diǎn) , 當(dāng)下至設(shè)計(jì)位置江

6、漢 石 油 職 工 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 2012年 05月 J o u r n a l o f J i a n g h a n P e t r o l e u m U n i v e r s i t y o f S t a f f a n d W o r k e r s 第 25卷 第 3期 *收稿日期 2011-12-28作者簡介 何彥榮 (1979- , 男 , 工程師 , 2003年 7月畢業(yè)成都理工大學(xué)地質(zhì)專業(yè) , 現(xiàn)在 中 國石化集 團(tuán) 江漢石 油 管 理 局 井 下 測 試 公 司 主 要 從事大修及側(cè)鉆現(xiàn)場施工等工作 。時(shí) , 上提封隔器 使 換 向 銷 釘 處 于 換 向 槽 的

7、上 死 點(diǎn) , 正 轉(zhuǎn) 管柱 23圈時(shí) , 換向銷釘借助摩擦塊與套管的磨擦力 , 脫開換向槽 , 下放封隔器 , 卡瓦被撐開并咬住套管壁 , 這 時(shí)再下放管柱 , 在管柱的重力作用下 , 封隔器坐封 。 上提 管柱卡瓦收回即可解封起出 。2 封隔器不解封原因分析黃 34-1井是原井管柱卡 , 造成無法正常起鉆 。 通 過對該井管柱結(jié)構(gòu)和歷次作業(yè)情況進(jìn)行分析 , 推斷出管 柱卡的原因是 :封隔器卡或者封隔器不解封 。 具體因素 有以下幾點(diǎn) :1 套管變形 。 套管變形卡住封隔器則無法上提 , 封 隔器沒有上行空間無法解封 。 由于該井在 2008年進(jìn)行 過大修施工 , 打撈出 y 221-114

8、封隔器 , 根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)及 井況分析 , 套管變形卡的可能性很小 。2 出砂 。 該井水 泥 返 高 以 上 945m 1051. 410m 之 間有漏點(diǎn) , 懷疑該井漏點(diǎn)出砂 , 埋住封隔器或油管 , 或砂 落管柱接箍處 , 造成砂卡 , 造成管柱被卡 。 砂埋在封隔器 上面 , 封隔器不解封 。 則無法上提管柱 。3 膠筒 。 坐封封隔器時(shí) , 負(fù)荷太大 , 封隔器膠筒嚴(yán)重 變形 , 無法解封 , 造成管柱無法上提 。4 落物 。 在作業(yè)施工中 , 施工操作不當(dāng)造成小物件 落井 , 管柱被卡 。 管柱無上行空間 , 封隔器無法解封 , 無 法進(jìn)行活動(dòng)解卡 。5 封隔器 。 封隔器的解封機(jī)構(gòu)

9、失靈 , 卡瓦不能回縮 解封 , 及上提管柱提不動(dòng) 。 Y 221-114封 隔 器 以 前 沒 有 出現(xiàn)封隔器的解封機(jī)構(gòu)失靈現(xiàn)象 。6 壓差 。 該井封隔器下的深 , 封隔器起封上采下作 用 , 在采油過程中造成大壓差 , 造成封隔器不解封 。 通過分析 認(rèn) 為 本 井 卡 鉆 原 因 可 能 是 砂 卡 、 落 物 卡 、 封隔器不解封造成 。2. 1 打撈步驟根據(jù)分 析 得 到 管 柱 拔 不 動(dòng) 因 素 , 結(jié) 合 在 大 修 施 工 中 , 常規(guī)處理類似管柱卡的工藝技術(shù) , 制定出該井解卡打 撈工藝步驟 :a . 先活動(dòng)解卡 , 解卡無效 ;b . 測卡點(diǎn) , 倒扣起出卡點(diǎn)以上的管柱

10、 ;c . 套銑開卡點(diǎn)的油套環(huán)形空間 ;d . 打撈井內(nèi)管柱 , 撈到后活動(dòng)解卡 , 若無效 , 則倒扣 ;e . 重復(fù)套銑打撈倒扣起管至封隔器處 , 處理封隔器 上堆積的砂子等雜物 ;f . 下內(nèi)撈工具撈住封隔器后活動(dòng) , 上提解封封隔器 ,若不解封 , 則倒散封隔器 ;g . 根據(jù)封隔器的結(jié)構(gòu) , 起出封隔器上接頭后下?lián)泼?打撈 , 撈矛撈桿長度不能長于封隔器本體的長度 , 若撈到 封隔器后不解封 , 則倒散封隔器 , 抽出封隔器中心管 ; h . 然后在下相應(yīng)的打撈工具打撈出分體的封隔器 。 最后打撈封隔器以下管柱 , 打撈套銑打撈方式打撈 。 該施工工藝 得 打 撈 步 驟 是 針 對

11、 分 析 出 管 柱 拔 不 動(dòng) 的因素設(shè)計(jì)的 , 施工中綜合考慮大修井施工的原則 , 處理 工藝由易 到 難 。 在 技 術(shù) 上 說 , 該 工 藝 先 內(nèi) 后 外 , 由 上 到 下 ; 先易后難 , 由小到大 ; 化整為零 , 分段處理 ; 化零為整 , 整體取出 , 由簡單到復(fù)雜 , 施工步驟步步緊扣 , 施工中每 一步施工都為下面的打撈施工創(chuàng)造條件 。2. 2 黃 34-1井大修前期施工黃場油田黃 34-1井大修施工中 , 按常規(guī)打撈步驟打 撈到封隔器后 , Y 221-114封隔器上接頭被撈出后 , 下?lián)?矛撈獲后 , 活動(dòng)解卡無效 , 倒扣是撈矛桿倒斷 , 造成中心管 被撈矛桿堵

12、死 , 中心管外封隔器膠皮未縮回 、 隔環(huán)等配件 完好 , 卡瓦未收回 。 造成封隔器無法進(jìn)行內(nèi)撈 , 外撈 。3 打撈 Y 221-114封隔器難點(diǎn)的提出3. 1 難點(diǎn)的提出在倒扣打撈施工中 , 經(jīng)過多次倒扣起出封隔器以上 管柱 , 帶出封 隔 器 上 接 頭 , 證 明 該 井 不 是 封 隔 器 上 部 砂 卡 , 也不是封隔器上小件落物卡 。下雙滑塊撈矛撈 Y 221-114封隔器 , 撈獲后上提負(fù) 荷 70T 活動(dòng)解 卡 , 無 效 。 倒 扣 , 井 下 管 柱 和 鉆 桿 一 起 運(yùn) 動(dòng) , 無法倒扣丟手 。 在上提負(fù)荷后倒扣 +活動(dòng)解卡丟手 成功 , 起鉆完后發(fā)現(xiàn)撈矛桿斷在封隔

13、器中心管內(nèi) 。 封隔 器中心管被堵死無法用內(nèi)撈工具打撈 , 只能用外撈 , 封隔 器未解封 , 封隔器膠皮等組件完好 , 沒有剛體漏頭 , 外撈 施工無法直接抓落魚 , 所以無法直接打撈 。根據(jù)常規(guī)打 撈 工 藝 技 術(shù) 只 有 套 銑 開 套 管 和 封 隔 器 中心管之間的環(huán)空后打撈或磨銑掉封隔器 。1 套銑出套管和封隔器中心管環(huán)空 :下合金套銑筒 套銑 4次 , 套銑無進(jìn)尺 。將一把抓的牙做成魚鉤狀 , 下一把抓像插魚一樣插出 封隔器膠皮 (撈出膠皮后再進(jìn)行打撈 , 打撈無效 , 撈空 。 2 磨銑掉整個(gè)封隔器 :下磨銑工具 (平底磨鞋 、 凹底 磨鞋 磨銑多次磨銑無進(jìn)尺 ; 下一把抓打

14、撈 , 無效 ; 下母錐 打撈多次 , 無效 。根據(jù)以前 打 撈 施 工 工 藝 , 磨 銑 掉 封 隔 器 , 或 套 銑 開 封隔器中心管和套管之間的空間后打撈 。3 2 何彥榮 . 封隔器解封失效原因分析及打撈工藝探討3. 2 打撈無效原因分析在下套銑筒或磨銑工具磨銑時(shí) , 井下落魚膠皮隨套 銑工具一起轉(zhuǎn)動(dòng) , 正磨落魚隨磨銑管柱一起正轉(zhuǎn) , 反磨落 魚隨磨銑管柱一起反轉(zhuǎn) , 和磨銑工具同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng) 。 造成套 銑無進(jìn)尺 , 套銑無效 。下母錐打撈 , 封隔器膠皮在中心管外 。 母錐沒有造 扣空間 , 無法打撈 , 打撈 3次 , 撈空 。磨銑磨不掉封隔器 , 也套銑不開封隔器中心管外膠 皮

15、 , 隔環(huán)等 , 內(nèi)撈也因撈矛桿斷在里面無法撈 , 使該井無 法外撈 。3. 3 施工難點(diǎn)通過半 個(gè) 月 的 施 工 , 該 井 施 工 的 難 點(diǎn) 是 磨 銑 磨 不 掉 , 套銑也無法套開油套空間 。 磨無法磨 , 套無法套 , 撈 也無法撈 。 以前沒有類似井的施工 , 無經(jīng)驗(yàn)可借鑒 , 也無 工藝技術(shù)可學(xué)習(xí) 。 按我們目前所有的工藝技術(shù) , 只有放 棄該井施工 , 也就是說該井只有報(bào)廢 。 對該井的施工一 時(shí)無工藝可修 , 無法進(jìn)行下步施工 。4 特殊井況下打撈封隔器工藝研究4. 1 打撈思路井內(nèi)封隔器的結(jié)構(gòu)是 :中心管外從上到下是三塊封 隔器膠皮 、 2個(gè) 隔 環(huán) 相 間 隔 , 錐

16、 體 , 卡 瓦 和 摩 擦 塊 總 成 。 在前期摸索施工中知 , 封隔器由于撈矛桿斷在封隔器中 心管內(nèi)無法內(nèi) 撈 , 封 隔 器 中 心 管 外 充 滿 膠 皮 , 隔 環(huán) 等 配 件 , 無法直接進(jìn)行外撈施工 。 要能繼續(xù)進(jìn)行修井施工只 有 3種方案 :一是下工具全部磨掉封隔器 ; 二是處理出封 隔器中心管內(nèi)物質(zhì) , 進(jìn)行內(nèi)撈 ; 三是清理出封隔器膠皮創(chuàng) 造外撈的條件 。根據(jù)處理 封 隔 器 失 敗 的 經(jīng) 驗(yàn) , 分 析 套 銑 、 磨 銑 無 效 的原因 , 結(jié)合井內(nèi)封隔器不解封的實(shí)際情況 , 研究封隔器 的結(jié)構(gòu) , 調(diào)研封隔器膠皮的特點(diǎn) , 研究套銑工具 。 用常規(guī) 套銑 、 磨銑

17、工具磨銑膠皮 , 沒有效果 , 無法直接磨掉封隔 器膠皮 。 用磨鞋磨掉封隔器 , 由于撈矛桿斷在封隔器中 心管內(nèi) , 中心點(diǎn)支撐無法完全磨銑掉封隔器 , 也無法打開 封隔器中心管無法進(jìn)行內(nèi)撈 , 所以該井只有采取外撈方 式 , 打撈思路是為外撈創(chuàng)造施工條件 。采取處理井下膠皮的工藝技術(shù) , 即利用專業(yè)工具磨 碎封隔器膠皮 , 碎膠皮隨洗井液返出井口 , 打開套管與封 隔器中心管的環(huán)空 , 為打撈施工創(chuàng)造條件 。4. 2 工具優(yōu)化設(shè)計(jì)經(jīng)過不斷 的 研 究 改 進(jìn) , 研 制 出 雙 環(huán) 合 金 柱 套 銑 頭 、 鋸齒狀套銑頭 、 大水槽合金套銑頭 、 波浪狀合金套銑頭等 7種套銑工具 。4.

18、 2. 1 雙環(huán)合金柱套銑頭 (見圖 21 主要 技 術(shù) 指 標(biāo) :(1 工 具 長 度 為 200m m ; (2 最 大 外徑為 114m m 。2 材料選擇 :材 質(zhì) 采 用 普 通 45#鋼 , 端 部 視 井 況 鋪 Y D -8合金柱 。3 工具使用說明 :套銑頭和套銑筒配合使用 , 主要用 于打撈施工前處理井筒 , 保證打撈施工的正常進(jìn)行 。 4 施 工 參 數(shù) :排 量 600L /m i n ; 轉(zhuǎn) 速 30r /m i n 45r / m i n , 加壓 5K N 15K N 。5 結(jié)構(gòu)原理 :在套銑頭上鋪兩層環(huán)狀合金柱 , 該類套 銑頭適合套銑的井下落物 :油管 , 鉆

19、桿等等剛性落魚 , 在套 銑施工中 , 由于合金硬度遠(yuǎn)高于井下落物 , 利用合金柱磨 碎落魚 , 入井液帶出磨成碎塊的井下落物 , 套銑效果明顯 , 但對井下落物是膠皮 、 水泥環(huán)等類物體 , 套銑效果很差 。圖 2 雙環(huán)合金套銑頭4. 2. 2 鋸齒狀套銑頭 (見圖 31 主要 技 術(shù) 指 標(biāo) :(1 工 具 長 度 為 220m m ; (2 最 大 外徑為 114m m 。2 材料選擇 :材質(zhì)采用普通 45#鋼 , 端部為鋸齒狀 。3 工具使用說明 :套銑頭和套銑筒配合使用 , 主要用 于打撈施工前處理井筒 , 保證打撈施工的正常進(jìn)行 。 4 施 工 參 數(shù) :排 量 600L /m i

20、 n ; 轉(zhuǎn) 速 30r /m i n 60r / m i n , 加壓 5K N 25K N 。5 結(jié)構(gòu)原理 :套銑頭端部做成鋸齒 狀 , 該 套 銑 頭 適 合處理的井下落物 :固井水泥 , 膠 皮 等 等 。 套 銑 井 下 膠 皮要求高轉(zhuǎn)速 , 用高轉(zhuǎn)速和入井液的沖擊力切割撕碎膠 皮 , 鉆壓根據(jù)施工情況 , 適當(dāng)加壓 。 套銑膠皮 、 油套環(huán)空 的固井水泥效果明顯 , 該類套銑頭對套銑油管類落魚 , 效 果很差 , 表現(xiàn)在套銑頭的鋸齒易磨平 , 套銑無進(jìn)尺 。 圖 3 鋸齒狀套銑頭42 江 漢 石 油 職 工 大 學(xué) 學(xué) 報(bào)4. 2. 3 波浪狀套銑頭 (見圖 4 1 主要 技 術(shù)

21、指 標(biāo) :(1 工 具 長 度 為 210m m ; (2 最 大 外徑為 114m m 。2 材料選擇 :材 質(zhì) 采 用 普 通 45#鋼 , 端 部 視 井 況 鋪 Y D -8合金 。3工具使用說明 :套 銑 頭 和 套 銑 筒 是 配 合 使 用 , 主 要是用于打撈施工前處理井筒 , 以保證打撈施工的正常 進(jìn)行 。4 施 工 參 數(shù) :排 量 600L /m i n ; 轉(zhuǎn) 速 30r /m i n 45r /m i n , 加壓 5K N 15K N 。5結(jié)構(gòu)原理 :套銑頭做成波浪狀 , 并在套銑頭上鋪滿 合金 , 該類套銑頭的優(yōu)點(diǎn)是 , 既可以磨銑掉膠皮 , 又可以 磨銑開油管類

22、落魚 。通過地面 試 驗(yàn) 后 , 最 后 優(yōu) 選 出 的 套 銑 頭 呈 波 浪 狀 , 波浪口寬 40m m , 高 20m m 。 套銑筒套銑頭 上 鋪 合 金 柱 , 合金柱呈雙層鋸齒狀 , 這樣工具是合金套銑筒即可磨膠 皮又可磨剛體 , 合金頭呈波浪狀 , 水槽寬 15m m , 深 3m m , 這樣在磨銑過程中就不易出現(xiàn)卡鉆事故 。 圖 4 波浪狀套銑頭4. 3 施工過程 4. 3. 1 套銑施工套磨銑管柱組合 :73m m 反扣鉆桿 +磁棒 +沉淀杯 +114m m 合金套銑筒 。在套銑施工 中 , 僅 用 3小 時(shí) 就 從 1897. 27m 磨 銑 到 1897. 42m ,

23、 磨銑進(jìn)尺 0. 15m , 見到油氣顯示 , 說明已經(jīng)磨 銑開封隔器中心管外的膠皮 。施工參數(shù) :泵壓 5. 0M P a ; 排量 600L /m i n ; 轉(zhuǎn)速 30r /m i n 50r /m i n , 加壓 5K N 15K N 。 4. 3. 2 打撈施工打撈施工管柱組合 :73m m 反扣鉆桿 +母錐 。 打撈施工 :打撈深度 H :1897. 42m , , 加壓 5K N , 反造 扣 8圈 , 造扣 2次 , 上 提 負(fù) 荷 正 常 , 無 增 加 , 起 出 打 撈 管 柱 , 撈獲封隔器中心管 。該井打撈施工的成功是我公司技術(shù)創(chuàng)新的表現(xiàn) , 顯 示我公司的大修技術(shù)

24、高超 , 技術(shù)力量雄厚 。 該工藝成功 地解決了以前沒有遇到的情況 , 無法施工的井創(chuàng)造施工 條件 , 為復(fù)雜情況的打撈施工積累了豐富的經(jīng)驗(yàn) 。5 結(jié)論在黃 34-1井處理 Y 211-114封隔器成功 , 工具改 進(jìn)后套銑施工效果明顯 , 打撈效率高 , 節(jié)約了大量的修井 時(shí)間 , 減小了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 , 降低了成本 , 為以后處理 類似的事故 提 供 技 術(shù) 支 持 。 同 時(shí) 也 拓 寬 了 大 修 修 井 范 圍 , 為油田的開發(fā)提供技術(shù)保障 , 對打撈封隔器施工工藝積累了經(jīng)驗(yàn) 。 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益客觀 。O n F a i l u r e C a u s e f o r P a

25、c k e r s D e b l o c k i n g a n d I t s F i s h i n g T e c h n o l o g y -T a k i n g Y 221 P a c k e r F i s h i n g i n H u a n g 34-1 W e l l a s A n E x a m p l e H E Y a n -r o n g(D o w n h o l e T e s t i n g C o m p a n y o f J H P A , S I N O P E C , W u h a n , H u b e i , 430040, C h i

26、 n a A b s t r a c t :I n t h e p r o c e s s o f f i s h i n g Y 221-114p a c k e r i n H u a n g 34-1w e l l , a f t e r p a c k e r s t o p c o n n e c t i o n i s t r i p p e d o u t v i a r e v e r s i n g , f i s h i n g r o d b r e a k s i n s i d e t h e c e n t r a l c a s i n g a n d t h e r u b b e r a r o u n d i