文/张凯郭东乐藏玺.河口采油厂井下作业大队作业9队,.胜利油田纯梁采油厂井下作业大队,3.桩西采油厂作业大队作业二队

大位移井打捞管柱受力特点与施工对策研究

文/张凯1郭东乐2藏玺3;1.河口采油厂井下作业大队作业9队,2.胜利油田纯梁采油厂井下作业大队,3.桩西采油厂作业大队作业二队

水平井打捞管柱受力较复杂,特别是钟摆力和弯曲应力很大,分力多,活动解卡时的拉力和扭矩不易最大限度地传递到卡点上,解卡成功的机率低。倒扣时也无法准确掌握中和点,倒扣打捞落物长度短,提下打捞工具次数多。因此在水平井中,打捞作业必须首先克服摩擦效应,即降低套管对打捞管柱的摩擦阻力。现场施工通过优化打捞施工方案，优选打捞管柱和打捞工具，落实风险措施，保持平稳操作和过程观察纠偏，确保充分考虑加压、活动解卡中摩阻力的影响，确保成功实施打捞，不断提高水平井落鱼打捞水平。

水平井；定向井；井身构造；井内管柱；打捞落物；关键技术

水平井、定向井等大位移井由于可以增加井眼在油层中的渗流长度和泄油面积，实现有效控制储量、提高采油速度、增加产量的目的，在开发中地位越来越重要。但由于大位移井弯曲井段以及打捞管柱受力因素等，打捞落物一直被视为作业施工的“硬骨头”。大位移井的井身构造较为独特，管柱受到弯曲应力和“钟摆力”影响，打捞问题解决起来往往非常棘手。本文首先论述了大位移井打捞管柱受力特点以及打捞难点，然后以理论结合实际经验，制定出了大位移井打捞方案。在论述打捞关键技术中，以建立数学模型的方式重点论述了扶正器的安放位置和间距分别与井斜角、挠度间的关系。最后，结合实例阐述了大位移井作业打捞关键技术的应用。

1 大位移井打捞管柱受力特点

井内管柱在大位移井横向的每个部分受力情况如下:①受到地球引力作用；②斜井部分受“钟摆力”F(如图1)，F和a、W存在以下关系：F=Wsina，在表达式中：a——井斜角;W——靠下部分所受重力；③井横向部分所受阻力较大。对管柱进行受力分析可得，其受力相当复杂。由于斜井部分尤其是横向部分管柱的特殊受力特点,容易导致卡钻;同样的原因，由于受力复杂，解卡一般难以成功。

图1 大位移井中管柱受力示意图

2 大位移井作业打捞关键技术方案

2.1 打捞工具的选择

大位移井打捞要依照一定的原则：①妥善保管好工具，保证工具的完整性以及磨损，一般可以通过加扶正器避免工具磨损；②防止水眼堵塞。由于井斜原因在工具入井过程中容易被套管壁上砂粒、水垢以及铁锈等杂质堵塞。水眼不通现象发生时要及时排查原因；③保证各组合结构的尺寸参数相配套，例如对于存在接头的情况，要让两部分的孔径相同；④要保证管柱、打捞工具间的偏心距大致相同，如果不满足该条件，就要纠正偏心距，直到一致。⑤优先选用可退式打捞工具，可在打捞落物不能解卡时顺利退出，如果条件受限不能选用可退式打捞时候也要安装安全接头。

2.2 打捞钻柱的选择

①没有必要花费太大精力去进行落鱼打捞作业时,所用钻柱的大小应与落鱼基本相同,这样打捞效果更好；②要让沿着轴方向和扭转载荷更方便地转移,应该使用非常规的倒装钻具；③下靠下部分钻柱的中心线应该与落鱼大体保持在同一条线上，二者偏心距应该大体相同；④进行打捞作业的管柱最好选择与管柱的各大小参数相一致,如此一来能大大减小调整工具的工作量。

3 应用实例

3.1 井史分析

A井自2002年投产以来地层能量充足，含水高，生产层位Ng32，正常情况下动液面较高，但出砂严重，该井曾采用金属滤、充填防砂、刚玉滤等防砂手段效果均不理想，分析为①馆陶组油层埋深浅，成岩时间短、岩性较粗、胶结疏松，易形成出砂。②油井在生产初期，冲次过高，开采速度快，致使砂粒间的应力平衡破坏，胶结破坏，造成地层出砂。③该油藏地面原油粘度为332mpa.s～458mpa.s，属常规稠油，携砂能力较强，将脱落的砂粒带向井底，更易出砂。该井采用的“筛管悬挂器+倒扣接头+滤+尾管”组合方式为典型的滤砂管防砂管柱。该井原井管柱图如下所示：

图2 A井原井管柱图

3.2 处理过程分析

由于A井组井场限制，该井无法上大修设备，只能由小修队处理。在整个处理的过程中，历时77天，总共进行20次打捞、3次套铣、5次磨铣、3次打印将整套滤组捞出。可以把整个处理过程分为两个阶段：①捞封；②拔滤。

3.2.1 捞封

（1）第1趟带对扣短节打捞致封隔器解体，此时判断鱼顶为封隔器中心管，由于上提中心管，底部卡瓦张开，故只能打捞红色部位。但红色部位外径97mm，套管内径121mm，常用打捞工具无法操作，只能采用电泵捞筒打捞。1月28日下Φ115mm电泵捞筒捞空，判断井内情况复杂化，无法直接打捞，故采取先磨铣、再打捞的多次循环方式处理。（2）经过两次Φ114mm×Φ95mm套铣头磨铣,2月23日底带Φ114mm多功能捞筒捞获封隔器下部、Φ73mm平式短节1根、树脂扶正器1个、倒扣接头上部，但封隔器卡瓦未带出，为下步拔滤埋下隐患。

3.2.2 拔滤

（1）在封隔器捞出后，底部剩余倒扣接头下部、变节、滤砂管、扶正器及油管短节丝堵，由于电泵捞筒牙、封隔器卡瓦仍留井，直接打捞难度大，故采用套磨铣、打捞方式处理；另外滤砂管已卡死，因此下反扣钻杆一段一段分别将工具倒出。（2）用反扣母锥捞获倒扣接头和变节后，下凹底磨鞋磨铣，进尺缓慢，分析为掉落碎牙片堆积在鱼顶，磨铣难度大；后下铅模打印，确认鱼顶印痕为滤砂管本体，下公锥打捞捞获滤砂管内保护套，此时滤砂管本体内捞和外捞都无法采取，只能下套铣，后起出带出滤砂管；滤砂管下部短节等按正常打捞措施3次全部捞出。

[1]刘星,刘宏涛,张大安.斜井水平井管柱打捞作业探讨[J].石油矿场机械,2016.38(9):91-94.