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【摘要】打水泥是一项工艺复杂,风险极大的措施,备受人们重视,在施工过程中稍有不慎,一个环节出了问题,就会造成常被人称为“插旗杆”、“灌香肠”的事故,轻者需花费巨大的处理费用,重者可导致油水井报废。该项工艺技术最大的风险就是出现管柱被水泥浆固死在井筒内,导致油水井报废工程事故,本文就如何预防和处理此类工程事故作些探讨。
【关键词】水泥固死管柱 处理技术 倒扣 套铣 打捞
1 水泥固死井下管柱的原因
在注水泥挤堵施工时,由于多种不明因素的影响,致使井下施工管柱被水泥固死,从而造成井下管柱及工具不能正常起出井筒的现象,称为水泥卡钻。而其中尤以管柱内、外均被水泥凝固住,很难解卡起出而位居水泥固死管柱之首。
2 井下管柱固死类型
井下管柱固死主要有两类,一类是一定深度的整个井筒,管柱内外全部被水泥固死,管内管外无任何循环通道;另一类是油管内无水泥塞,但部分油套环形空间被水泥固死,个别井甚至在环空内还存在通道,可以进行循环。不管是哪种类型,都必须采取一定的工艺技术措施来处理才有可能起出井内管柱。
3 处理水泥固死管柱应遵循的原则
(1)掌握井身及被固死管柱的结构,了解水泥固死管柱施工过程。
(2)利用管柱伸长量求取固死位置,分析固死管柱状况。
(3)可以先适当试转动管柱,但决不能硬扭。
(4)如果水泥浆刚注人不久,水泥浆还没有完全凝固,可以立即带压大排量反洗井并控制地层外吐,其目的是将水泥浆稀释解除卡钻。
(5)如果水泥已经固死,但具备一定循环通道,可以采用一定浓度的酸浸泡,解除环空水泥,起出被卡管柱。
(6)如果上述方法都无效,只有从卡点处倒扣倒开,采用下步处理工艺技术。
4 处理固死管柱工艺技术
处理水泥固死管柱,可以采用套铣钻杆(油管)、倒扣、震击解卡、磨铣法打捞等相结合的方法。
(1)管柱内外全部被水泥固死,而套管内径较小,固死的管柱外无套铣空间,对这样的卡钻事故一般采用磨铣法。即首先将水泥面以上管柱全部倒出,(或切割),再用平底磨鞋或锅底磨鞋将被卡的管柱及水泥环一起磨掉。
(2)管柱内外全部被水泥固死,一般可采用倒扣解卡法:先测算卡点深度,将水泥面以上管柱全部倒出,再下套铣筒,将被卡管柱与套管之间环空的水泥铣掉,套铣一根,打捞倒扣一根(或组下套铣筒,一次套铣几根),直至将被卡管柱全部倒出。
4.1 典型实例
LN209井,1990年8月16日开钻,1990年11月3日完井,完钻人工井底4930.00m,在封堵 JⅣ油组4549.5-4555.0m吸水井段时,注入水泥浆6 m3,关井候凝24小时,开井候凝24小时后,全井筒打压15MPa/30min无压降。起出全部挤水泥管柱。在下Ф148mm高效平底磨鞋钻磨管柱至H:4335.57m,接水龙头循环时不通,下探遇阻3t,上提悬重100t(原重68t)。(设计塞面:4365.10m),活动解卡无效。历时69天,打捞出2 7/8钻杆22根,3 1/2”钻铤10根及Φ148mm高效磨鞋1只。
4.2 通过在LN209井的成功套铣、打捞,总结出如下工艺
(1)卡钻后首先利用管柱上体拉力及伸长长度计算出被卡管柱卡点位置。准确取好上体拉力及伸长量,确保计算出的卡点能更加准确的反映管柱被卡位置。
(2)经倒扣倒出未被水泥封固管柱。
计算出卡点位置后,控制一定的上提拉力,使存在拉力情况下的中性点尽可能控制在卡点附近,便于一次倒扣成功,可以直接进行下步套铣工序。如果一次倒扣后井内余留未被固死管柱较多时,可采取对扣接头对扣后,再次进行倒扣。
上提悬重至75t,反转100圈,悬重由75t↘62t(原悬重68t),倒扣成功。起管柱起出3 1/2”DP185根+2 7/8”DP196根,考虑到鱼顶2 7/8”钻杆母扣规则,首选2 7/8”反扣倒扣器打捞2趟。第一趟捞获2 7/8”钻杆14根,第二趟捞获2 7/8"钻杆2根。
(3)采用长度超过单根的套铣筒,套铣清除管柱与套管环形空间的水泥。套铣进尺大于被水泥固死管柱单根长度后,起出套铣管。
本井先后使用两类铣鞋,共计16只完成了套铣作业。套铣前先仔细分析固死管柱在井筒的弯曲情况,计算出管柱弯曲贴壁位置,便于套铣时的铣鞋选择。前期采用的成品普通铣鞋,它具有普遍性,在弯曲点以上套铣效果较好,当套铣到弯曲点时,尤其是第二次最为严重的弯曲时弊端表现尤为明显,不具备针对性,处理效果不是很好,后经设计高强度硬质合金研磨铣鞋,提高了磨铣效果,顺利完成套铣工作。可见铣鞋的选择在套铣成败中起着至关重要的作用。
在处理到弯曲点附近时,每次所加套铣管不易过多,这时套一根,捞一根,表面看出来速度变慢,其实不然,因为,在落鱼严重弯曲情况下,套铣出的部分在铣管内严重磨擦铣管,一方面这部分力变成了阻力,使得加到铣鞋底部的钻压逐渐降低,并且这是地面没法判断的;另一方面严重影响铣管的安全性能,增大套铣风险。
(4)用母锥打捞,捞获后倒扣起出套铣出的管柱。
落鱼内部被水泥堵死,只能考虑外部打捞。可供选择的有捞筒、母锥,为何一直采用母锥打捞而而未使用卡瓦捞筒呢?从打捞出来的钻铤可以判断出:钻铤经过长时间的套铣,鱼顶成不规则的锥形,鱼顶进入母锥后,在锥面上均匀造扣,每次加压2-3t,在钻铤上都能造出12-14扣,成功率达到98%(倒数第二次失败,是因为下部带有震级器和加速器,造扣圈数及压力不够,未能带出)。这样处理事故的成功率很高。若采用卡瓦捞筒,这样的钻铤截面势必在卡瓦受力不均匀,打捞效果就不是很理想,严重情况可能会撕裂卡瓦,可见在这种落鱼不规则情况下采用母锥倒扣打捞效果会更好。
(5)如此重复循环进行套铣、打捞、倒扣处理,直至捞完井下水泥固死管柱。
打捞出2 7/8钻杆×6根+3 1/2"钻铤×10根+Φ148mm高效磨鞋×1只。
5 结束语
水泥固死管柱即使能全部捞出,但占井时间长,增加修井成本,所以要尽一切可能避免出现这类工程事故。由于打水泥是个非常复杂要求非常严格的,要求从选井到出方案再到施工,每个工序要引起高度重视,认真组织,尤其施工过程必须要求专业技术干部现场指导,以免发生意外时能及时、准确处理,减少巨大的经济损失。另外,套铣过程中要注意保护套管和鱼顶,不得使井况复杂化。
作者简介
王虎军(1986-5-2)男,汉,甘肃省,玉门市,助理工程师,主要从事井下作业工作。
【关键词】水泥固死管柱 处理技术 倒扣 套铣 打捞
1 水泥固死井下管柱的原因
在注水泥挤堵施工时,由于多种不明因素的影响,致使井下施工管柱被水泥固死,从而造成井下管柱及工具不能正常起出井筒的现象,称为水泥卡钻。而其中尤以管柱内、外均被水泥凝固住,很难解卡起出而位居水泥固死管柱之首。
2 井下管柱固死类型
井下管柱固死主要有两类,一类是一定深度的整个井筒,管柱内外全部被水泥固死,管内管外无任何循环通道;另一类是油管内无水泥塞,但部分油套环形空间被水泥固死,个别井甚至在环空内还存在通道,可以进行循环。不管是哪种类型,都必须采取一定的工艺技术措施来处理才有可能起出井内管柱。
3 处理水泥固死管柱应遵循的原则
(1)掌握井身及被固死管柱的结构,了解水泥固死管柱施工过程。
(2)利用管柱伸长量求取固死位置,分析固死管柱状况。
(3)可以先适当试转动管柱,但决不能硬扭。
(4)如果水泥浆刚注人不久,水泥浆还没有完全凝固,可以立即带压大排量反洗井并控制地层外吐,其目的是将水泥浆稀释解除卡钻。
(5)如果水泥已经固死,但具备一定循环通道,可以采用一定浓度的酸浸泡,解除环空水泥,起出被卡管柱。
(6)如果上述方法都无效,只有从卡点处倒扣倒开,采用下步处理工艺技术。
4 处理固死管柱工艺技术
处理水泥固死管柱,可以采用套铣钻杆(油管)、倒扣、震击解卡、磨铣法打捞等相结合的方法。
(1)管柱内外全部被水泥固死,而套管内径较小,固死的管柱外无套铣空间,对这样的卡钻事故一般采用磨铣法。即首先将水泥面以上管柱全部倒出,(或切割),再用平底磨鞋或锅底磨鞋将被卡的管柱及水泥环一起磨掉。
(2)管柱内外全部被水泥固死,一般可采用倒扣解卡法:先测算卡点深度,将水泥面以上管柱全部倒出,再下套铣筒,将被卡管柱与套管之间环空的水泥铣掉,套铣一根,打捞倒扣一根(或组下套铣筒,一次套铣几根),直至将被卡管柱全部倒出。
4.1 典型实例
LN209井,1990年8月16日开钻,1990年11月3日完井,完钻人工井底4930.00m,在封堵 JⅣ油组4549.5-4555.0m吸水井段时,注入水泥浆6 m3,关井候凝24小时,开井候凝24小时后,全井筒打压15MPa/30min无压降。起出全部挤水泥管柱。在下Ф148mm高效平底磨鞋钻磨管柱至H:4335.57m,接水龙头循环时不通,下探遇阻3t,上提悬重100t(原重68t)。(设计塞面:4365.10m),活动解卡无效。历时69天,打捞出2 7/8钻杆22根,3 1/2”钻铤10根及Φ148mm高效磨鞋1只。
4.2 通过在LN209井的成功套铣、打捞,总结出如下工艺
(1)卡钻后首先利用管柱上体拉力及伸长长度计算出被卡管柱卡点位置。准确取好上体拉力及伸长量,确保计算出的卡点能更加准确的反映管柱被卡位置。
(2)经倒扣倒出未被水泥封固管柱。
计算出卡点位置后,控制一定的上提拉力,使存在拉力情况下的中性点尽可能控制在卡点附近,便于一次倒扣成功,可以直接进行下步套铣工序。如果一次倒扣后井内余留未被固死管柱较多时,可采取对扣接头对扣后,再次进行倒扣。
上提悬重至75t,反转100圈,悬重由75t↘62t(原悬重68t),倒扣成功。起管柱起出3 1/2”DP185根+2 7/8”DP196根,考虑到鱼顶2 7/8”钻杆母扣规则,首选2 7/8”反扣倒扣器打捞2趟。第一趟捞获2 7/8”钻杆14根,第二趟捞获2 7/8"钻杆2根。
(3)采用长度超过单根的套铣筒,套铣清除管柱与套管环形空间的水泥。套铣进尺大于被水泥固死管柱单根长度后,起出套铣管。
本井先后使用两类铣鞋,共计16只完成了套铣作业。套铣前先仔细分析固死管柱在井筒的弯曲情况,计算出管柱弯曲贴壁位置,便于套铣时的铣鞋选择。前期采用的成品普通铣鞋,它具有普遍性,在弯曲点以上套铣效果较好,当套铣到弯曲点时,尤其是第二次最为严重的弯曲时弊端表现尤为明显,不具备针对性,处理效果不是很好,后经设计高强度硬质合金研磨铣鞋,提高了磨铣效果,顺利完成套铣工作。可见铣鞋的选择在套铣成败中起着至关重要的作用。
在处理到弯曲点附近时,每次所加套铣管不易过多,这时套一根,捞一根,表面看出来速度变慢,其实不然,因为,在落鱼严重弯曲情况下,套铣出的部分在铣管内严重磨擦铣管,一方面这部分力变成了阻力,使得加到铣鞋底部的钻压逐渐降低,并且这是地面没法判断的;另一方面严重影响铣管的安全性能,增大套铣风险。
(4)用母锥打捞,捞获后倒扣起出套铣出的管柱。
落鱼内部被水泥堵死,只能考虑外部打捞。可供选择的有捞筒、母锥,为何一直采用母锥打捞而而未使用卡瓦捞筒呢?从打捞出来的钻铤可以判断出:钻铤经过长时间的套铣,鱼顶成不规则的锥形,鱼顶进入母锥后,在锥面上均匀造扣,每次加压2-3t,在钻铤上都能造出12-14扣,成功率达到98%(倒数第二次失败,是因为下部带有震级器和加速器,造扣圈数及压力不够,未能带出)。这样处理事故的成功率很高。若采用卡瓦捞筒,这样的钻铤截面势必在卡瓦受力不均匀,打捞效果就不是很理想,严重情况可能会撕裂卡瓦,可见在这种落鱼不规则情况下采用母锥倒扣打捞效果会更好。
(5)如此重复循环进行套铣、打捞、倒扣处理,直至捞完井下水泥固死管柱。
打捞出2 7/8钻杆×6根+3 1/2"钻铤×10根+Φ148mm高效磨鞋×1只。
5 结束语
水泥固死管柱即使能全部捞出,但占井时间长,增加修井成本,所以要尽一切可能避免出现这类工程事故。由于打水泥是个非常复杂要求非常严格的,要求从选井到出方案再到施工,每个工序要引起高度重视,认真组织,尤其施工过程必须要求专业技术干部现场指导,以免发生意外时能及时、准确处理,减少巨大的经济损失。另外,套铣过程中要注意保护套管和鱼顶,不得使井况复杂化。
作者简介
王虎军(1986-5-2)男,汉,甘肃省,玉门市,助理工程师,主要从事井下作业工作。