2019, Vol. 39引用本文 |
| 沉砂封隔器套铣、磨铣、切割三种处理打捞方式对比分析 |  [PDF全文] |
2. 中海石油(中国) 有限公司天津分公司, 天津 300459
2. Tianjin Branch of CNOOC Ltd., Tanggu, Tianjin 300452, China
沉砂封隔器的打捞是油气水井大修作业的重要节点之一，一般常用的处理打捞方式有套铣打捞、磨铣打捞和切割打捞[1-11]。渤海油田某平台三口井井身结构、井眼轨迹类似，均下入Halliburton公司9-5/8"BWD沉砂封隔器。封隔器深度相近，三口井BWD沉砂封隔器分别进行套铣、磨铣和切割打捞处理，本文对这三口井BWD沉砂封隔器的三种处理打捞方式进行了对比分析，并得出结论。
9-5/8"BWD沉砂封隔器主要结构从上往下依次是工作筒、上规环、上卡瓦、胶皮、下卡瓦、下规环和底部引鞋，封隔器坐封以后，其上卡瓦阻止封隔器往上移动，下卡瓦阻止封隔器往下移动，其作用力都是单向的。从封隔器顶部到上卡瓦下部距离为82 cm，破坏掉封隔器上卡瓦，理论上封隔器就可以向上提活。
1 P2井套铣打捞 1.1 基础资料P2井需打捞的9-5/8"BWD沉砂封隔器顶深2 245 m，封隔器顶部井斜30.5°。
1.2 套铣打捞过程套铣打捞是要用铣鞋套掉沉砂封隔器的上卡瓦，解除卡瓦对封隔器的约束，使封隔器上行自由，然后进行打捞。
本次套铣铣鞋选用外加厚、长城底齿、带内齿的铣鞋，铣齿合金选用碳化钨硬质碎状合金，工作时合金齿层层脱落，不断有新齿补充。外加厚保证铣鞋底部有充足的工作面积，长城底齿与落物接触面积大，内齿能够切削落物外壁，防止铣鞋卡在落鱼上。
1.2.1 第一趟套铣套铣钻具组合：8-1/2"铣鞋（外径8-1/2"，内径7"）+8-1/8"套铣筒1根+变扣+6-1/4"捞杯*2只+变扣+3-1/2"短钻杆1根+变扣+6-1/2"震击器+变扣+4-3/4"钻铤5根+3-1/2"钻杆。
套铣作业参数：正循环排量34 m3/h@6 MPa，扭矩5.6~8.4 kN · m（空转4.8 kN · m）@85~95 RPM（RPM是转/分钟的简写），钻压1~6 t，套铣27 h，累计进尺0.85 m。
起钻检查套铣后的铣鞋底齿磨损较为严重，2个捞杯内均沉满铁屑。
1.2.2 第一趟打捞用5"可退式打捞矛（5.008" W）打捞，捞住落鱼后在34~79 t（正常上提悬重49 t）之间震击，封隔器上移8.7 m后不再移动，脱手捞矛。起钻，检查捞矛完好。
1.2.3 第二趟套铣为了保证进尺深度的准确性，减小误差，本次钻具组合、套铣工具与第一趟相同。
套铣参数：正循环排量34 m3/h@6 MPa，钻压4~9 t，扭矩6~9.2 kN · m @85~95 RPM，套铣6 h，进尺0.7 m（从本趟钻遇阻位置处开始计算），返出胶皮碎屑及少量铁屑。下压30 T无法压活封隔器。
起出套铣管柱，检查铣鞋底齿磨损严重，捞杯内装满铁屑。
1.2.4 第二趟打捞用5"可退式打捞矛（5.008" W）捞出9-5/8" BWD封隔器总成，检查上卡瓦及密封胶皮已套铣掉，下卡瓦有一块卡瓦牙落井（共8块）。
1.3 套铣打捞小结P2井套铣打捞9-5/8" BWD沉砂封隔器套铣2趟，打捞2趟。
通过本次套铣打捞封隔器的过程并查阅近年类似封隔器套铣打捞的案例，套铣打捞起下钻趟数理想情况下可以优化为2~3趟：先进行1趟套铣（如1趟套铣未能达到预定进尺，再加1套套铣），然后进行1次打捞。
2 P3井切割打捞 2.1 基础资料P3井需打捞的9-5/8" BWD沉砂封隔器顶深1 975 m，封隔器顶部井斜22.37°。
2.2 切割打捞过程切割打捞封隔器是在沉砂封隔器的上卡瓦部位切割封隔器的内部芯轴，芯轴断开后，上下卡瓦之间的拉力解除，可以解锁，然后进行打捞。
2.2.1 水力切割封隔器钻具组合：4-1/2"水力割刀+ 2-7/8"钻杆1根+变扣+ 3-1/2"IF钻杆短节1根+4-3/4"震击器1根+ 3-1/2"IF钻杆。
切割打捞要求定位准确，下钻到位，旋转定位核实切割位置后进行切割。参数：正循环排量30 m3/h，泵压8 MPa，转速70 RPM，初始扭矩2.47 min，切割45 min后扭矩降至1.45 kN · m，累计切割时间120 min后起钻，检查刀片长度1-13/16"（原长度2"），刀片背部磨痕明显，判断切割成功。
2.2.2 打捞切割后上部封隔器用正扣正螺纹公锥（打捞直径范围96~133 mm）捞出封隔器切割后上半部分。
2.2.3 打捞切割后下半部分封隔器用可退式打捞矛（127~130.2 mm矛瓦）捞住落鱼后在10~75 t（正常上提悬重32 t）之间上下活动钻具，震击打捞4 h无效，脱手起钻。
分析本次打捞不成功原因为：切割封隔器上部卡瓦产生的碎屑落到封隔器下半部分上方和封隔器与套管壁之间，造成打捞不动。
2.2.4 套铣切割后下半部分封隔器钻具组合：8-1/8"铣鞋+变扣+5-1/2"捞杯2个+变扣+ 3-1/2"IF短钻杆1根+变扣+8-1/4"扶正器+变扣+3-1/2"IF短钻杆1根+4-3/4"震击器1根+4-3/4"钻铤5根+ 3-1/2"IF钻杆。
套铣参数：正循环排量40 m3/h，泵压7 MPa，转速60~70 RPM，钻压4~6 t，扭矩2.19~2.47 kN · m，套铣进尺缓慢，20 h累计进尺12 cm，起钻。
2.2.5 打捞切割后下半部分封隔器用可退式打捞矛（127~130.2 mm矛瓦）捞出9-5/8"BWD封隔器下体和磨铣延伸筒。
2.3 切割打捞小结P3井切割打捞9-5/8"BWD沉砂封隔器切割1趟，套铣1趟，打捞3趟。
捞出切割后封隔器上部分后，如果不套铣而直接打捞封隔器下半部分，因为切割产生的较多大块碎片下落，经常会使打捞不成功。通过本次切割打捞封隔器的过程并查阅近年类似封隔器切割打捞的案例，切割打捞起下钻趟数理想情况下可以优化为4趟：切割、打捞上半部分、套铣、打捞下半部分。
3 P1井磨铣打捞 3.1 基础资料P1井需打捞的9-5/8"BWD沉砂封隔器顶深2 140 m，封隔器顶部井斜20.6°。
3.2 磨铣打捞过程 3.2.1 第一趟磨铣钻具组合：ϕ216 mm领眼磨鞋（合金厚度25 mm，领眼外径140 mm）+安全接头+5-1/2"捞杯2个+4-3/4"钻铤4根+3-1/2"加重钻杆6根+3-1/2"IF钻杆。
磨铣参数：正循环排量60 m3/h@7.2 MPa，钻压1~4 t，转速70~75 RPM，扭矩2.7~6.8 kN · m（空转扭矩4.1 kN · m），多次调整磨铣参数，间歇上下活动管柱，20 h共计磨铣进尺0.66 m，返出大量铁屑。
起钻检查磨鞋本体完好，铣齿磨损5 mm，捞杯外壁有磨痕，内部充满铁屑。
3.2.2 第二趟磨铣钻具组合同第一趟磨铣。
磨铣参数：正循环排量60 m3/h，泵压7 MPa，钻压1~3 t，转速80 RPM，扭矩3.3~5.4 kN · m，间歇上下活动管柱，本次磨铣16 h进尺0.27 m，两次磨铣累计进尺0.93 m，观察返出有胶皮碎屑后起钻。
起钻检查磨鞋本体完好，铣齿磨损5 mm，捞杯内部存有较多铁屑。
3.2.3 打捞用5"滑块捞矛捞出磨铣后的9-5/8"BWD封隔器。
3.3 磨铣打捞小结P1井磨铣打捞9-5/8"BWD沉砂封隔器磨铣2趟，打捞1趟，实际起下钻共3趟。
通过本次磨铣打捞封隔器的过程并查阅近年类似封隔器磨铣打捞的案例，第一趟磨铣很难一次磨铣到位，大多需要第二趟磨铣，所以磨铣打捞起下钻趟数理想情况下为3趟：先进行2趟磨铣，再进行1次打捞。
4 三种打捞方式效率对比通过3口井打捞9-5/8"BWD沉砂封隔器的实际过程，并参考渤海油田类似封隔器打捞的经验，对每道工序的可行性进行了评估，得出了理想情况下采用3种打捞方式需要的起下钻趟数，总结见表 1。
| 表 1 三种打捞沉砂封隔器方式时效对比 |
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5 结论与建议
（1）套铣打捞和磨铣打捞，首先要确保进尺测量准确，封隔器套活或者磨活后再进行打捞作业，避免打捞不成功而增加作业时间。磨铣及套铣作业，对工具的性能要求高，不同质量的工具处理速度会有一定差异。
（2）套铣打捞时，铣鞋与套管、封隔器环空间隙小，钻屑难上返，打捞时可能存在挂卡的风险。磨铣封隔器是将封隔器卡点以上本体全部磨铣掉，不容易卡钻，风险小，但是磨铣工作量更大，效率低，容易增加作业时间和费用。
（3）切割打捞要求定位准确，定位难度较大，而且切割后的封隔器将解体，封隔器大块附件容易落井，导致二次卡钻。
（4）处理类似BWD封隔器的沉砂封隔器，综合考虑风险、时效等因素，处理工艺优先选择顺序为：套铣打捞、磨铣打捞、切割打捞。
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