打捞落井测井仪器和电缆作业实践 | ![]() |
东海一口探井BX9井在8.375 in(1 in=2.54 cm)井段钻进过程中钻遇了非常好的油气显示,但裸眼电缆测井过程中第六趟MDT测井时仪器电缆被粘卡[1],随后采用了穿心打捞方法对电测仪器进行打捞,穿心打捞捞住电测仪器后,在接旁通阀下放钻杆的过程中测井电缆断裂,导致仪器和电缆落井,落井电缆总长度3 000 m,仪器长23.12 m。本井电缆断裂落井打捞作业主要有以下几点难度:(1)井深达3 235 m,裸眼段421 m,且属定向井,电缆在井内情况不清楚,电缆在斜井段贴在下井壁,处理事故中极易越过捞绳器缠在钻具上引起卡钻;(2)井壁经长时间浸泡,井壁易失稳,打捞电缆过程中存在掩埋钻具和电缆仪器风险。现场紧急制作5种打捞工具[2],进行22次的连续打捞作业,共耗时13 d,最终仪器和电缆全部打捞成功。本文详细阐述了电缆遇卡和打捞作业过程,为今后类似作业提供技术参考和借鉴。发生事故时BX9井身结构及井眼轨迹数据见表 1、表 2。
表 1 BX9井身结构数据表 |
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表 2 BX9井井眼轨迹数据表 |
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2 作业过程 2.1 电缆遇卡
8.375 in井眼钻达设计深度3 235 m,进行测井作业。前五趟测井顺利,第六趟测井测压取样,电测仪器测完3 027 m处地层压力后,上提电缆发现测井电缆粘卡,随后通过上下活动电缆,最大上提电缆张力到9 000 lbs(1 lbs=4.45 N)等方法也未解卡,最终决定使用穿心打捞方法进行电测仪器打捞,井下电测仪器长度:23.12 m,鱼顶深度3 005.1 m。
2.2 电缆断裂电缆粘卡后立即进行穿心打捞,当穿心打捞工具下钻到2 779 m时,决定进行随捞电测,测井技术人员在对接电缆的过程中因与钻井操作人员配合不当造成电缆断裂(图 1~图 3)。
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图 1 电缆旁通 |
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图 2 电缆断丝 |
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图 3 电缆断裂 |
其中:落井电缆长度为3 000 m;电缆重量(在1.35 g/cm3的泥浆中)为2 330 lbs;电缆外径为0.46 in;落井仪器长度为23.12 m;仪器底深:3 027 m;仪器重量(在1.35 g/cm3的泥浆中)为1 420 lbs;仪器外径为5.875 in。
2.3 打捞作业 2.3.1 自锁锥打捞自锁锥打捞作业从转盘面钻杆接头处投入自锁锥(图 4、图 5),并接上顶驱后开泵泵送,排量600 L/min,8 min后泵压从1 MPa增至1.7 MPa,判断自锁锥卡住电缆后起钻。电缆断裂时钻杆下入深度2 779 m,起钻至576 m时发现断裂电缆,最后打捞出电缆总长为560 m,自锁锥卡住电缆在最后一柱钻杆接头处,电缆也从卡点下方2 m处被拉断,井下仪器未解卡(图 6)。
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图 4 打捞工具示意图 |
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图 5 自锁锥 |
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图 6 自锁锥卡住电缆 |
2.3.2 打捞矛打捞
打捞电缆的工具打捞矛(图 7)用5 in钻杆改造而成,钻杆接头为168.3 mm,打捞矛下部倒刺最大外径小于接头外径,目的是为了避免倒刺在下钻和旋转过程中刮套管内壁,造成倒刺断裂落井。在2~ 6趟的打捞组合中,打捞工具组合没有加扶正器,主要是为了让钻杆与9.625 in套管之间有尽量大的环空间隙,以便断裂电缆头处能通过打捞矛而不被打捞矛压住从而往井下推赶电缆,方便下入更长的距离,打捞出更多的电缆。
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图 7 打捞矛 |
打捞矛工具累计打捞6次,每次下入深度在上一次打捞深度的基础上加深上次打捞电缆的长度或者直到下钻遇阻。下钻至预定深度位置后,正转6 ~ 15圈,根据悬重和扭矩变化,若扭矩和悬重增加后则起钻,每次打捞电缆长度0 ~ 260 m(图 8),第7趟下打捞钻具至1 533 m,遇阻5 t,提起后再轻压2 t,慢慢转动,试图拨动电缆并插入,起钻至井口无电缆(表 3),打捞矛底部一颗牙齿脱落井内,打捞未果,决定再次加工新型打捞工具。
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图 8 落井电缆出井(工具改造前) |
表 3 捞出电缆长度数据(工具改造前) |
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2.3.3 第一次改造打捞矛
从电缆出井形状可以看出打捞矛的倒刺太短致使倒刺挂不住电缆或者挂得不牢,在起钻过程中又重新落入井内,因此下步要改造的打捞工具一定要倒刺长度大(但倒刺处最大外径不超过钻杆接头外径,避免倒刺挂套管内壁而断裂),且要有一定长度的凹槽足以挂住电缆使之不在起钻过程中掉落。据打捞情况分析出9.625 in套管内的电缆球已经被压缩,如果没有一定尖度的打捞工具,很难将工具插入到这团压实的电缆中,因此新的打捞工具要有一定的尖度和刚度,足以插入到电缆团中。
用改造后的新型打捞工具(图 9),每次下入深度在上一次打捞深度的基础上加深200~300 m或者直到下钻遇阻。出井的电缆(图 10)长度在200~300 m的范围(表 4)。打捞过程中基本上没有下钻遇阻和旋转时扭矩变化的显示。
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图 9 改造后打捞矛 |
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图 10 捞出的电缆(工具改造后) |
表 4 捞出电缆长度数据(工具改造后) |
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2.3.4 裸眼段电缆打捞
9.625 in管鞋位置为2 810 m,以下深度的裸眼段由于长时间的泥浆浸泡,裸眼段缩径、垮塌,重晶石沉淀堆积在有斜度的井壁或者落鱼顶部,给裸眼段打捞带来很大的难度[3]。
改造打捞矛特点:(1)打捞矛顶部加工30 mm×30 mm正方形水眼;(2)缩短打捞矛长度,避免穿插井壁;(3)增大打捞矛顶部直径,避免插入井壁;(4)打捞钻具组合增加一根6-1/2"钻铤,保证打捞工具居中。
下入加长倒刺打捞矛钻具至2 820 m,遇阻10 t,反复活动钻具通过。继续下打捞钻具至2 939 m,遇阻10 t,开泵并反复活动钻具试图通过,上提遇卡,过提至210 t(正常悬重120 t)解卡,起钻至井口无电缆。出井钻杆接头上部黏附大量致密的泥饼,钻具在2 939 m遇卡原因分析为井壁严重垮塌。因此继续改造打捞矛,在打捞矛上继续增加三个直径16 mm的水眼,以便遇阻时能开泵冲洗。
下打捞钻具至3 031 m,遇阻4 t,反复加压旋转,扭距达12 kN · m,判断为鱼头。起钻至3 015 m遇卡,反复活动钻具,过提至180 t(正常悬重为123 t)解卡;起钻到井口无电缆。打捞矛上有2个大钩子憋弯,水眼掉1个,小钩子掉1个。根据出井打捞矛状况分析,打捞矛已经接触到测井仪器,并且插入了一部分到仪器外面,旋转时将倒刺蹩弯。
2.3.5 套管开窗打捞筒打捞加工套铣筒,使用一根7 in套管和一个铣鞋(图 11)。组合并下套铣钻具至3 033 m;套铣从3 033 m至3 045 m,套铣过程中落鱼下行。继续划眼追落鱼从3 045 m至3 122 m,泵压从11.4 MPa上升至14.5 MPa,加压10 t,落鱼未下行。起钻,用套管开窗打捞工具打捞落鱼。
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图 11 套铣筒 |
针对落井仪器的特点,从测井仪器顶部起往下4.7 m处有一道凹槽,6.22 m处有一个扶正器,10.24 m处有一个扶正器的特定加工打捞仪器。在套管打捞筒上5.2 m、6.72 m、10.74 m处分别开四个窗口(图 12),总共12个窗口,根据倒刺的自锁原理让套管打捞筒捞住测井仪器。
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图 12 套管开窗打捞筒 |
组合打捞钻具下钻至3 110 m,裸眼井段通畅,循环一小时冲洗落鱼顶部。继续下打捞钻具至3 122 m,加压5 t,泵压从4.5 MPa上升至5.3 MPa,反复上提下放,下放加压时,落鱼不再下行且泵压增加,判断落鱼进入打捞筒,起钻发现无落鱼。
观察起出来的打捞筒,发现打捞筒引鞋内壁底部大约有0.3 m长的一层泥饼,从打捞筒开窗的倒刺上判断,落鱼没有进入打捞筒。判断有一堆电缆堆积在落鱼顶,致使套铣筒加压10 t仍无法通过。
2.3.6 复合打捞筒打捞重新组合打捞工具(图 13),铣鞋+套管开窗打捞筒+仪器电缆头专用打捞筒。若打捞筒上三处倒刺中的一处或者打捞工具最上部的卡瓦打捞筒任何一个地方捞住仪器,都能捞住落鱼。
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图 13 复合打捞筒 |
下套铣钻具至3 122 m,套铣至3 213 m,加压10~15 t,落鱼不下行,泵压无明显变化,起钻至井口落鱼出井,打捞工具顶部的卡瓦打捞筒捞住落鱼(图 14)。
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图 14 仪器打捞出井 |
3 结论
(1)根据落鱼的实际情况选择合适的打捞工具,结合以前的打捞经验进行打捞作业,随时根据参数判断井下情况和采取合适的步骤。
(2)自锁锥在钻杆中打捞电缆是一种较好的办法,可以借鉴本次打捞经验,再根据实际情况加以应用。
(3)在套管中打捞电缆相对裸眼段而言难度较小,可以采用钻杆加工式打捞矛工具,事实也证明这是很好的套管内打捞电缆的方法,避免了以往每次捞出的电缆很短的弊病,一般每次下入250~300m,旋转5~ 8圈为最益。
(4)在裸眼段和套管内打捞电缆的参数要有所区别,裸眼段一般打捞工具下入深度控制在50~ 100m,旋转圈数3~6圈,防止电缆成球状造成打捞工具进套管鞋时困难。
[1] |
王兆东, 路立军, 雷军. 测井事故的认识及处理工艺[J]. 国外测井技术, 2008, 23(5): 49-51, 67. |
[2] |
洪德强, 郑波强. 测井下井仪器遇卡分析及其打捞工具研制[J]. 科技与企业, 2014(1): 164. |
[3] |
罗荣. 测井电缆工程事故预防配套工具设计与应用[J]. 石油仪器, 2012, 26(6): 7-9. |