深水钻井水平井打捞技术初探

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石油工程技术井下作业深井、特殊结构井打捞解卡技术及应用案例

深井、特殊结构井打捞解卡技术及应用案例1深井、特殊结构井作业技术现状特殊结构井泛指目前油田采用的最先进开采工艺技术所钻的不同类型的井，其中包括水平井、侧钻水平井、成对水平井、分支井、侧钻分支井、大位移井、侧钻井及先期防砂井等，这些井已成为提高原油产量、油藏平面和纵向动用程度的主要手段。

辽河油田现有水平井29口，其中5口井停产，生产井9口带病作业；侧钻水平井17口，停产7口；分支井2口，1口井停产；侧钻井1500多口井，停产井达500多口；先期防砂井2000多口，停产700多口。

这些类型的井由于特殊的井身结构、大的井斜角和小的井眼尺寸，给后期修井作业带来了很大的难度，使用常规的井下作业方法和工具已不能有效地实现修井的目的，深井、特殊结构井作业技术水平滞后于生产的实际需要，不能有效解决油田生产中存在的问题。

2深井、特殊结构井打捞解卡作业技术难点常规小修打捞技术是利用油管将通井机额定提拉载荷传递到井底，作用在落鱼上，达到解卡目的。

如果不能解卡，则用大修作业车载钻机进行大力提拉解卡或钻、磨、铣处理。

打捞管柱沿井眼轴线方向受力如图1。

图1打捞管柱受力分析由图1可知，作业设备的提拉载荷FK 要克服打捞管柱质量Gg及套管与打捞管柱之间的摩擦力ƒm才能传递到落鱼，打捞解卡的技术核心就在于保证作用在落鱼上的力即解卡力T足够大以克服落鱼所受的夹紧力。

打捞解卡力由下式计算：式中T—解卡力，KN；FK —通井机额定提升载荷，KN；HZ—造斜点深度，m；q—单位长度打捞管柱在井筒液体中的重力，KN；α—鱼顶深度井眼井斜角，（°）；m—摩擦力KN（由于不易计算，在推导时忽略了该力）；R—造斜井段的曲率半径，m。

ƒm由上式分析可知，作业设备提升能力、打捞管柱强度、井深及井眼曲率是影响深井、特殊结构井打捞解卡力的主要因素。

2.1解卡力对作业设备的要求。

油田目前投入生产的小修作业设备，以配置390KN级提升系统的通井机为主，作业井架极限负荷为750KN，而深井、特殊结构井解卡力往往超过通井机许用最大工作载荷，不能满足打捞作业施工的实际需要。

水平井打捞技术概述与要点

水平井的生产效率直接影响着整个石油的开采过程以及开采效率。

在对石油的开采过程中时常发生故障，事故一旦发生，对石油事故的处理工作也相当困难。

根据多年的石油开采经验，对水平井打捞技术的研究，逐渐研发生产出适用于水平井打捞的专门使用工具以及技术。

为了解决对水平井的落物打捞问题，我们相关的研究人员利用减阻扶正器以及随钻清理捞杯等相关技术相配套使用的工艺手段对其进行有效的解决，具有很高的生产应用价值。

1 水平井相关简述1.1 水平井的概念所谓的水平井就是我们在石油开采中进入油气层井眼的水平段，这段水平段的井倾斜角要大于或者等于86度，能沿着油气层的方向形成特殊的水平位移。

水平井能有效地增加产油量，其原因时水平井能够有效的将油气层的露出面积极大的增加，这样就提高了油气的采收率，从而提高生产效率。

水平井目前可以有效的解决圣山开发中出现的气锥等现象；还能对低渗透重油进行开发；能有效地开发不规则油藏以及钻探困难的油藏。

1.2 水平井维修概述水平井中长井段中的管柱，由于受到摩擦面以及钟摆力的共同作用，很容易造成卡钻现象。

因此，对水平井的解卡打捞是水平井大修打捞工作。

2 水平井打捞工艺的原理、原则以及施工难点2.1 水平井打捞的工作原理和其他的油气井是一样的，水平井在生产的过程之中，因为施工过程中的各种原因会造成井下落物以及井下施工工具的遇卡，这些是常见的井下施工故障。

井下的落物会对水平井的正常运行造成严重的影响，更严重甚至会造成施工停产。

所以要针对不同的情况进行不用的落物打捞工作，恢复水平井工作。

水平井的打捞工艺就是根据不同的落物以及井下的特点，运用不同的打捞技术以及打捞手段进行有效的落物打捞，达到增长的目的。

2.2 水平井打捞的原则在施工过程中要的地质设计要求达标，相关的资料齐全准确；施工过程中不能对油层有任何损害，还不能损害井的自身结构，同时要求有利于生产高效以及油井的使用寿命；在对事故的处理过程中要按照越处理事情越简单的原则；打捞结束后要保证井口以及设备的完好齐全。

水平井打捞技术

水平井打捞技术曾祥山　李　军　王义国(华北油田井下公司第四作业大队　河北廊坊065007) 摘要　根据近年来有关水平井作业的实践,结合理论分析,对水平井打捞工具及钻具的选择等进行探讨,为今后的水平井作业提供一些技术思路。

关键词　水平井　工具　打捞水平井的特点水平井是井眼轨迹同油层的走向基本一致,井斜角不低于86°的特殊定向井。

它可有效的增加油气层的泄露面积,提高油气采收率,是增加产油量的有效手段之一。

水平井具有如下特点:1.井眼横穿油层,油层砂粒更易进入井筒,容易形成长井段的“砂床”,严重时形成砂堵井眼。

2.受“钟摆力”作用,在水平段井内管柱贴近井壁低边。

3.井眼的螺旋轨迹,导致油管起下过程中旋转乃至螺纹松脱。

长井段“砂床”中的管柱,受“钟摆力”和磨擦面积大的双重作用,更易形成卡钻,所以水平井解卡、打捞成为常见的井下作业之一。

水平井打捞技术分析水平井中的管柱受力较为复杂,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的传递到卡点上。

对于水平井解卡、打捞,除满足一般直井的作业条件外,还应考虑到以下的两个因素:1.打捞工具的选择(1)防止工作部件的磨损。

(2)防止堵塞水眼。

(3)选择工具接头及配合接头的最大外径与预捞落物外径基本一致,这样有利于抓捞落物。

(4)内捞时工具端部有引锥,外捞时工具端部有拔钩,外表面无死台阶,防止挂卡现象发生。

2.打捞钻柱的选择(1)尽可能采用与落井管柱尺寸接近的打捞钻柱。

(2)为利于轴向载荷和扭转载荷的传递,可选用倒装钻具,即下段采用与落井管柱同尺寸的钻具柱,上段采用大一级的钻柱,或把钻铤加在垂直井段。

(3)可在打捞钻柱上加扶正器,调整下段钻柱的偏心距和中心线。

利用钻柱的弯曲变形来调节井下工具倾斜角,以利于抓捞落物。

实例分析1.基本数据京11-平10井水平井井眼轨迹:从井口至1000 m,井斜角在0°～4.1°之间,基本为直井段;在1000～1575.0m(垂深1414.19m),井斜角在7.3°～70.2°之间,为斜井段;在1575.0～1935.0m(垂深1468.31m),井斜角在74.1°～83°之间为水平井段。

水平井无磁性小件落物打捞技术探讨

无磁性小件落物新工具
设计新工具、工艺研究施工的一口典型筛管完井水平井小件落物打捞。
关键词：水平井
一
、
引言
井用随钻打捞杯＋７３ａｍ反扣钻杆＋ｒ中１５２ｍｍ双相减阻器５个＋７３ａｍ反扣钻杆，ｒ经过反循环两周，旋转打捞，获一把抓齿一片。３．３．２下组合式内钩打捞钻具组合：１４８ｍｍ组合式内钩＋中７３ｍｍ反扣钻杆＋中１５２ｍｍ双相减阻器５个＋７３ａｍ反扣钻杆，ｒ经过反循环两周，旋转方位打捞，获
３．４下６０．３ａｍ钻杆本体磨鞋试插ｒ
施工带来很大困难。即使能磨碎由于造斜井段和悬挂器的涡流作用也
很难带出井筒。当落物为小件落物，特别是没有磁性的小件落物时，
普通的强磁打捞工具无法成功打捞，因此，在工具选择上又增加了
普通的磨鞋磨铣进尺慢，且会留有毛边，易损坏原井套管，给下一步
钻具组合：中１２０ｍｍ强磁打捞器＋西１４０ｍｍ水平井用随钻打捞杯＋中７３ｍｍ反扣钻杆＋西１５２ａｍ双相减阻器５ｒ个＋７３ａｍ反ｒ扣钻杆，经过正循环４小时，获钻井Ｂ型钳牙ｌ片（１／４），Байду номын сангаас 杯内捞获盲板残片２Ｏ片、铁块一块、圆形密封胶圈１个；
钻具组合：中６０．３ｍｍ钻杆本体磨鞋＋中１４０ｍｍ水平井用随钻打

水平井中心管打捞创新技术海上油田的首次应用

水平井中心管打捞创新技术海上油田的首次应用摘要：根据水平井打捞时上提力和扭矩无法全部传递到井下水平段内，因此常规的上提、套铣和倒扣等打捞方法都难以解决水平段筛管打捞的问题。

水平井水平段内大长度筛管打捞工艺技术，首先是清除处理完水平井井筒内“鱼顶”上部的沉砂，再采用相应的工艺对筛管外的沉砂进行松动，最后下入公锥进行倒扣打捞，或下入水力割刀切割后进行分段打捞，最终达到将井下大长度筛管全部捞出的目的。

该项打捞工艺技术可应用于各种水平井、大斜度井筛管及中心管的打捞。

关键词：水平井修井防砂筛管中心管打捞水平井开发技术已成为西江油田开发生产的主导技术。

积极探索研究水平井作业技术，通过不断实践和改进，使水平井作业技术得到很大的提高。

随着水平井类型的多样化，完井结构越来越复杂，井下作业技术面临很大的挑战，作业过程中经常遇到大修复杂情况的处理。

水平井由于井眼轨迹的特殊性决定了常规大修工艺技术不能满足水平井大修要求，目前国内水平井大修技术还很不完善，大部分油田作业过程中对水平段复杂情况不作处理，造成了很大的经济损失和资源浪费。

针对水平井的特点，完善配套水平井大修施工钻具，研究了适合水平井特点的大修施工工艺技术，现场应用取得了显著的效果。

一、水平段钻具受力分析水平井中管柱受力复杂，不同井段管柱受力不同，特别是“钟摆力”和弯曲应力很大、分力多。

1.水平段钻柱重量的轴向分量为零，管柱贴近井壁低边，必须借助上部钻柱的“推动”才能向前移动，起下钻摩阻大，旋转时对套管及钻具自身均易造成严重磨损；2.地面显示管柱悬重与实际悬重相差较大，造成打捞作业时施加的钻压不易掌握，打捞成功与否不易判断；3.钻具拉力和扭矩损耗大，传递到卡点上的力矩十分有限，造成解卡困难，施工成功率低；4.水平段修井液流态发生变化，不同井段施工参数不同，对井下情况的判断难以把握。

二、作业难点及措施分析1.井筒难以清洁：砂子沉降低边，水流冲击高边，冲砂困难；应采用反循环冲洗，或者正循环旋转搅动冲洗方式冲砂，提高冲砂效率。

石油工程技术井下作业斜井、水平井打捞、磨铣作业

斜井、水平井打捞、磨铣作业在水平井中每一次打捞作业并不是孤立的，而应综合考虑实际情况，比如井眼状况、卡钻原因、钻具强度极限及设备提升能力等。

水平井与常规井打捞作业有很多相同之处，其中包括：（1）钻具与采油管柱卡钻；（2）打捞落物或工具；（3）起出封隔器及旋塞。

在多数情况下，常规井眼的打捞工具可成功地使用在水平井及大位移井中，例如，卡瓦打捞筒能有效地打捞具有一定外径的工具和仪器，打捞矛继续用于一定内径的工具和仪器的打捞。

斜井、水平井中管柱受力较为复杂（见图1），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能最大限度的传递到卡点上，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，起下打捞工具次数多。

钟摆力F=W Sinα式中α—井斜角；W—切点以下管柱的质量。

解卡、打捞，除满足一般直井的作业条件外，还应考虑到以下几个方面的因素：图1斜井、水平井中管柱受力示意1打捞工具的选择1.1防止工作部件的磨损。

1.2防止堵塞水眼。

1.3工具接头以及配合接头支点处与钻柱之间的中心线倾斜角。

选择工具接头及配合接头的最大外径应与预捞管柱外径基本一致，这样有利于抓捞落物。

1.4落井管柱与打捞工具的偏心距基本一致，中心线基本一致，否则应给予调节，内捞时工具端部有引锥，外捞时工具端部有拔钩。

外表面无死台阶，防止挂卡现象发生。

2打捞钻柱的选择2.1不需大力解卡打捞落井管柱时，应选用与落井管柱同尺寸的钻柱。

偏心距和中心线与井下一致，有利于抓捞落物。

2.2优化钻具组合，即：下段采用与落井管柱同尺寸的钻具，上段采用大一级的钻柱。

2.3尽可能采用与落井管柱尺寸接近的打捞钻柱，这样就只需小量调整或不需调整钻柱偏心距和中心线。

如：预捞φ62mm油管（接箍外径88.9mm），选用φ60.3mm钻杆（接头外径85.73mm）。

2.4在打捞钻柱上加扶正器，调整下段钻柱的偏心距和中心线，使之与落井管柱基本一致。

水平井解卡打捞技术

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｍｅｔｉｎｈｏｉｚｒｏｎｔａｌ－ｗｅｌｌｉｓｆｈｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｓｕｃｈａｓｅｃｃｅｎｔｉｃｒｉｓｆｈｉｎｇ，ｐｏｏｒｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄＳＯｏｎ，ｔｈｅｏｉｇｒｉｎａｌｉｆｓｈｉｎｇｔｏｏｌｓａｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｎｄｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｒｅｐｅｒｆｅｃｔｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｅｓｏｆｍａｋｉｎｇｃｌｅａｒｏｆ
免了卡钻事故发生；改进后的工具减小了打捞工具与落物鱼头之间的偏心距，增大了打捞工具俘获鱼头的几率。
应用该项技术，成功打捞出肇５５一平４６井中落物。
关键词：水平井；解卡打捞；斜井段；水平段；摩擦阻力；循环方式
中图分类号：ＴＥ３５８．４
ｉｓｆｈｉｎｇｉｎｔｈｅｗｅｌｌｓ，ｂａｌｌ — ｔｙｐｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｒ，ｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｇｅｎｔａｎｄ１８。ｓｌｏｐｅｏｆｄｉｌｒｌｐｉｐｅａｒｅａｐｐｌｉｅｄ，ｔｈｕｓｔｈｅｆｒｉｃ — ｔｉｏｎｏｆｐｉｐｅｓｔｒｉｎｇｉｎｔｈｅｉｎｃｌｉｎｅｄｓｅｃｔｉｏｎｉｓｒｅｄｕｃｅｄ；ｔｈｅａｄｏｐｔｅｄｍｏｄｅｏｆｒｅｖｅｒｓｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｃｕｔｔｉｎｇｓｃａｎｎｏｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｈｅｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｄｅｂｉｓ，ＳｒＯｔｈｅｓｔｕｃｋａｃｃｉｄｅｎｔｃａｎｂｅａｖｏｉｄｅｄ；ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｔｏｏｌｓｓｈｏｒｔｅｎｔｈｅｅｃｃｅｎｔｒｉｃｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｉｓｆｈｉｎｇｔｏｏｌａｎｄＴＯＦ，ｔｈｕｓｔｈｅｉｓｆｈｅｄｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅＴＯＦｂｙｔｈｅ

油田井下作业打捞工艺技术及应用探寻

油田井下作业打捞工艺技术及应用探寻油田井下作业是指在油井井口以下进行钻井、修井、完井和生产作业的过程。

钻井是油田开发的首要步骤，需要进行井下作业才能顺利完成。

然而，在油田作业中，可能会出现一些井口设备、工具或部件失效或故障的情况，导致必须进行井下作业打捞。

井下作业打捞工艺技术除了可以解决这些问题，还能提高采油效率，减少钻井成本等。

井下作业打捞工艺技术一般分为机械打捞技术、压裂打捞技术和射流吸取技术。

机械打捞技术是利用大门钳或者斜井抓钩等工具，通过控制钳口张合或者抓钩撑开井口等方式捞取失效或故障部件。

这种技术需要的工具简单，捞取效率较高，适用于故障部件小而又在钻井管道内部的情况。

但是，如果故障部件在井下比较深处，机械打捞技术无济于事。

压裂打捞技术是通过压裂液体分裂伸缩套管，使故障部件松动并且脱离固定位置，然后通过升降装置运出井口。

这种技术通过调整压力、流量和配比，可以控制分裂极压和分裂毛细影响，从而控制直径变化比率，保持其在可控范围内。

这种技术适用于故障部件在井口以上，而且堵塞比较严重的情况。

但是，由于操作和系统时需要协调的因素较多，因此需要有相对高的技术水平。

射流吸取技术是通过调节高压水射流流量和速度的方式，从井口流入井下部件上面，将部件吸到井口，然后通过升降装置运出井口。

这种技术需要安装特殊的射流钢管，具有操作便捷、高效、无损伤等优点。

但是，射流吸取技术需要水压设备来保证水流，因此操作空间要求比较大。

井下作业打捞工艺技术存在还需要继续完善的问题。

首先是外突井口失效或损坏时的处理技术。

这是由于钻井的深度和井口的位置不同，部件在井管中的位置不同，所以处理方法和技术需要有所改进。

其次是深水和长输油管的接口及深井井中心线的打捞工艺技术，一些沙漠油田、丛林油田、海上油田的维修和提高效率的工程。

因此，需要不断深化工艺技术研究，提高工艺技术水平，提高井下作业效率。

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关键词１水平井概述
１１水平井定义
水平井打捞
落鱼
管柱
工具
２１水平井打捞问题
由于水平井井眼轨迹的特殊性，大大地增加了大修和打捞的难度，所有的措施作业及所下的大直径工具（包括下封隔器、
（２）打捞管柱受力复杂，起下管柱磨阻大，对管柱和工具
图１水平井及常用术语示意图
一
磨损严重，力和扭矩损耗大不易传递。
般来说，水平井适用于薄的油气层或裂缝性油气藏，目
（３）水平段修井液流态发生变化，对修井液性能及循环参
水平井是指井眼轨迹同油层走向基本一致，井斜角不低于８６。的特殊定向井。如图ｌ所示，井眼在油层中水平延伸相当长
一
丢手、防砂、挤封、下炮枪射孔和下打捞工具等），必须按设计
要求进行通井，在井简干净无套变，井眼畅通无阻的情况下进行。水平井管住结构复杂，进行补孔作业时必须捞出水平井段内全部工具。而且作业时漏失都比较严重，无法建立循环，再加上所捞工具数量多、直径大，给解卡、打捞施工造成一定难度。首
在一起研究。受重力作用，水平井与直井相比有如下特点。
（１）油层砂粒更易进入井简，形成长井段的 “ 砂床 ” ，严重时形成砂堵井眼。
（２）井内管柱贴近井壁低边， “ 钟摆力”Ｆ获得平衡。
Ｆ＝Ｗｓｉｎ（１）
器筛管完井、带管外封隔器筛管顶部注水泥完井、带管外封隔器分级注水泥射孔完井。③ 分支井：尾管固井射孔完井。④ 鱼骨刺井：裸眼完井。
２水平井打捞问题
图３水平井管柱受力示意图
长井段 “ 砂床 ”中的管柱，受 “ 钟摆力”和磨擦面积大的双重作用，更易形成卡钻，所以水平井、斜井解卡打捞成为常见的井下作业之一，是大修作业首要解决的问题之一。斜井和水
斜井段的设计造斜率Ｋ＝２４。一３０。／３０ｍ，相应的曲率半径６ ¨ ｍ＞
Ｒ＞６ｍ、
（６）水平井冲砂难度高，易卡钻。
２．３水平井管柱受力特点对于水平井弯曲井段可看作是由井斜角不同的多边形组成，这是水平井和斜井的共同点，因此，本文把水平井和斜井放
数要求不同。（４）压力系数及压井液密度的确定应以垂深计算。（５）电缆测试不能到达水平段，仅恩能够完成井斜小于
６０。以内井段的测试。
的在于增大油气层的裸露面积，提高采油速度，是增加产量的有
段长度。有时为了某种特殊的需要，井斜角可以超过９０。 “ 向
上翘 ” 。
先不能依靠大负荷范围活动解卡，再者鱼顶情况比较难判断，打
捞时选用工具型号需反复论证。
２２水平井打捞重难点
（１）管柱和工具工作状态发生根本变化，常规井下作业管柱和工具不能满足水平井作业要求下井工具受到很大限制。
效手段之一
１．２水平井的分类
（１）按照曲率半径分类。① 长半径水平井（又称小曲率水平井）：其造斜井段的设计造斜率Ｋ＝２。一６。／３０ｍ，相应的曲率半径ｎｆ ¨ ）ｍ＞Ｒ＞３００ｍ。② 中半径水平井（又称中曲率水平井）：其造斜井段的设计造斜率Ｋ＝６。一２（Ｊ。／３０ｍ，相应的曲率半径２４５ｍ＞Ｒ＞１００ｍ。③ 短半径水平井（又称大曲率水平井）：其造
平井中的管柱受力较为复杂，特别是 “ 钟摆力 ” 和弯曲应力很
式中：一井斜角；Ｗ一切点以下管柱的重量、
图２水平井分类示意图
（２）按照完井方式分类。① 常规水平井：固井射孔完井、
带管外封隔器分级注水泥筛管完井、悬挂筛管完井、砾石充填完井、裸眼完井。②侧钻水平井：尾管固井射孔完井、带管外封隔
曩工科技２０１３年第６期
技术创新
深水钻井水平井打捞技术初探
樊波袁俊亮②
① 中国石油集团海洋工程有限公司天津分公司３００４５２天津；要长期以来，由于特殊的井身结构，水平井水平段内的落鱼打捞作业（特别是防砂管打捞）是一大难题，水平段的落物形态由于重力的作用，处于套管的低部位，作业时井口施加的扭矩和拉力很难全部传递到水平段鱼顶位置，常规打捞解卡措施无法实施。文中根据我平台成功实施水平段防砂管打捞施工的现场经验，结合理论分析，对打捞难点、工具及钻具的选择、扶正器的选用等进行了分析，以期对今后斜井、水平井的打捞作业具有一定的指导意义。