大修井工艺技术在川西复杂深井X8-3 井的应用

前言

在油气田开发过程中，油气井由于产卤水或二氧化碳使油气井生产管柱存在不同程度的腐蚀或结垢，若该类井管柱带有封隔器，在修井时管柱可能提不动，对于该类井的修井，一般采用在封隔器上部第一根油管进行电缆爆炸切割，以期提出封隔器切割以上的管串，再对带有封隔器的管柱进行大修处理，以减少修井周期，提高修井处理效率。对于该类井修井，存在压井难、爆炸切割电缆被卡（在爆炸切割后由于压力、切割爆炸冲击力、结垢物的崩落沉淀等造成爆炸切割管串在井内遇卡）、带水力锚合金双向卡瓦封隔器不能解封等难题，探索如何安全、成功快捷高效压井、处理被卡电缆、套铣打捞封隔器将管串，恢复井的产能，为油气井稳产，提高采收率提供技术支撑。

1 川西复杂深井修井难点

1.1 压井难

（1）生产油管腐蚀程度未知、是否存在短路或断裂掉脱需提前判断，压井方式选择难，油管短路无法有效循环井内下部泥浆；（2）未关稳求得准确地层压力，压井液密度选择困难；（3）高压油气层产气产水，压井易受气侵、水侵、压井困难，不易压稳压平；（4）平推压井泵压高，所需泥浆数量大，压后泥浆易埋沉。

1.2 腐蚀油管处理难

生产油管腐蚀（变薄、穿孔、坑蚀）导致管柱抗拉强度降低。

1.3 井下工具处理难

1.3.1 水力锚处理难：水力锚锚爪硬度高，套铣进尺慢、套铣易憋卡。

1.3.2Y441 封隔器处理难：（1）液压双卡瓦封隔器结构复杂、卡瓦为板式合金结构，解封剪切销钉位于卡瓦下部，合金卡瓦硬度高、套铣进尺慢、易憋卡；（2）封隔器隔环不固定跟随旋转、橡胶密封件具有弹性，套铣破坏难；（3）封隔器长度长，材质强度高、韧性好套铣时间长，套铣难度大；（4）封隔器附件多若套散、倒散将会使小件散落，打捞困难。

1.4 大斜度井处理难：大斜度定向井，套铣轨迹控制、套管防磨难度大，封隔器易套散。

1.5 水垢增大修井难度：水垢造成油管内径变小或堵塞，油管内通过性变差；结诟物粘附油管丝扣，造成油管倒扣扭矩增大、卸扣困难，增加修井难度。

2 修井对策

2.1 压井对策

（1）采用示踪剂，计算出短路油管井深；（2）逐步求压法确定压井液密度；卤水平推求地层压力系数：平推密度 1.32g/cm³ 卤水关井求压，确定地层压力系数 1.49，计算所需压井液密度 ³；（3）平推法压井：平推清水 + 隔离液 + 泥浆，严格计算好压井液用量，减少储层污染；（4）压井观察时间为“换装井口 + 起下钻”作业周期，减少再次平推泥造成储层污染；（5）采用双机双泵组合保障压井连续、平稳，一次性压井成功。

2.2 腐蚀油管处理对策

（1）由于腐蚀油管抗拉强度降低，强提易拉断油管造成井内复杂情况或安全事故，决定从安全接头上部一根油管切割、倒安全接头，钻杆对安全接头，强提活动提出腐蚀油管，正旋防散套铣，套完后整体打捞封隔器；（2）每道工序制定详细技术措施，优化施工参数，做好过程管控、复杂故障风险防控；（3）根据油管腐蚀程度选择相应具有针对性的处理方案。

2.3 井下工具处理对策

（1）收集水力锚结构尺寸、材料材质，加工针对该工具的套铣鞋；（2）收集该类封隔器结构尺寸、零部件、材料材质、加工针对性的套铣鞋、制定封隔器正扣套铣工艺技术措施;（3）针对橡胶件弹性好不易破坏，采用顿压后套铣；（4）针对隔环可能跟着旋转，不易套铣，采用转盘 + 螺杆复合钻磨，高速、低速快速切换变转速钻磨；（5）针对板式合金卡瓦，采用三波浪合金铣鞋（增大对合金的冲击力与破坏性）适时与厂家做好交流，做好打捞出井工具附件确认，及时掌握封隔器打捞情况；（6）针对若采用反扣套铣易套散封隔器，造成附件散落打捞困难，采用正扣整体套铣，高转速、低钻压切削封隔器附件，套完再整体打捞。

2.4 大斜度井修井对策

（1）使用不带保径合金铣鞋，减少铣鞋合金外出刃，防止磨损套管；（2）根据封隔器中心管及水力锚等尺寸参数加工 Φ162mm 合金铣鞋 +Φ159mm 短铣管，降低工具对中心管的磨损；（3）优化管柱，管柱中接入 Φ162mm 双扶扶正器，保障铣鞋及铣管居中，防止偏磨。

3 修井工艺技术

3.1 平推置换法压井技术

针对油管穿孔、断裂形成短路或管柱井深较浅，达不到全井深循环压井液无法采用循环压井的情况，采用泵注设备将压井液直接从油管或套管内注入，在套管抗内压强度范围将井筒内液体注满，直接将井筒内气体推回地层，若在套管抗内压强度范围内未能将井筒内液体注满，可采用多次注入方式，即泄压后再注入的方式直至将井筒内压井液注满。

3.2 爆炸切割电缆卡钻处理技术

3.2.1 爆炸切割电缆被卡的原因

（1）油管内壁不干净，粘附一些结垢物使通径变小、通井存在遇阻爆炸切割后电缆及加重杆在上提时与结垢物摩擦、刮磳包裹打绞成团造成卡钻；（2）爆炸切割时油管外液柱压力高于油管内液柱压力。环空为地层水（循环滑套未打开），爆炸切割前油管内为清水，环空静液柱压力大于油管内静液柱压力，切割瞬间环空液体冲击爆炸切割电缆及工具串，因工具串（加重杆等）截面较大，所受向上冲击力大于电缆向上冲击力，工具串上移速度大于电缆上移速度，导致工具串超过电缆而打绞成团导致卡钻；（3）切割弹爆破瞬间产生“爆轰”效应，使工具串快速上移，与电缆缠绕打结而卡钻。

3.2.2 爆炸切割电缆解卡处理技术

针对爆炸切割油管后电缆被卡，可采用以下技术进行解卡：

（1）电缆活动解卡技术：在电缆弱点强度范围内上提下放电缆，实现电缆解卡。

（2）循环液体解卡技术

在爆炸切割电缆被卡后，一种方式是正循环解卡：从油管内向井筒注入修井液，通过循环带出井内堵塞物，同时活动电缆以期实现解卡；另一种方式是反循环解卡：从环空向井筒注入修井液，通过反循环带出井内堵塞物，同时活动电缆以期实现解卡。

（3）憋压放压解卡技术

在电缆卡钻后，可能井筒内存在堵塞，通过向井筒内打液体让井筒压力憋起，让井筒堵塞物移动，或将井筒内压力快速释放，激动堵塞物，同时活动电缆以期实现解卡。

（4）溶蚀剂解卡技术

在活动解卡、循环解卡、憋压放压解卡、拉电缆弱点也不能拉开后，可通过向井筒内注入溶蚀剂（ 15-20% 盐酸或溶垢剂）将堵塞物溶解，再进行活动电缆解卡。其缺点是溶蚀剂在溶蚀堵塞物时也对电缆造成腐蚀，使得电缆断成若干断节，使得处理难度大增。

（5）提电缆弱点解卡技术

在活动解卡、循环解卡、憋压放压解卡都不能实现解卡时，采用拉电缆弱点的方式，将电缆拉力大于设定的弱点值，实现从弱点处拉开，将电缆提出。

（6）提油管整体打捞电缆技术

针对电缆管串被卡且弱点拉不断，只能在井口采用电缆剪切防喷器实现对电缆井口剪断的状况，剪断的电缆全部滞留于油管内，采用提油管将电缆一并带出，起一柱油管剪一段电缆，在提至电缆被卡段时，需要采用电缆专用卡盘将下部电缆固定在油管最上部接箍处，防止电缆及加重杆落井，直至将电缆管柱全部打捞出井。注意事项：井口剪电缆余长控制在 0.05m 内，防止余长过长在抢装旋塞工具时阻碍安装及关旋塞。核心是做好最下部分电缆及加重杆防掉工作，提前将下部电缆固定在油管顶部，防止下掉。

3.3 对扣活动解卡技术

由于油管抗拉强度有限，在倒开油管安全接头后，提出安全接头

上部，再利用提出的安全接头上半部分一端与钻杆连接，另一端的公扣再下入进行反转对扣，对扣成功以后，在管柱强度范围内进行强提活动解封封隔器或在管柱上加入随钻震击器震击活动解卡。

3.4 水力锚套铣技术

针对水力锚四瓣锚抓、硬度高、锚定于套管壁，套铣难度大；套铣鞋采用高硬度（ .HRC≈65 ）块状进口合金铺焊、四道水槽、厚壁管体，管柱采用双扶正 + 双捞杯防偏磨防卡套铣管柱，转盘 + 螺杆高转速低钻压复合钻套铣，套铣参数：钻压5-20KN，转速 160-210rpm，排量 8-10L/S。

3.5 Y441 封隔器防散落高效套铣技术

3.5.1 Y441 封隔器结构：Y441 封隔器由上筒体、密封机构、隔环、卡瓦座封机构等组成

3.5.2 Y441 封隔器处理难点

（1）Y441 封隔器解封是通过特定的解封机构来实现的，在井内长时间冲蚀及井下环境腐蚀可能会出现生锈、损坏等情况，造成解封机构失效，增加了打捞的难度；（2）大井眼，深井套铣碎屑返排困难，井眼清洁难度大；（3）Y441 封隔器为液压双卡瓦结构，附件较多，卡瓦为板式合金结构，解封剪切销钉位于卡瓦下部，套铣难度大；（4）若采用反扣，在处理过程中易出现封隔器倒散、掉落井内，造成只打捞出封隔器中心管、套铣形成多鱼头、磨铣碎屑无法排出等复杂情况，造成打捞失败，井筒报废。

3.5.3 Y441 封隔器防散落高效套铣技术

针对 Y441 结构特点，合金鞋采用波浪齿合金铣鞋或宽水槽细齿耐磨合金铣鞋，套铣管内嵌钢丝标记实际套铣深度，管柱采用双扶正防偏磨管柱，双捞杯防卡套铣管柱，转盘 + 螺杆高转速低钻压复合钻套铣，套铣参数：钻压 5-40KN，转速 160-210rpm，排量 8-10L/S。

（1）波齿合金铣鞋：波齿合金高低相错结构在套铣时增加对胶皮筒的冲击破坏能力，以对胶皮筒形成破坏，达到快速套铣目的。针对波齿铣鞋，为增加套铣胶皮筒时冲击破坏效应，采用高转速、高钻压进行破碎研磨，增加套铣时效。

（2）宽水槽细齿耐磨合金铣鞋：由于Y441 封隔器结构较长且卡瓦机构位于封隔器底部，随着套铣入鱼的不断加深，作用于铣鞋底部的钻压托压现象不断增大，导致钻压不能有效施加于落鱼上，通过宽水槽细齿耐磨合金设计，增加套铣时铣鞋底部液体过流面积，减小托压现象；同时耐磨细齿合金设计有利于长时间对隔环、卡瓦牙进行套铣，充分将金属碎屑磨削随洗井液带出井外。

（3）通过采用高转速、高钻压、大排量工艺使小块硬质合金可实现对卡瓦等金属部件进行有效研磨，减小套铣大块碎屑卡钻风险；大排量对套铣产生碎屑进行充分冲洗，减少鱼头碎屑堆积及工具托压所造成的进尺缓慢。

3.6 Y441 封隔器整体打捞技术

特制加长可退式打捞矛，加长矛杆设计有利于入鱼后卡瓦顺利到达中心管位置，加长卡瓦增加与落鱼接触摩擦力，增加工具打捞强度（许用拉力 ⩾5001NN ），提高打捞成功率。

4 X8-3 井应用实践

4.1 新 8-3 井的基础数据

4.1.1 井的基础数据（表 4-1）

表 4-1 井身结构

4.1.2 油管数据

Φ88.9mm+Φ73 油管 + 循环滑套 + 安全接头 + 水力锚 +Y441 封隔器（带双向卡瓦） + 球座。

4.1.3 修井目的：提出原井内管柱后，封水层，更换油管进行生产。

4.2 修井过程

4.2.1 电缆卡钻及处理

本井生产管柱带有 Y441 双向卡瓦封隔器且生产管柱腐蚀严重，直接强提（ ）可能将管柱从井口或较浅井深拉断，基于此采用电缆爆炸切割封隔器上部附近油管。

4.2.1.1 电缆切割

（1）通井：组下φ56mm 通径规至井深 4602m 遇阻。

（2）电缆爆炸切割：电缆下至井深 4602m ，上提移动点火起爆，爆炸切割井深为 4601m 。

（3）电缆爆炸切割管串遇卡解卡

起电缆过程中在 3953m 遇卡，解卡： ① 在弱点拉力 20KN 内多次活动解卡未成功； ② 油嘴活动放喷 + 活动解卡未成功； ③ 拉弱点解卡未成功； ④ 强拉弱点解卡（25KN ⩽ 拉力 ⩽361

4.2.1.2 处理卡钻电缆切割管串

（1）井口剪电缆

井内电缆正常悬重 800Kg ，上提电缆至 1000Kg ，将电缆卡住固定，将地面电缆放松，防止剪断后电缆突然回弹至电缆绞车造成安全意外事故；关闭电缆剪切防喷器，剪断电缆，开剪切防喷器，回收地面电缆。

（2）提油管整体处理井内电缆

由于电缆在油管内卡住，采用整体提油管串，起立柱，发现电缆落鱼鱼顶位于井内 10 米处，采用拆开油管立柱提离丝扣高度控制在 范围，再用专用剪电缆的液压钳将电缆剪断，抽出油管立柱内的电缆，反复如此操作将上部活动电缆全部取出。

4.2.2 带 Y441 封隔器管串处理

先后采用安全接头对扣震击打捞、复合套铣、套铣整体后打捞等技术，实现了对带Y441 封隔器管串的成功处理。

4.2.2.1 安全接头对扣震击打捞

组下安全接头上半部分对扣接头 + 震击器打捞管柱至井深4644.95m 遇阻 10kN ，间歇性反转管柱 5 圈，泵压 17↑20MPa 判断安全接头入鱼，后钻压控制在 10-20kN，间隙性开转盘反转累计 24圈，回 9 圈，停转盘反扭矩明显，上提上提悬重 790↑860kN 对扣成功；逐级上提悬重至 1180kN 闷重 1min 操作震击器震击，井口震感明显，控制悬重600-1180kN（过提不超 500KN）震击解卡16 次未解卡，退出对扣接头。

4.2.2.2 套铣

（1）套铣水力锚

①φ162mm 合金铣鞋转盘套铣，套铣参数：排量 450L/min、钻压 5-25kN，转速 50-55r/min 。

②φ162mm 合金铣鞋转盘 + 螺杆复合套铣

套铣参数：转盘转速 55-65r/min ， 排 量 550L/min 、 泵 压18-19MPa，钻压 30-40kN。

共 4 趟套铣，累计进尺 0.7m ，间断放空判断水力锚套完，捞杯带出大块水力锚残片。

（2）套铣封隔器

φ161mm 波浪形合金铣鞋转盘 + 螺杆复合套铣，参数：排量500L/min，转速 20r/min，钻压 20-40kN；共 7 趟，当卡瓦及销钉出现，证明封隔器已套完。

4.2.2.3 整体打捞

组下 φ62mm 可退式捞矛打捞管柱，带泵下至井深 4759.85m 遇阻 20kN ，逐级加压至 30kN ，开转盘反扭矩明显，累计正转 18 圈回13.5圈，后开转盘反转进行打捞，有明显反扭现象，泵压 20↑20.5MPa ，上提管柱悬重无明显变化，无挂卡现象；多次上提管柱后下放管柱进行打捞，悬重无明显变化，考虑井内落鱼为 5 根 73mm 油管 + 封隔器+ 水力锚，观察悬重变化不明显；（4）起钻检查：捞获水力锚、封隔器、油管 5 根及球座，井内落鱼全部捞获出井。

5 结论建议

（1）电缆卡钻的 5 种常用解卡技术，包括：电缆活动解卡技术、循环液体解卡技术、憋压放压解卡技术、电缆弱点提出解卡技术、溶蚀剂解卡技术。

（2）电缆卡钻后的 4 种修井处理技术，包括：捞钩打捞电缆技术、提油管整体打捞电缆技术、分段处理油管打捞电缆管串技术、外切割加重杆卡埋段油打捞技术。

（3）针对带Y441 封隔器管串的复杂修井处理技术包括：对扣震击打捞、防散落高效套铣技术、整体打捞技术等。

（4）针对封隔器胶筒套铣难，采用波浪形合金套铣鞋，增加冲击比，加大冲击破坏力，达到快速套铣胶筒的目的；

（5）针对封隔器总体较长、合金板牙，采用宽水槽细齿耐磨合金铣鞋转盘 + 螺杆复合防卡套铣，达到减小托压、高效防卡的目的。

参考文献：

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