水平井复杂管柱打捞工艺关键技术研究与现场应用

引言

水平井打捞是指在水平井段或大斜度井段中对井下落鱼（如钻具、工具、电缆等）进行打捞回收的作业。其意义不仅体现在直接的经济效益上，还对井筒完整性、资源开发效率及环境保护等方面具有重要影响。水平井复杂管柱打捞技术恢复生产，缩短停产时间、减少经济损失、节约作业成本、保障井筒完整性、支持高效开发非常规资源以及减少安全与环境风险。

1.水平井复杂管柱打捞难点

水平井因为自身特性以及重力原因，复杂管柱的打捞具有以下难点。

1.1 井眼轨迹复杂

水平井的大斜度段和水平段管柱易贴靠井壁，打捞工具难以准确到达鱼顶位置，井眼清洁困难，沉砂堆积影响打捞管柱状态复杂；管柱可能发生弯曲、扭曲、断裂等多种变形，水平段管柱易被压实，打捞难度大，并且多级管柱组合增加打捞复杂性

1.2 打捞工具适应性差

常规打捞工具在水平井中工作效率低，工具强度不足易造成二次事故，工具导向性能不能满足水平井要求，规打捞工具（如卡瓦打捞筒）在水平段效果可能不佳，同时落鱼可能妨碍防喷器关闭，增加井喷风险。

1.3 打捞作业难度大

受重力影响，落鱼易偏向井筒低边，工具难以居中；摩擦阻力大，钻具与井壁接触面积大，传递扭矩和拉力效率低，井眼清洁困难，岩屑堆积在水平段，可能掩埋落鱼，造成作业难以继续。

2.打捞前准备

2.1 落鱼状态分析

确定落鱼类型（钻具、电缆、工具等）、长度、位置及是否被埋。通过测井或井下摄像确认落鱼状态。

2.2 井眼清洁

循环钻井液清除岩屑，必要时使用高粘度段塞或旋转喷射工具。

2.3 打捞方案设计

根据落鱼特性选择工具（如打捞筒、打捞矛、篮式捞筒等），模拟工具通过性（尤其是造斜段和水平段）。

2.4 常用打捞工具及方法

水平井打捞工具的选择需结合井眼轨迹、落鱼类型、井况等因素，常规直井打捞工具可能无法满足水平井需求。以下是水平井常用的打捞工具及其适用场景

2.4.1 机械打捞工具

打捞筒：打捞钻杆、油管、套管等管状落鱼，适用于管状落鱼（如钻杆、套管），水平井中需配合扶正器或万向节使用，确保引鞋对准落鱼。改进型旋转打捞筒，可在水平段旋转调整角度，提高抓取成功率。带滚轮引鞋打捞筒，减少摩擦，便于进入水平段。

打捞矛：用于从落鱼内部胀紧抓取（如钻杆内壁），内径完整的落鱼，通过胀紧机构抓取，水平段需缓慢旋转下放以瓦未完全张开卡堵。

篮式捞筒：用于打捞小件落物（如钳牙、螺栓），依靠弹簧片或篮状结构捕获。常用于水平井段清洁后的精细打捞。

卡瓦打捞筒：专门用于打捞不规则落鱼（如断裂的钻铤、井下工具）， 采用多片式卡瓦，适应不同形状的落鱼。

2.4.2 特种工具

液压打捞工具：利用液压力或震击力辅助打捞，适用于水平井高摩擦环境。如液压打捞矛，通过液压力推动卡瓦抓取落鱼，适合高摩擦环境。通过液压推动卡瓦，增强抓取稳定性，适用于大斜度井和水平井。

连续油管打捞：配合小型打捞工具（如磁铁、抓篮），适用于电缆或小落物。

可实时循环，清洁井眼。

震击器与加速器：用于解卡，水平井中需配合液压震击器（机械震击器可能失效）。水平井首选，可提供更强的震击力。水平井中配合液压震击器使用。

磁铁打捞器：打捞含铁碎屑（如钻头牙齿、金属碎片）。适用于水平井段清洁小件金属落物，通常与连续油管配合使用。

电缆/钢丝绳打捞工具：打捞测井电缆、钢丝绳等柔性落鱼。带倒刺，可钩住电缆。

在水平井复杂管柱打捞作业中，打捞工具组合如下表。

2.4.3 磨铣与切割

若落鱼卡死，需采用以下措施磨：磨铣障碍物。化学切割：注入腐蚀性流体定点切割落鱼。水力喷射切割：适用于复杂落鱼结构。

3. 关键技术研究

水平井打捞技术包括井眼清洁技术、分段打捞技术、组合打捞技术和旋转导向打捞。井眼清洁技术采用高粘度钻井液循环+旋转喷射工具，清除岩屑堆积。分段打捞技术，若落鱼较长，先打捞上部，再逐步处理下部。组合打捞技术如“震击器+打捞筒+连续油管”组合，提高成功率。在井下可视化技术应用和打捞过程实时监测技术的共同协同作用下，旋转导向打捞在复杂井眼中使用旋转导向系统调整工具姿态。

3.1 井眼轨迹精确控制技术

应用随钻测量技术精确定位鱼顶，开发柔性钻具组合提高造斜能力，优化钻具组合提高轨迹控制精度。

3.3 打捞工艺优化

建立"先通井、后打捞"的标准流程，开发水平井分段打捞技术，优化打捞参数（钻压、转速、排量等）。

4. 现场应用

4.1 应用案例 1：杜 813-H309

（1）井况：曙光采油厂杜 813 块一口水平井，水平段长 800m ，井斜角 88。

（2）问题：生产管柱断裂，鱼顶位置 226.2m ，为隔热管母扣，落物为隔热管柱及注汽管柱。

（3）解决方案：采用磨铣，强磁打捞器打捞铁屑，滑块捞矛和 |Φ73mm 油管接箍捞矛 打捞隔热管柱。

（4）结果：成功打捞，作业时间缩短 40%

4.2 应用案例 2：曙 3-H201（1）井况：为一口大位移水平井，水平段长 1200m. 。

（2）问题：生产管柱及杆柱断裂卡在套管内。鱼顶位置 539.73m ，为 Φ73mm 变扣公扣断在 Φ89mm 母扣内，落物为采油管杆及抽油泵活塞丝堵结构。

（3）解决方案： Φ114mm 偏心胀管器对套变位置修复；再分段打捞， Φ70mm 滑块捞矛对接井内管柱，倒扣捞获 Φ89mm 油管 8 根，采用三球捞筒对接井内管柱，捞获Φ22mm 抽油杆3根+变扣 +Φ19mm 抽油杆28根+泄油器拉杆1根 +Φ19mm 抽油杆 7.56m ，抽油杆本体短（共捞获 Φ89mm 油管 109 根， Φ42mm 水循环杆 95 根+变扣 +Φ22mm 抽油杆 21 根+变扣 +Φ19mm 抽油杆 28 根+泄油器拉杆 1 个 +Φ19mm 抽油杆 7.56m ）；剩余落物采用滑块捞矛成功打捞。

（4）结果：分三次完成全部打捞，成功率 100% 。

5. 结论

（1）水平井打捞工具需根据落鱼类型、井眼轨迹、井况灵活选择，通常需结合机械抓取、液压辅助、震击解卡等技术。

（2）水平井复杂管柱打捞需要综合考虑井眼轨迹、管柱状态和工具适应性。打捞前需充分清洁井眼，并采用扶正器、万向节等辅助工具提高成功率。

（3）研发的专用打捞工具和优化工艺可显著提高打捞成功率，有效解决水平井复杂管柱打捞难题。

参考文献：

[1] 王淳. 油田井下打捞作业及其工具改进研究[J]. 中国石油和化工标准与质量.2023，4（3）.

[2]冯颖.水平井、大斜度井打捞工艺研究与应用[J].辽宁化工.2021，（7）.

[3]吴兴振.水平井修井打捞工艺分析[J].化工设计通讯.2019，（4）.