连续油管开关滑套技术在海上某气井中的应用

[作者简介] 胡忠太,男,高级工程师,1973年出生,1996年毕业于大庆石油学院采油工程专业,现从事井下作业管理工作。
电话:021-22830520。E-mail:huzht@cnooc.com.cn。
连续油管开关滑套技术在海上某气井中的应用
胡忠太
(中海石油(中国)有限公司上海分公司 上海200030)
  摘要 连续油管强度高、
可循环,配套滑套开关工具功能更加完善。在井况复杂的情况下,利用连续油管和滑套成功完成了海上某气井因管柱屈曲及结垢而无法进行钢丝作业的关滑套作业,取得了良好的作业效果,为同类型的油气井作业提供了可借鉴的经验。
关键词 滑套 连续油管 气井
文章编号:1004-4388(2016)03-0046-03   中图分类号:TE358   文献标识码:B
  海上某气井为一口生产井,采用分层生产管柱
生产,共分两层,其中上层通过滑套开关来控制,下层通过投捞堵塞器进行控制,在合采状态下投产初
期产气量约10×104m3桙d,产水量约2m3
桙d,随着生产进行,该井产水量逐渐增加,至作业前已超过160m3桙d,不但严重影响了气产量(降至约3×104m3桙d),同时给平台污水处理带来压力(日处理量约220m3
桙d)。根据该井地层条件及管柱结构,分析受滑套控制的上层为出水层位,关闭滑套即可降低产水量。按常规思路,滑套通过钢丝作业即可关闭,但受管柱屈曲及地层出水后滑套结垢影响,钢丝及钢丝绳强度无法满足该井作业。根据钢丝作业通井时的深度与拉力记录资料,经分析认为,在井况复杂的情况下,使用连续油管进行关闭滑套作业具有更高可行性。
1 贝克CMD滑套及其开关原理
滑套通过移动内套筒来关闭或连通油管与环空之间的通道。当内套筒的通道对着滑套本体的通道
时,滑套处于打开状态,反之则滑套关闭[1]
海上某气井所使用的CMD滑套如图1
所示。
当滑套位于井下时,需要通过专用的移位工具进行内套筒的移位以使其打开或关闭,对于CMD
滑套,向上移位为关,向下为开[2]
以BO型滑套移位工具进行关闭滑套为例(见图2),当滑套移位工具在锁定状态时,其上的两个键在弹性件的作用下向外扩张,键上的90°台肩与滑套内套筒上部的环形槽啮合,此时滑套内套筒将随移位工具向上移动,当内套筒移动到位的时候,移位工具键上部的倒角突出部分与滑套本体的缩径接触,继续上移移位工具,键上的突出部分进入缩径,使得弹性件被压缩,此时移位工具键上的90°台肩与环形槽分离,滑套内套筒移位动作完成,滑套处于关闭状态。滑套内套筒底部的弹性爪与滑套本体底部对应的环形槽匹配,可以支撑锁定内套筒,同时在
密封件过盈的作用下可以可靠的保持关闭状态。
当滑套内套筒无法移动到位时,移位工具无法
释放,即无法通过滑套,此时可通过震击作业将移位工具销钉剪切,移位工具的键可回收进工具自身的套筒内,此时移位工具键上的90°台肩与环形槽分离,工具可以回收以进行后继措施。
2016年6月油 气 井 测 试第25卷 第3期
2 连续油管及主要工具介绍
2.1 连续油管
本次作业采用的QT-800型连续油管外径为38.1mm,壁厚2.8mm,单位重量2.412kg桙m,管体屈服载荷19290kg。2.2 马达头总成
马达头总成集成了双闸板单流阀、液压脱手工具和投球循环阀等功能,结构紧凑,特别适用于作业空间受限的条件,其示意图见图
3。
其中双闸板单流阀具有两个单向开启的闸板,当连续油管注入体的时候处于打开状态,停止注入后,闸板上下压差不足以维持其打开状态时闸板即关闭,可确保连续油管处于安全状态。液压脱手工具用于紧急释放连接在其下部的井下工具,通过地面投球并施加一定的压力剪切固定的释放套筒的销钉,释放套筒移位后即无法锁止悬挂下部工具的装置,工具得以与下部工具分离,从而可以回收连续油管以便于下部作业。
投球循环阀通过投球并施加一定压力剪切固定滑套的销钉,使滑套移位,从而打开连通孔,其目的是在
必要的时候建立一个新的循环通道。
2.3 震击器
震击器接在滑套开关工具之上,是一种储能工具,通过其延时功能将连续油管储备的较大的拉力瞬间作用于滑套开关工具之上,产生远大于连续油管拉力的震击效果,其作用一次之后必须进行复位后才能进行下一次震击操作。具体方法是在管柱中寻一个可以支撑震击器底部的支点,可以是工作筒、滑套甚至是人工井底,当工具到达支点遇阻时,在其上施加一定压力,将拉开的震击器闭合,即可以进行下一次的震击作业。
2.4 液动滑套开关工具
该工具连接在震击器之下,一次下井即可完成数个同尺寸滑套的开关作业。其使滑套内套筒移位的原理与BO型滑套移位工具基本一致,不同点在于该工具是通过压力进行控制的:给工具中心管加压,压力通过上下传压孔推动上下套筒相向移动,在其内
部的上下部键即全部露出套筒,上下部键在其内部弹
簧推力的作用下处于向外侧打开的状态(
见图4)。
在该状态下通过上提或下放连续油管即可完成滑套内套筒的向上或向下的移动,到位后滑套本体缩径可使滑套开关工具的键收回,工具可通过该滑套。将中心管压力泄掉以后,上下套筒在弹簧的作用下背向移动,可以将上下键收进套筒内,得以通过滑套等井下工具。
3 应用情况
该井于2014年3月进行作业,首先使用连续油
管冲洗井筒工具串(矱38mm连续油管+接头+变扣+矱44.5mm马达头总成+变扣+喷嘴)对生产管柱进行冲洗,其主要目的是降低井筒温度,清除管柱内壁结垢。在该过程中连续油管工作正常,说明该井满足下步连续油管关滑套作业。将冲洗工具串更换为关滑套工具串(矱38连续油管+接头+变扣+矱44.5mm马达头总成+变扣+矱53.3mm液压震击器+矱54mm液压双向滑套移位工具+变扣+喷嘴),下入连续油管至2475m,酸化泵打压20.1MPa,上提拉力3.03kN,上提连续油管至2460.2m(A层滑套位置),拉力涨至3.60kN,无法通过,多次尝试,最高上提至4.16kN,无法通过该位置;停泵,泄压至零后下连续油管至2886m(52mm“R”型坐落接头),下压0.11kN×5mins复位震击器,起连续油管至2470m,打压20.1MPa,快速上提至2460m,最高上提4.16kN,震击,拉力未降;停泵,泄压至零。由于52mm“R”型坐落接头与需关闭的滑套距离为426m,如果每次通过该工作筒复位震击器需要耗时约1个小时,经分析管柱结构,认为2397m处的处于关闭状态的滑套可以复位震击器且用时较短,于是上提连续油管至2390m,打压19.3MPa,下放连续油管至上部滑套,在2397m处遇阻,下压0.22kN×5mins复位震击器,停泵泄压至零,下连续油管至2470m,打压20.1MPa,快速上提至2460m,最高上提4.38kN,震击,拉力未降;按此方法又震击三次依然未关闭滑套,继续上提连续油管至2390m,打压19.3MPa,下放连续油管
4第25卷 第3期胡忠太:连续油管开关滑套技术在海上某气井中的应用
至上部滑套,在2397m处遇阻,下压0.52kN×10mins复位震击器,停泵泄压至零,下连续油管至2470m,打压20.1MPa,快速上提至2460m,上提拉力至4.04kN,震击,拉力突升至4.38kN并随即降至3.03kN,上提连续油管至2450m,判断滑套关闭。酸化泵打压20.1MPa,下放连续油管,在2459m处遇阻,上提连续油管至2450m,停泵泄压至零;下放连续油管至2470m,打压20.1MPa,上提连续油管至2390m,两个滑套位置均无遇阻;多次检验,确认滑套关闭。起连续油管至井口,关闭清蜡阀和防喷盒,回收工具设备,结束该井作业。该井作业后产水急剧下降,产气量较作业前有了显著增加,进一步验证了滑套已可靠关闭。
4 结论与建议
充分利用了连续油管高强度、具有循环通道的特点,实现了井筒降温及结垢清洗,使得工具可以顺利到达作业深度,同时利用滑套开关工具可双向动作的特性,结合管柱结构,成功完成了一口复杂井况气井的关滑套作业,相对于进行大型修井作业来说具有较低的作业风险和成本,对于类似井况的油气井具有较高的应用前景。
参 考 文 献
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本文收稿日期:2015-12-14 编辑:刘振庆
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4 结 论
(1)KSX井打捞属于超深高温高压长小井眼(矱139.7mm套管长1500m,且内径只有115.52mm)打捞,打捞难度极大。该井的成功打捞,创造了塔里木油田多项纪录(井深、井温及井底压力为塔里木油田打捞井首例),为类似井的后续打捞作业积累了丰富经验。
(2)KSX井打捞按照“可进可退”、较为保守的打捞处理方案,最终成功打捞,这为后续类似打捞井方案制定提供了指导意义。
(3)KSX井打捞工具本体基本采用42CrMo超高强度钢,磨铣工具切削齿采用天然金刚石或进口合金齿,且自制工具严格把控加工过程,确保该井成功打捞。
(4)对于此类高难度打捞井,打捞施工过程中的每一参数都需要认真分析,对每趟工具出井时的损伤情况认真“会诊”,再对井下情况综合判断,制订针对性措施,才能保证打捞成功。
参 考 文 献
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本文收稿日期:2015-10-14 编辑:刘振庆
84   油气井测试  2016年6月

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