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1.基本情況
1)概況
葡北4-10井2003年7月25日注汽,9月1日注不進關井,井口注汽壓力28MPa,該井累計注汽1.11×106m3。2004年4月14日試注水,發現壓力波動大,注入量小(0.3m3/h)。4月15日下流量測試儀器遇阻,用加重桿下探在井口1m遇阻,經分析為水合物凍堵。
用相對密度為1.2的鹽水擠入化凍無效,擠入300L壓力急升至30MPa。4月22日進行連續油管車熱洗解堵無效。
4月24~ 25日下D56mm刮刀+D43mm螺桿鉆+連續油管,鉆至444m處時,連續油管車折斷。6月12酸浸解堵無效。判斷井下油管內深度444m處井筒堵塞,下有高壓氣體。
2)基礎數據
油層套管:D139. 7mm×3609. 08m;套管壁厚:9.17mm;完井方式:射孔;生產井段:3499.7~3505. 6m;厚度:5.9m;人工井底:3586. 0m。井下管柱結構如圖1-52所示。
圖1-52 井下管柱結構
3)作業目的
為了恢復該井注水能力,決定上修進行井筒解堵,換管柱作業。
2.監督要點
(1)在堵塞段以下氣體壓力高,預計至少在30~35MPa,高壓氣體瞬間釋放,易造成頂鉆,井噴著火等事故,施工風險大。在葡北3-9井施工中曾經發生過頂鉆現象,有40根鉆桿從井內頂出,方鉆桿被頂斷,鉆桿在地面呈麻花狀,井口著火。
(2)由于在堵塞段上下存在壓差(30~35MPa),堵塞段以下油管很難倒開,如果倒出少的話,很容易造成頂鉆。如果倒出油管少于200kN(即倒出油管的重量小于壓力對管柱的上頂力),鉆具就會上頂,造成鉆具從井口飛出,施工中必須要解決施工安全的問題。
(3)倒扣點較淺造成鉆具上頂,如果倒扣點較深,管柱內的氣體無法釋放(即油管內氣柱在死胡同內),施工中必須解決好這一對矛盾,必須較準確把握倒扣深度,既能將油管內的氣體有控制的釋放,又保證管柱不上頂。
3.技術對策
(1)對地面設施的配套,預防頂鉆。
為確保萬無一失,一旦有險情出現,能迅速關井,配備遠程控制房,手動半封防噴器2套,液壓防噴器半封1套,全封一套,縮短關井時間。
對防噴器用鋼絲繩固定在鉆臺,利用防噴器的閘板卡住調整短節,既能起到關井作用又能很好地控制油管上頂。井口這樣安裝,實現了在井口對井底壓力三道防線,預防壓力在井底釋放不成功時,確保在井口能安全控制。
(2)完善工藝技術,最大限度地降低施工風險。
由于管柱一般在300~ 800m堵塞,在油管堵塞段上下存在壓差,在堵塞段上部油套之間也存在內外壓差,再者井內為TM扣油管,油管上扣的扭矩基本一樣,所以按常規倒扣作業必然將堵塞段以上倒開,我們采用在環空內打平衡壓力,使得在倒扣點(中和點位置)油套環空壓力差為零,而在其他部位都存在壓差的情況下,按設計的位置倒開。在施工中制訂了環空加壓平衡,分段倒扣、分段泄壓的工藝措施。
4.過程監督
(1)灌液:從套管用相對密度1.45的壓井液,將油套環空灌滿。
(2)活動解卡:上提管柱,并在懸重為350~ 550kN之間,多次上下活動解卡,解卡無效。
(3)第一次倒扣泄壓。
第一次準備在3000m倒開,將3000~ 3500m井段的氣體排放出來。
①緊扣:上提管柱至懸重為280kN,順時針旋轉管柱8圈對中和點以上油管進行緊扣。
②倒扣:上提管柱至懸重為300kN,關封井器,套管反憋壓10MPa,逆時針旋轉管柱20圈倒扣,懸重降至250kN,扭矩落零,判斷倒扣成功;根據懸重計算,倒出油管有3000m以上。
③關井觀察12h,套管有少量的氣體返出,實現了對油管內氣體的首次釋放,同時套管有少量溢流,溢流量0.1m3/h,油管無反應。
④擠注法壓井:從套管擠入相對密度為1. 45的壓井液7m3,使泵壓由0升至12MPa,停泵觀察,6min壓力下降至4MPa。
⑤循環洗井:開套管閥門,從油管正打壓25 MPa,憋壓觀察2h,套管出口無溢流,分析油套不連通。
開油管閥門,從套管反打壓20MPa,觀察1h,套管壓力下降至6MPa,油管出口無溢流;油套不通,證實為油管堵塞。
⑥軟探油管內堵塞位置,深度449. 0m,與前期施工時深度相同。堵塞段以下約有2500m井筒內的氣體無法釋放,如果直接起鉆,一旦氣體在井口釋放,后果不堪設想。如何釋放堵塞段以下的高壓氣體,成了下一步的施工關鍵。
(4)第二次倒扣泄壓。
第二次準備在2000m倒開,將3000~ 2000m井段的氣體排放出來。
①擠注法壓井:從套管擠入相對密度為1. 45的壓井液12m3,使泵壓由0升至14MPa,停泵觀察2h,無溢流顯示。
②對扣:下放管柱至魚頂,加壓20kN,順時針旋轉管柱12圈對扣,上提管柱,懸重增加至350kN,對扣成功。
③倒扣:上提管柱至懸重200kN,關封井器,套管憋壓15MPa,逆時針旋轉管柱16圈倒扣,懸重降至160kN,倒扣成功,預計倒扣位置在2000m左右;套管有氣體返出,放噴5min無顯示,返出液量2m3,實現了對油管內氣體的第二次釋放。
(5)第三次倒扣泄壓。
第三次準備在1500m倒開,將2000 ~1500m井段的氣體排放出來。
①擠注法壓井:從套管擠入相對密度為1. 45的壓井液4m3,使泵壓由0升至15MPa,停泵觀察2h,無溢流顯示。
②對扣:下放管柱至魚頂,加壓20kN,順時針旋轉管柱12圈對扣,上提管柱,懸重增加至340kN,對扣成功。
③倒扣:上提管柱至懸重150kN,關封井器,套管憋壓25 MPa,逆時針旋轉管柱15圈倒扣,懸重降至110kN,扭矩落零,倒扣成功,預計倒扣位置在1500m左右。
④放噴:倒扣成功后,因井內釋放壓力過高,管柱上頂10cm,迅速關閉液壓半封,從套管返出大量氣體及黑色垢污、鹽水,歷時12min。這次返出的氣體比較多,估計已釋放完。
⑤循環脫氣:用相對密度為1. 20的壓井液從套管反循環脫氣,泵壓8~10MPa,排量400~500l/min,歷時1h,循環至進出口一致、排量一致。
經過幾次的倒扣、對扣,三次倒扣對井底氣體的快速放壓,油管堵塞物經強烈的沖刷作用,堵塞物被沖開、解除,井下高壓氣體全部釋放完畢。
(6)循環壓井起鉆,下入倒扣撈矛打撈出封隔器以上全部的管柱,然后下高效凹底磨鞋,磨掉封隔器,再下公錐打撈出井下剩余管柱及工具。最后通井,下完井管柱完工。
5.案例提示
(1)全面了解井下情況,認真分析存在問題,結合現有的工藝技術,制訂的環空加壓平衡、分段倒扣、分段泄壓的措施是合理的。
(2)施工中準確把握倒扣深度,嚴格實施井控措施,把風險降到最低。
(3)監督人員在主要工序進行時,應在現場監督。
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