侯明明， 張曉東， 黃 剛

(長城鉆探工程有限公司測試公司，北京 100101)

在高壓高含硫油氣藏試油測試施工中，需要頻繁換裝井口[1]，傳統(tǒng)的換裝井口作業(yè)通常在壓井后經(jīng)長時(shí)間觀察確認(rèn)井筒穩(wěn)定后進(jìn)行。在更換井口裝置過程中，井口無任何防護(hù)措施，由于井下狀態(tài)的不確定性[2]，一旦發(fā)生溢流、井噴，將缺乏有效手段進(jìn)行控制，尤其是碳酸鹽巖儲(chǔ)層具有易噴易漏特點(diǎn)，將面臨更大的井控風(fēng)險(xiǎn)。因此，在換裝井口作業(yè)前，實(shí)施一種操作簡單、安全可靠的井口油管內(nèi)臨時(shí)封堵技術(shù)[3]，可以大大提高作業(yè)的安全性，提高工作效率。采用新型井口油管堵塞器[4]，可滿足上述作業(yè)要求。

1 工作原理

1.1 坐封和解封[5]

井口油管堵塞器通過專用取送工具從鉆臺(tái)下到油管掛以下設(shè)計(jì)位置后，左旋管柱，如圖1所示，堵塞器上錐體下行撐開卡瓦上部的錨爪(上錐體相對中心管向下移動(dòng))，最后使卡瓦上部的錨爪完全咬在油管內(nèi)壁；繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，上錐體停止位移，油管堵塞器的中心管相對上行，推動(dòng)下導(dǎo)環(huán)以上部件向上運(yùn)動(dòng)，先使下錐體上的鎖釘銷釘剪斷，推動(dòng)卡瓦下部的錨爪撐開，使其完全咬在油管內(nèi)壁，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，下錐體停止位移，下導(dǎo)環(huán)繼續(xù)向上移動(dòng)去壓縮膠筒，直至循環(huán)圈數(shù)達(dá)到14～16圈，最后使堵塞器完全坐封在油管內(nèi)，封堵測試管柱，即可安全地拆換井口。

取出油管堵塞器前，先給管柱打壓，把堵塞器下端的堵塞打落，使堵塞器上下連通，若堵塞器下部存在壓力，則進(jìn)行循環(huán)壓井，反之則直接解封。解封時(shí)，右旋管柱，即可使膠筒、卡瓦回收到入井前狀態(tài)。

1.2 取送工具

油管堵塞器取送工具結(jié)構(gòu)如圖2所示，鎖定螺釘、護(hù)套和鎖鍵用于連接取送工具的各個(gè)部件，延伸桿用于保證取送工具達(dá)到所需長度。當(dāng)延伸桿長度不夠時(shí)轉(zhuǎn)換接頭連接油管，確保油管堵塞器能下入到預(yù)定深度，主要注意是從采油樹里取出堵塞器時(shí)，其內(nèi)徑小，轉(zhuǎn)換接頭以上管柱是無法進(jìn)去的；回收套用于連接油管堵塞器，通過帶右旋扭矩時(shí)上提工具來實(shí)現(xiàn)丟手。

圖1 油管堵塞器結(jié)構(gòu)

1.上接頭；2.中心管；3.鎖鍵；4.摩擦塊牽引體；5.彈簧；6.摩擦塊；7.內(nèi)六角螺釘；8.卡瓦套；9.內(nèi)六角定位銷；10.上錐體；11.卡瓦；12.彈簧；13.剪切銷釘；14.下錐體；15.隔環(huán)；16.O圈；17.襯套；18.膠筒；19.緊定螺釘；20.下導(dǎo)環(huán)；21.O圈；22.擋環(huán)；23.下接頭；24.O圈；25.O圈；26.堵塞；27.緊定螺釘；28.剪切銷釘；29.護(hù)帽；30.擋圈；31.彈簧；32.止動(dòng)銷；

圖2 取送工具結(jié)構(gòu)

1.轉(zhuǎn)換接頭；2.護(hù)套；3.鎖鍵；4.鎖定螺釘；5.延伸桿；6.回收套

1.2.1 技術(shù)參數(shù)

油管堵塞器適用于直徑范圍73～114.3 mm的油管，不同尺寸的油管堵塞器的工作壓差相同。以φ88.9 mm油管堵塞器為例，主要技術(shù)參數(shù)如表1：

表1 φ88.9 mm油管堵塞器技術(shù)參數(shù)

1.2.2 施工操作規(guī)范

油管堵塞器的施工工藝簡單，具體施工操作步驟如下：

(1)取送工具配長：選擇合適數(shù)量的延長桿，確定取送工具的長度；

(2)工具串連接：將油管堵塞器的上接頭插入取送工具下端的回收套內(nèi)，使上接頭上的柱銷滑入回收套的J型軌跡槽內(nèi)，讓兩者接在一起；

(3)檢查井口壓力：確定無壓力后，打開井口裝置閥門；

(4)下井：吊起取送工具，將堵塞器下入到設(shè)計(jì)深度；

(5)坐封：上提15 cm后，用550～650 N·m的扭矩力左旋取送工具約13～15圈坐封；

(6)取送工具丟手：下放15 cm后，保持左旋扭矩，緩慢上提取送工具，即可脫手，再上提取出取送工具；

(7)驗(yàn)封：堵塞器上部打壓5 MPa進(jìn)行上部驗(yàn)封；

(8)按照施工要求換井口裝置；

(9)壓力檢測：連接打壓設(shè)備，緩慢加壓剪切油管堵塞器上鎖定堵塞的銅銷釘，使堵塞器上下連通，檢查閥下部有無壓力；

(10)如果井內(nèi)有壓力，進(jìn)行循環(huán)壓井；

(11)解封：當(dāng)井口無壓力后，下入取送工具，右旋管柱時(shí)取送工具回收套會(huì)自動(dòng)套住堵塞器上接頭的柱銷，右旋管柱13～15圈，上提取出油管堵塞器，施工完畢。

1.2.3 現(xiàn)場應(yīng)用

烏茲別克斯坦某試油測試井，φ88.9 mm油管，井深4 400 m，泥漿密度1.7g/cm3，原鉆機(jī)試油，油管堵塞器剪切銷釘2顆，油管堵塞器底部距膠筒中部0.4 m，油補(bǔ)距9.4 m，防噴器內(nèi)徑346 mm，BOP頂?shù)咨疃确謩e為3.98 m和8.86 m，采油樹內(nèi)徑77.8 mm，采油樹頂?shù)追謩e為3.14 m和6.25 m，油管掛最小內(nèi)徑73 mm，油管掛雙公短節(jié)深度10.02 m，油管掛上端面深度為9.21 m。油管堵塞器坐封深度為油管掛雙公短節(jié)以下1 m，為避免油管堵塞器坐封時(shí)轉(zhuǎn)換接頭被卡在采油樹頂部，設(shè)計(jì)管柱結(jié)構(gòu)如表2所示，采用該管柱結(jié)構(gòu)，一次性施工成功。

表2 油管堵塞器管柱結(jié)構(gòu)

2 結(jié)論

(1)該油管堵塞器施工工藝簡單，耗時(shí)少，高效安全，而且采購成本低，非常適合于試油、試氣期間的井口換裝作業(yè)，尤其是碳酸鹽巖層和含硫化氫氣藏。

(2)井口堵塞器用于更換生產(chǎn)井和注水井采油樹下總閘門作業(yè)，可在低于35 MPa的壓差下進(jìn)行帶壓作業(yè)。可有效解決傳統(tǒng)工藝施工周期長、作業(yè)成本高、易造成儲(chǔ)層污染的問題。

(3)油管堵塞器應(yīng)依據(jù)油管尺寸、鋼級和采油樹規(guī)格等參數(shù)選擇使用。