趙彬彬，付 悅，白曉弘，田 偉，楊旭東，王曉榮，韓強輝

1中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院2低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室3中國石油江漢機械研究所有限公司

0 引言

連續(xù)油管速度管柱排水采氣技術(shù)以增產(chǎn)效果顯著、投資回收期短、無需維護等優(yōu)點成為長慶氣田三大主體排水采氣技術(shù)之一［1-5］，累計應(yīng)用達1 000余口井，且隨著低壓、低產(chǎn)氣井逐年增多，應(yīng)用規(guī)模勢必進一步擴大。當氣井生產(chǎn)至后期，由于氣井能量逐漸衰減，氣井的實際產(chǎn)量低于在用連續(xù)油管的臨界攜液流量時［6-8］，氣井再次出現(xiàn)積液，需要起出連續(xù)油管開展泡排、柱塞等其他排水采氣工藝［9］。針對這種情況，國內(nèi)目前采用的帶壓起管工藝是先帶壓封堵連續(xù)油管上端口，然后利用外卡鎖緊裝置抓住井口裸露的連續(xù)油管上端口，采用吊車上提解卡［10-12］，并將起出的足夠長管子反穿防噴器、注入頭等設(shè)備，最后利用連續(xù)油管作業(yè)機連續(xù)起管。目前該工藝需要對解卡后的連續(xù)油管和外卡鎖緊工具一起切割以便反穿設(shè)備，工藝復(fù)雜，單井作業(yè)耗時近4 d，且整個起管過程中連續(xù)油管僅有一道密封，安全風險高。

1 帶壓起管改進工藝思路

針對原帶壓起管整體工藝安全風險高、效率低的問題，重點從帶壓封堵連續(xù)油管和上提解卡連續(xù)油管兩種關(guān)鍵工藝入手，通過優(yōu)化改進管內(nèi)堵塞器結(jié)構(gòu)設(shè)計，降低管內(nèi)堵塞器坐封載荷，提升安全性；通過研制可纏繞式的內(nèi)連接器以及建立管管對接的上提解卡連續(xù)油管工藝，避免了解卡后的連續(xù)油管反穿注入頭、防噴器等設(shè)備，又增加了對連續(xù)油管的第二重封堵。

2 管內(nèi)堵塞器結(jié)構(gòu)改進

原管內(nèi)堵塞器坐封載荷達40～50 kN，將其應(yīng)用于井深大于3 000 m的連續(xù)油管速度管柱井起管作業(yè)時，易導(dǎo)致井口懸掛器卡瓦松脫。創(chuàng)新采用硬度不等的三段式組合密封膠筒設(shè)計，如表1中的方案3所示，兩端帶軸向槽的限制膠筒，硬度為80 IRHD，中間光面工作膠筒，硬度為70 IRHD，端面倒角45°防止工作膠筒肩突，坐封載荷降至16.8 kN，密封壓力保持35 MPa。

表1 5種不同密封膠筒組合方式下管內(nèi)堵塞器坐封載荷測試

對管內(nèi)堵塞器增加摩擦片設(shè)計，通過摩擦體與連續(xù)油管內(nèi)壁產(chǎn)生的均勻摩擦確保錨爪與管體產(chǎn)生軸向相對滑動，進而順利撐開錨爪錨定在連續(xù)油管內(nèi)壁。改進前后的管內(nèi)堵塞器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 內(nèi)連接器設(shè)計

原帶壓起管工藝中，安裝外卡瓦拉拔器上提連續(xù)油管解卡后，由于拉拔器外徑較大［10］，解卡后的連續(xù)油管無法直接穿過注入頭、防噴器等設(shè)備，故改用內(nèi)連接方式，并對比測試卡瓦式、凹坑式、滾壓式的抗拉載荷、安裝工藝以及起管所需載荷等技術(shù)參數(shù)，如表2所示，優(yōu)選滾壓式，其具有抗拉載荷大、安裝簡單的特點。

表2 內(nèi)連接方式對比

內(nèi)連接器端部設(shè)計漸深式環(huán)形滾壓槽與連續(xù)油管滾壓連接，每條環(huán)形槽分別承擔軸向載荷，如表3室內(nèi)對比測試結(jié)果所示，方案5，即采用三槽式設(shè)計且槽深為1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm時，連接器抗拉載荷最大，高于起管所需1.2倍載荷。

內(nèi)連接器采用膠筒壓縮式密封結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)中心軸螺母壓縮膠筒對連續(xù)油管進行第二重密封，其具體結(jié)構(gòu)見圖2。模擬連續(xù)油管作業(yè)機滾筒的弧度進行彎曲前后密封試驗對比，連接器密封壓力均達35 MPa，與管內(nèi)堵塞器對連續(xù)油管的密封壓力一致。

圖2 改進前后的管內(nèi)堵塞器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 內(nèi)連接器結(jié)構(gòu)示意圖

4 現(xiàn)場應(yīng)用

連續(xù)油管速度管柱帶壓起管改進工藝原理：首先，利用連續(xù)油管作業(yè)機將改進后的管內(nèi)堵塞器打入井筒中的連續(xù)油管內(nèi)部，具體打入方式與傳統(tǒng)工藝相同［10］。其次，利用內(nèi)連接器將井筒中的連續(xù)油管上端口和作業(yè)機滾筒上預(yù)置的連續(xù)油管下端口相連接（見圖3），采用連續(xù)油管作業(yè)機注入頭夾持預(yù)置的連續(xù)油管上提解卡，待取出懸掛卡瓦后，繼續(xù)利用注入頭自動牽引從井筒中起出的連續(xù)油管通過防噴器、注入頭等設(shè)備，實現(xiàn)連續(xù)起管，一并解決了井筒中的連續(xù)油管上提解卡和起出管回纏滾筒問題。采用改進的起管工藝，將復(fù)雜、高風險的帶壓起管作業(yè)轉(zhuǎn)化為常規(guī)的連續(xù)油管作業(yè)，2017～2018年，采用該工藝在長慶氣區(qū)開展了10口井現(xiàn)場應(yīng)用，單井作業(yè)用時2 d，施工效率提升50%。

圖3 管管對接起管工藝示意圖

5 結(jié)論

（1）優(yōu)化改進了管內(nèi)堵塞器結(jié)構(gòu)，采用硬度不等的三段式組合密封膠筒設(shè)計大幅降低管內(nèi)堵塞器坐封載荷，又防止工作膠筒肩突。

（2）研發(fā)兼有連接和密封連續(xù)油管的內(nèi)連接器，實現(xiàn)了井筒中的連續(xù)油管與作業(yè)機上預(yù)置的連續(xù)油管之間的管管對接，同時又增加了對井筒中連續(xù)油管的第二重封堵。

（3）建立以管管對接為核心的連續(xù)油管速度管柱帶壓起管工藝，統(tǒng)一解決速度管柱上提解卡和起出管回纏滾筒問題，實現(xiàn)連續(xù)油管上提解卡、正穿設(shè)備、連續(xù)起管的一體化，顯著提高現(xiàn)場作業(yè)的安全性和效率，為蘇里格氣田、大牛地氣田等類似規(guī)模應(yīng)用速度管柱排水采氣的氣井后期帶壓起管起到了良好的引領(lǐng)示范作用。