白曉飛，魏軍會(huì)，鐘建芳，陳 龍，王 磊

（1.塔里木油田油氣工程研究院，新疆庫爾勒841000；2.塔里木油田油氣生產(chǎn)技術(shù)部，新疆庫爾勒841000；3.塔里木油田澤普油氣開發(fā)部，新疆庫爾勒841000；4.塔里木油田克拉油氣開發(fā)部，新疆庫爾勒841000）

哈里伯頓MFT永久式偏心封隔器，首次運(yùn)用于塔里木油田超深井的智能生產(chǎn)管柱完井，材質(zhì)為35Crmo。這種封隔器結(jié)構(gòu)由于它要穿越光纜，連接下部的電子壓力計(jì)，封隔器中心管不同于常規(guī)為偏心中心管。

大修作業(yè)原因是封隔器上部油管腐蝕破損，需要更換井內(nèi)的生產(chǎn)管柱。MFT封隔器的打撈處理是首次作業(yè)，施工工藝優(yōu)選了電纜切割+套銑打撈封隔器的施工方案，電纜切割油管選用鎂粉切割，系統(tǒng)的研究分析MFT封隔器結(jié)構(gòu)尺寸、材質(zhì)及工作原理，確定套銑尺寸要求及套銑的最終位置；在施工作業(yè)中分別采用2種不同的套銑工具對(duì)不同的目標(biāo)進(jìn)行套銑，同時(shí)為了保證套銑產(chǎn)生的碎屑能夠被及時(shí)打撈循環(huán)返出，分別采用了加長(zhǎng)撈杯及提高修井液的粘度，保證套銑的安全順利完成，最終成功完成了MFT永久式封隔器的切割套銑打撈作業(yè)任務(wù)。

1 MFT封隔器結(jié)構(gòu)原理

哈里伯頓MFT永久系列封隔器是圍繞經(jīng)過證實(shí)的整體密封和卡瓦錨定而設(shè)計(jì)。用于智能生產(chǎn)管柱完井，鋼體有光纜通道，下部連接電子壓力計(jì)。一體式錨定卡瓦位于封隔器膠筒的下部。

封隔器的工作溫度范圍100°F～325°F。坐封力作用在活塞上使活塞運(yùn)動(dòng)，從而使液壓坐封封隔器完全坐封。當(dāng)壓力作用到活塞上時(shí)，坐封銷釘剪斷。當(dāng)達(dá)到最小坐封壓力時(shí)，上卡瓦錨定，膠筒充分膨脹，下卡瓦鎖定位移，系統(tǒng)完全達(dá)到工作壓差。

處理難度分析：①一體式卡瓦破壞后卡瓦碎塊特別多，套銑過程中極易憋卡，套銑的難度很大；②封隔器從上接頭至下卡瓦距離是1.6m，套銑距離很長(zhǎng)，穿入銑鞋內(nèi)泵壓阻力大。

2 電纜切割

常規(guī)電纜切割為切割彈爆炸切割，爆炸切割彈對(duì)油管切割后形成的新魚頂有不同程度的形變（喇叭口狀，見圖1），通常切割后需要修魚頂再進(jìn)行打撈作業(yè)；鎂粉切割切割后新魚頂外觀無形變（見圖2）可直接打撈處理，相比較而言鎂粉切割時(shí)效更高。

圖1 切割彈爆炸切割后油管本體（輕微喇叭口狀）

圖2 鎂粉切割(本體無形變)

2.1 鎂粉切割工具工作原理

在地面裝配好RCT切割工具，用電纜送達(dá)管內(nèi)預(yù)定位置，通過電纜傳輸額定電流到熱發(fā)生器，熱發(fā)生器內(nèi)的混合粉末燃燒，產(chǎn)生巨能，形成高熔化能等離子，并導(dǎo)致切割工具內(nèi)壓增加。一旦壓力超過井筒液柱壓力，切割工具噴嘴上的滑動(dòng)套筒就會(huì)下滑，使噴嘴暴露在井筒內(nèi)，高能等離子體通過噴嘴噴射離子，就象富含高溫和腐蝕物的原子微粒一樣射向切割區(qū)，對(duì)切割管柱實(shí)施切割。切割過程最快可在25μs內(nèi)完成。

2.2 鎂粉切割的優(yōu)勢(shì)

（1）RCT操作簡(jiǎn)捷，安全性能高，不受作業(yè)井深度限制，作業(yè)壓力大，溫度高。是深井超深井作業(yè)管柱最理想的內(nèi)切割工具。

（2）切割后的魚頭規(guī)則，無需修整，大大縮短事故處理時(shí)間。

（3）無爆炸性、環(huán)境危害性和特殊的裝載許可。

（4）與普通內(nèi)切割工具相比，不會(huì)因刀頭掉落而使事故進(jìn)一步復(fù)雜。

（5）切割管柱尺寸范圍廣。

在生產(chǎn)管串：2-7/8″油管內(nèi)，下入RCT尺寸：1.5″鎂粉切割彈，一次切割成功，魚頂為2-7/8″油管本體（切割剩余1.58m）。

3 套銑工具及施工參數(shù)

3.1 管柱結(jié)構(gòu)

?152mm～129mm銑鞋+?152mm～132mm套銑管+變扣(310×6″雙級(jí)T公)+雙公變扣311×331+?145mm撈杯×1只(330×331)+雙母變扣(330×210)+4-1/8″鉆鋌1根+變扣(211×310)+?147mm穩(wěn)定器(311×310)+變扣(311×210)+4-1/8″鉆鋌8根+2-7/8″DP+變扣+3-1/2″DP至井口。

3.2 套銑參數(shù)

重 量10～50kN,轉(zhuǎn) 速60～80r/min,壓 力7～10MPa,流量9L/s,密度1.03g/cm3,粘度45s。

3.3 套銑工具優(yōu)選

（1）第一趟套銑鞋。銑鞋類型選擇參照哈里伯頓套銑工（圖3），從內(nèi)部布齒、外部布齒、底部布齒和底部布齒形狀分為A-K共計(jì)11種，特殊設(shè)計(jì)中選擇“C”型作為第一趟套銑鞋。

圖3 銑鞋類型示意圖

（2）第二趟套銑鞋選用孕鑲石金剛石套銑鞋（見圖4）。

圖4 孕鑲金剛石套銑鞋

（3）打撈杯選擇加長(zhǎng)撈杯。加長(zhǎng)型LB140-L，長(zhǎng)度1143mm，在套銑過程中及套銑結(jié)束，進(jìn)行變換排量循環(huán)，進(jìn)行碎屑的收集入杯。

4 典型案例總結(jié)分析

塔里木油田某井套銑打撈施工：在處理工藝上用鎂粉切割替換了常規(guī)的爆炸切割，節(jié)省1趟鉆；用高效套銑工藝取代了常規(guī)的封隔器磨銑工藝，降低了現(xiàn)場(chǎng)施工的卡鉆風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)提高了封隔器的磨銑效率，比常規(guī)磨銑作業(yè)至少節(jié)省2～3趟鉆。通過對(duì)施工方案中的工藝優(yōu)化，大大提高了時(shí)效?，F(xiàn)場(chǎng)施工情況如下所述。

4.1 井下事故簡(jiǎn)況

該井進(jìn)行電纜鎂粉切割，自封隔器上部切割開；套銑打撈MFT封隔器及處理下部管串（見圖5）。

圖5 井身結(jié)構(gòu)示意圖

4.2 施工作業(yè)情況

第1趟套銑管柱結(jié)構(gòu)：?152mm～?129mm銑鞋+?152mm～?132mm套銑管+變扣(310×6″雙級(jí)T公)+雙公變扣311×331+?145mm撈杯×1只(330×331)+雙母變扣(330×210)+4-1/8″鉆鋌1根+變扣(211×310)+?147mm穩(wěn)定器(311×310)+變扣(311×210)+4-1/8″鉆鋌8根+2-7/8″DP+變扣+3-1/2″DP。

套銑施工參數(shù),重量1～3t,轉(zhuǎn)速60～80r/min,壓力7～10MPa,流量9L/s,密度1.03g/cm3,粘度45s,套銑井段5662.05～5674.75m,累計(jì)進(jìn)尺12.70m,出口返出少量油泥及鐵屑,其中在H5674.75m套銑無進(jìn)尺后循環(huán)，起鉆。

第2趟鉆：套銑管柱結(jié)構(gòu)：?153mm～?126mm金剛石銑鞋+變扣+?153mm～?132mm套銑管+變扣(310×6″雙級(jí)T公)+雙公變扣311×331+?145mm撈杯×1只(330×331)+雙母變扣(330×210)+4-1/8″鉆鋌1根+變扣(211×310)+?147mm穩(wěn)定器(311×310)+變扣(311×210)+4-1/8″鉆鋌11根+2-7/8″DP+變扣+3-1/2″DP。

套銑參數(shù)，重量2～4t,轉(zhuǎn)速60～80r/min,壓力7～10MPa,流量9L/s,密度1.03g/cm3,粘度45s,套銑井段5673.42～5676.24m放空,累計(jì)進(jìn)尺2.77m,出口返出少量鐵屑及封隔器膠皮,套銑期間常有憋卡,上提活動(dòng)管柱最大掛卡5～15t；下探至5682.56m遇阻2t,復(fù)探三次位置不變（放空6.32m），起鉆銑管內(nèi)帶出7″MFT封隔器及下部管柱，撈杯內(nèi)帶出光纖殘?bào)w及卡瓦殘?bào)w4kg。

4.3 套銑總結(jié)

首先MFT封隔器為哈里伯頓的偏心過電纜封隔器，封隔器上部有雙根光纜（單根長(zhǎng)度21.63m）。套銑解封則需要套銑掉位于隔器下部的整體式上下卡瓦，套銑難度大。

成功套銑的關(guān)鍵是選用高強(qiáng)度的套銑鞋及孕鑲金剛石套銑鞋，順利完成封隔器鋼體及整體卡瓦的套銑；選用加長(zhǎng)撈杯，套銑產(chǎn)生的大尺寸碎屑及卡瓦牙碎片被成功收入撈杯，避免卡鉆事故。

套銑參數(shù)的及時(shí)調(diào)整，現(xiàn)場(chǎng)精心施工，依據(jù)套銑深度、返出物分析及時(shí)掌握套銑鞋的位置及工作狀態(tài)，通過短起下分析泵壓造成的鉆壓損失（托壓），實(shí)時(shí)調(diào)整鉆壓，保證套銑時(shí)效。順利完成該井的套銑打撈任務(wù)。

5 總結(jié)與建議

（1）更好的切割工藝。鎂粉切割工藝成功對(duì)封隔器上部油管進(jìn)行切割，后直接套銑封隔器打撈，相比于常規(guī)爆炸切割及鉆磨磨銑工藝更高效。無形變的切割工藝與高效的套銑磨銑工藝針對(duì)超深井高溫高壓封隔器處理更加簡(jiǎn)單高效。

（2）磨銑材料合理運(yùn)用。YD合金套銑鞋針對(duì)硬度較低對(duì)象（封隔器上部的鎧甲光纜及封隔器鋼體）有比較好的套銑效率；金剛石套銑鞋針對(duì)高硬度對(duì)象（一體式卡瓦等）有更好的套銑效果，相對(duì)YD合金有更好的耐研磨性，充分利用材料的不同特性達(dá)到更好的使用效果。

（3）影響磨銑效率的兩大因素：磨銑材料及碎屑收集。加長(zhǎng)打撈杯的使用，可以有效收集套銑產(chǎn)生的碎屑及卡瓦碎塊，預(yù)防卡鉆事故。

（4）合理的管柱設(shè)計(jì)可以降低處理難度。建議在生產(chǎn)完井管柱的設(shè)計(jì)時(shí)，鎧甲光纜的熔斷點(diǎn)距離封隔器在1m以內(nèi)，減少套銑難度，同時(shí)完井管柱內(nèi)徑符合鎂粉切割的通徑要求，保證切割彈在定位切割。