洪秀玫 王騰飛 汪春

中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司 天津 300450

深水修井作業(yè)也稱深水干預(yù)作業(yè)，是指由于井下故障特殊原因或出于油井管理需要及時(shí)處理而進(jìn)行的計(jì)劃外油氣井作業(yè)，通常一些外國公司將投產(chǎn)后的油氣井小型作業(yè)也列為修井作業(yè)范疇進(jìn)行管理[1-3]。隨著我國深水油氣田大規(guī)模開發(fā)步伐的不斷加快，水下生產(chǎn)系統(tǒng)開發(fā)模式所需的不動(dòng)管柱過油管修井作業(yè)不可避免，而采用鉆井船進(jìn)行深水修井作業(yè)成本高昂[4-5]，國外提出輕型修井的概念：即利用多功能工程船，使用修井隔水管、不需起下生產(chǎn)管柱進(jìn)行的修井作業(yè)，如圖1所示。

圖1 深水輕型修井作業(yè)示意圖

過油管連續(xù)油管沖砂解堵就是一種典型的輕型修井技術(shù)，用連續(xù)油管在帶壓狀態(tài)下從油管內(nèi)連續(xù)向下沖洗，將井下沉砂從井筒內(nèi)沖洗攜帶到地面[6]，在連續(xù)油管底部連接特制的液壓噴射工具串，即可滿足不動(dòng)管柱沖砂、洗井作業(yè)要求。

1 過油管正循環(huán)沖砂工藝管柱及配套工具

正循環(huán)沖砂作業(yè)管柱可在井筒底部產(chǎn)生高速水力射流，一方面利用高速旋流改變流場形態(tài)，提高清砂返砂效果；另一方面利用射流沖擊力破壞砂體膠結(jié)，清除管壁污垢。工作排量一般在200～400L/min之間，具體工作排量可根據(jù)出砂粒徑進(jìn)行測算。根據(jù)海上深水氣田生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)正循環(huán)沖砂工藝管柱為：連續(xù)油管+連續(xù)油管連接器+單流閥+丟手工具+扶正器+旋轉(zhuǎn)噴頭。

1）旋轉(zhuǎn)沖砂噴頭

旋轉(zhuǎn)沖砂噴頭位于工藝管柱的最下端（見圖2），連續(xù)油管泵站泵出的流體流經(jīng)沖洗噴頭，旋轉(zhuǎn)沖砂噴頭主要由3部分構(gòu)成，分別是上接頭、旋轉(zhuǎn)套和下引堵（見圖3），其中旋轉(zhuǎn)套上裝有射流噴嘴，沿工具軸向上下各有4個(gè)大小相同的噴嘴，用于清掃管柱內(nèi)沿程沉砂及內(nèi)壁污垢，沿工具切向?qū)ΨQ安裝2個(gè)噴嘴，為旋轉(zhuǎn)套旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，沖洗液流經(jīng)噴嘴時(shí)，壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，高速?zèng)_擊生產(chǎn)管柱內(nèi)壁，將管壁垢層沖擊破壞，并利用高速旋流形成的湍流，攜帶管內(nèi)沉砂，清洗雜質(zhì)上返至井口，實(shí)現(xiàn)高效沖砂目的。

圖2 正循環(huán)沖砂工藝管柱

圖3 旋轉(zhuǎn)沖砂噴頭

2）多角度沖砂噴頭

根據(jù)作業(yè)需要，也可選取多角度沖洗噴頭，主要包括單通道直沖噴頭、單通道側(cè)沖噴頭、多通道上沖噴頭、多通道下沖噴頭、多通道直沖噴頭和可切換通道噴頭（見圖4）。

圖4 多角度沖砂噴頭

3）單流閥

采用雙閥板單流閥（見圖5），該工具可提供雙保險(xiǎn)以防止液體反流至連續(xù)油管內(nèi)部。在作業(yè)中，投球和其他投射物均可順利通過閥體，此工具的優(yōu)點(diǎn)是維修快捷、易于筒芯的更換。

圖5 雙閥板單流閥

4）丟手工具

選用投球式丟手工具（見圖6），投球至活塞座，連續(xù)油管打壓剪斷剪切銷釘。銷釘剪切后活塞移至脫手位置起出丟手工具的上半部分，在井中的部分留有打撈魚徑。

圖6 丟手工具

2 過油管局部反循環(huán)沖砂工藝管柱及配套工具

針對海上深水氣田生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)局部反循環(huán)沖砂工藝管柱（見圖7）為：連續(xù)油管+連續(xù)油管連接器+丟手工具+分流封隔器+雙層油管+橋式分流總成+旋轉(zhuǎn)噴頭。

圖7 反循環(huán)沖砂工藝管柱

1）分流封隔器

分流封隔器是連接在局部反循環(huán)沖砂管柱上，其主要作用是封隔管柱與原井油管之間的環(huán)空，從而實(shí)現(xiàn)沖砂局部反循環(huán)的作用。分流封隔器采用雙向皮碗組合的方式（見圖8），無需機(jī)械或液壓坐封，工具下入后即可與原井油管之間形成密封，可承受上下兩個(gè)方向的壓差，替代了常規(guī)的井下封隔器，降低了作業(yè)難度。

圖8 分流封隔器

2）雙層油管

雙層管選用API現(xiàn)用油管進(jìn)行組合，其主要由內(nèi)管部分和外管部分組成（見圖9），內(nèi)管部分主要包括具有環(huán)空通道的內(nèi)管短接和與內(nèi)管短接連接的內(nèi)管，內(nèi)管外沿表面焊有扶正片，外管部分包括雙管接箍和外管。每一根雙層管都可作為一個(gè)獨(dú)立單元，2根或多根雙層管連接時(shí)內(nèi)管和外管通過密封件實(shí)現(xiàn)封隔，可實(shí)現(xiàn)管柱快速連接。

圖9 雙層油管

3）橋式分流總成

橋式分流總成是流道相互切換的關(guān)鍵工具，上部環(huán)空液流通過橋式分流總成后從下部中心管流出，返砂液從下部環(huán)空進(jìn)入，流至中心管從而返至地面。該工具上部與雙層油管直連接，下部與沖洗噴頭連接（見圖10）。

圖10 橋式分流總成

3 過油管沖砂基本作業(yè)程序

（1）工程船航行至目標(biāo)修井井位；

（2）回收水下采油樹樹帽；

（3）下入修井隔水管，坐下部修井隔水管總成（LWRP）至采油樹；

（4）下入連續(xù)油管，替修井隔水管內(nèi)為壓井液；

（5）鋼絲作業(yè)回收油管掛上下堵塞器；

（6）下入連續(xù)油管，替安全閥以上為壓井液&堵漏泥漿；

（7）開井下安全閥、壓井；

（8）連續(xù)油管井筒內(nèi)沖砂作業(yè)；

（9）出砂點(diǎn)封堵/過油管二次防砂；

（10）鋼絲作業(yè)投油管掛下、上堵塞器；

（11）起甩修井隔水管，安裝采油樹樹帽。

4 結(jié)論

（1） 為實(shí)現(xiàn)深水輕型修井過油管正循環(huán)沖砂作業(yè)，設(shè)計(jì)沖砂工藝管柱為：連續(xù)油管+連續(xù)油管連接器+單流閥+丟手工具+扶正器+旋轉(zhuǎn)噴頭。

（2） 為實(shí)現(xiàn)深水輕型修井過油管局部反循環(huán)沖砂作業(yè)，設(shè)計(jì)沖砂工藝管柱為：連續(xù)油管+連續(xù)油管連接器+丟手工具+分流封隔器+雙層油管+橋式分流總成+旋轉(zhuǎn)噴頭。

（3） 針對水下生產(chǎn)系統(tǒng)輕型修井設(shè)計(jì)過油管沖砂基本作業(yè)程序，可為我國南海現(xiàn)場深水輕型修井作業(yè)實(shí)施提供參考。