油水井倒扣打捞技术.docx

倒扣打捞的认识及体会随着油田开发的不断深入，油水井数量与日俱增，报废延迟，井筒条件日益恶化，由于套管变形、结垢、及本身管柱中大直径工具解封机构失效、环空 落物、压裂措施不当等原因造成的管柱遇卡现象时有发生在活动、震击解卡 无效的情况下，由于未引入油管内切害0、爆炸切割等先进工艺，倒扣提出卡点 以上油管就成了管柱解卡所必经的途径，其效率的高低直接影响大修周期和大 修成本本文从倒扣作业的程序入手，结合以往大修施工中倒扣的成功范例， 分析影响倒扣作业效率的因素，总结倒扣作业经验，为以后类似倒扣作业提供 借鉴表1 2007年江苏油田大修工作情况表井号大修原因大修方式倒扣周期d总周期d倒扣周期比例管5磨桥塞磨铣闵 4-12膨胀管补贴正常补贴闵20-15雷雨冲砂遇卡倒扣活动6150.40闵20-24水井管柱遇卡活动解卡闵35水井管柱遇卡倒扣活动6130.46天83桥塞管柱遇卡倒扣震击19310.61从表中可以看出：除管5和闵4-12井外，其余4 口井均为管柱遇卡井， 其中3井采用了倒扣作业，而倒扣作业周期占大修总周期高达50%，因而倒扣 作业效率直接决定了大修工作的效率和效益二、倒扣作业的基本程序：1、用试提方法确定卡点深度：一般是用公式法或经验法，其理论依据是在弹 性限度(钢材发生永久形变的拉力极限)范围内卡点以上遇卡管柱总伸长量与 外力作用遵守虎克定理T = S*X (1)类似于弹簧，其弹性系数S与卡点以上管柱长度成反比，与管柱环截面和钢材 弹性模量成正比S=E*F/H (2)对于固定尺寸和材料的油管来说E*F =常数 K (3)依据式(1)、式(2)、式(3)易得H=E*F*X/T=K*X/T (4)估计卡点以上管柱悬重并附加30KN拉力作为基准拉力T0,多次试提(每次 增加50KN)后计算有效拉力T=(T1+T2+T3+_Tn-N*T0) /NX=(X1+X2+X3+_Xn) /n然后依据式(4)求出卡点深度H=K*X/T (5)T：有效拉力S：弹性系数 X：管柱伸长量E：弹性模量F：油管环截 面积K测卡系数2、使用倒扣类工具打捞成功后，上提倒扣负荷T =T +TD 0 XT：打捞管柱原悬重 T：倒扣时上提的负荷 T：卡点以上落鱼在静液0 D X中的悬重(井斜大时需附加摩擦力)。

设井筒液相对密度为0.9 (介于油水之间)，井筒全满，易求得常用油管(0 73mm、0 89mm)在液体中单位长度悬重为Q =Q* (7.8-0.9) /7.8 = 80.9KN/1000m Q =116.8KN/1000m73 0 89Q ：0 73mm油管在静液中的单位长度悬重Q : 0 89mm油管在静液中的单位73 89长度悬重Q :油管在空气中的单位长度悬重0油管直径空气中重量KN/1000m液体相对密度钢材相对密度静液中悬重KN/1000m73mm91.50.87.882.1273mm91.50.97.880.9473mm91.517.879.7789mm1320.87.8118. 4689mm1320.97.8116.7789mm13217.8115.083、倒扣至落鱼脱扣，预估捞获管柱:T =T —TZ再依据T =Q*H+T估算捞获油管的长度，提出打捞管柱即可检查打捞效果Z FT：拉力增值T：倒扣后上提悬重Q：静液中单位长度管材重量H：捞获Z油管的长度T摩擦力F三、影响倒扣作业效率的因素:1、卡点测算： H=K *X/T = E *F* X/T经验法中一般 K = 245000 KN/1000m K = 375000 KN/1000m73 89K钻= 380000 KN/1000m 而经认真计算，取E = 2.1 *104 KN/cm2发现除 73①73mm油管经验K值基本正确外，0 89mm油管和①73mm钻杆K值误差较大， 针对①89mm油管，引用经验值375000求取的卡点深度偏大，因而倒扣时附加 拉力将会加大，易导致倒扣打捞时落鱼从上部开扣，打捞效率低下。

表3 常见油管尺寸及K值对比表：管材名称外径cm内径cmEKN/cm2经验值kKN计算值k1KN1 k -k I /k1 173mm平式油管7.36.221000245000244926.990.03%89mm平式油管8.97.621000375000353603.256.05%73mm外加厚钻杆7.35.421000380000397783.054.47%2、浮力影响:由于落鱼在井内受浮力作用，而井筒液面高度与液体密度无法准确得出，所以 在考虑浮力时，一般选取液体相对密度为P (0.85-1.0),因大修液柱受地层 静压作用，一般在井口附近，故液面高低不予考虑，因而计算出落鱼在井筒液 中单位长度悬重为Q=Q0* (7.8-P) /7.8当井筒液性不确定时P取0.85-1.0, —般取0.9 (考虑井筒液面不满及油水混 合)3、摩擦力影响：如图是简化了的管柱在井内上行时受摩擦力的示意图 取油管套管摩擦系数u为0.4,假设直井段为管柱全长 的一半，摩擦力F与正压力N成正比，而正压力与斜 井段钻柱悬重G及井斜a关系为N=G*sin a，故摩擦 力与井斜a以及管柱在静液中的悬重Q关系为F = 0.5 *Q* sin a * u=0.2Q *sin a经计算，当井斜小于15度时，摩擦力为卡点以上斜井 段落鱼在井筒液中悬重的5%,可以忽略不计。

当井斜达30度时，摩擦力将达到10%,应予以考虑，否则会造成上提有效拉力太小，中和点上移，有效拉力和扭矩难以传递到预期深度，从落鱼顶端倒开，影响倒扣效率当摩擦系数取u = 0.4时表4 井斜及摩擦力占斜井段管柱悬重比例表井斜a:度usin a0.5 *u* sin a100.40.170.035150.40.260.052200.40.340.068300.40.500.100400.40.640.129500.40.770.153600.40.870.1734、其它因素的影响：A、 油管丝扣连接强度：由于油管丝扣硬化处理不好、液压动力钳转速快、扭 矩大，油管上扣斜扣时不易发现，形成丝扣粘连，类似于摩擦焊，其丝扣连接 强度远超正常连接的丝扣，能承受更大的扭矩，当其处于中和点时，落鱼只能 在上部薄弱连接的丝扣处开扣，降低倒扣打捞效率B、 部分遇卡管柱在转大修前经小修作业，因首次倒扣不成功（倒出油管数量 少），后重新对扣倒扣，反复多次后造成落鱼多级松扣，给倒扣负荷的把握以 及倒扣工作本身带来难度，降低了工作效率C、 部分操作人员倒扣时，不考虑井斜大小，一律附加30KN摩擦力，对于井斜 较大、鱼顶较浅的井影响不大，但对于井斜较小、鱼顶较深的井将使卡点受到 拉力作用，不易从卡点附近倒开。

四、针对以上因素采取的应对措施：1、在测算卡点时，认真分析设计，估计遇卡位置，使上提基准拉力更接近卡 点以上管柱悬重（略高），每次试提时采用低档小油门，使使管柱匀速缓慢上 行，从而测算的卡点更准确2、充分考虑井斜影响：在确定了卡点和鱼顶深度后，倒扣的效率与附加的有 效拉力密切相关我们发现本井为直井，于是我们倒扣提附加有效拉力时，直接不考虑管柱 摩擦力，只考虑落鱼在静水中的悬重，按80KN/1000m提附加拉力，仅3次就 倒扣捞完了封隔器以上①73mm油管129根在大斜度井大修时，我们采取了 先将中和点预设在造斜点附近，直接附加造斜点以上油管在静液中的悬重 180KN，结果捞获①73mm油管121根，然后再考虑造斜点以下摩擦力作用，另 外附加20-50KN摩擦力，结果每次捞获油管在10根左右，其中一次捞获油管 72根，使该井的大修工作取得突破性进展3、考虑浮力：大修施工时，我们对液面深度和液体性质进行了认真分析，对 液面以上油管倒扣附加拉力选取油管在空气中的重量，液面以下油管倒扣附加 拉力选取油管在静液中的悬重我们发现井内液面深度约400m，于是我们倒扣时提附加拉力400m以上 按91.5KN/1000m选取，液面以下油管按79.8KN/1000m选取，结果仅用4次就倒扣捞完封隔器以上①73mm油管1580m。

五、几点认识与体会：通过以上分析，得到以下几点认识与体会：1、 卡点测算时，采用试提方法，基准拉力必须大于卡点以上管柱在静液中的 悬重，使卡点受到较小的拉力，测出的卡点才能更准确K值选取时，73mm 平式油管为245000KN，89mm油管为354000KN，否则会有较大误差2、 充分考虑浮力，若无法准确了解液面液性，则管柱在静液中的悬重73mm 平式油管选取80KN/1000m,89mm平式油管选取115KN/1000m为宜，不宜过大3、 经验表明，当卡点受到拉力时，倒扣易从被捞落鱼顶端开扣，因此对于鱼 顶较浅、卡点较深的井倒扣打捞时附加拉力应取小不取大4、 大斜度井段倒扣打捞不完全吻合中和点理论，倒扣负荷不易控制，效率较 低，但从以往经验来看，附加拉力中增加20-40KN额外力用以克服摩擦力，效 果明显5、 倒扣作业应一次完成，反复倒扣或在一次倒扣中多次改变倒扣附加拉力， 易造成落鱼多级松扣。