第二章 油水井井筒大修作业.ppt
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1、第二章 油水井井筒大修作业,目 录第一节 打捞作业第二节 解卡作业第三节 油水井封窜技术第四节 套管整形技术第五节 套管补接与取套换套技术第六节 套管补贴新工艺第七节 侧钻工艺技术,第一节 打捞作业 在油水井生产过程中,由于各种原因经常引起井下落物。各种井下落物在很大程度上影响着油水井的正常生产,严重时可造成油水井停产。因此,需要针对不同类型的井下落物,采取相应的打捞工具,捞出井下落物,恢复油水井的正常生产。,2.1.1、打捞作业的分类 2.1.1.1、按落物种类进行划分 1)、管类落物打捞,如油管、钻杆、封隔器、工具等。2)、杆类落物打捞,如断脱的抽油杆、测试仪器、抽汲加重杆等。3)、绳类落
2、物打捞,如录井钢丝、电缆等。4)、小件落物打捞,如铅锤、刮蜡片、取样器、阀球、牙轮等。,2.1.1.2、按打捞作业的难易程度划分 这是现场上按照工程处理难易程度进行分类的一种方法,分为简单打捞和复杂打捞两种。2.1.2、常用的打捞工具 在长期的打捞实践中,人们根据不同类型的井下落物,设计出了许多相应的打捞工具。2.1.2.1、管类落物打捞工具 常用来打捞管类落物的工具有:公锥、母锥、滑块卡瓦打捞矛、接箍捞矛、可退式打捞矛、可退式打捞筒、开窗打捞筒等。,2.1.2.2、杆类落物打捞工具 常用工具:有抽油杆打捞筒、组合式抽油杆打捞筒、活页式捞筒、三球打捞器、摆动式打捞器、测试井仪器打捞筒等。2.1
3、.2.3、绳类落物打捞工具 常用工具有:内钩、外钩、内外组合钩、老虎嘴等。2.1.2.4、小件落物打捞工具 常用工具有:一把抓、反循环打捞篮、磁力打捞器等。2.1.2.5、辅助打捞工具 常用的辅助打捞工具有:铅模、各种磨铣工具(平底磨鞋、凹底磨鞋、领眼磨鞋、梨形磨鞋、柱形磨鞋、内铣鞋、外齿铣鞋、裙边鞋、套铣鞋等)、各钟震击器(上击器、下击器、加速器和地面下击器等)、安全接头和各种井下切割工具等。,2.1.2.6、大修常用钻具和井口工具 大修常用的钻具有:23正反扣钻杆、34钻铤、23方钻杆。常用的井口工具有:轻便水龙头、液压钳、吊钳、安全卡瓦、各种规格的活门吊卡、井口卡瓦、方钻杆补心、钻铤提升
4、短节、接头等。2.1.2.7、倒扣工具和钻具组合 常规打捞施工时常用倒扣工具有:倒扣器、倒扣捞矛、倒扣捞筒、倒扣安全接头、倒扣下击器。常用的钻具组合有两种(自下而上):1)、倒扣捞筒(倒扣捞矛)+倒扣安全接头+倒扣下击器+倒扣器+正扣钻杆(油管)。2)、倒扣捞筒(倒扣捞矛)+倒扣安全接头+反扣钻杆。,2.1.3、井下落物打捞2.1.3.1、打捞的基本原则 2.1.3.2、铅摸打印的要求 2.1.3.3、管类落物打捞 1)、打捞施工前应考虑的几个问题(1)、落实井况(2)、制定打捞方案(3)、选择下井工具 2)、打捞管柱组合打捞管类落物时,现场常用的打捞管柱组合如下(自上而下):钻杆(油管)+上
5、击器+安全接头+打捞工具。,3)、打捞步骤(1)、下铅模打印,以便分析井下鱼顶形态、位置。(2)、根据印痕分析井下情况及套管环形空间的大小,选择合适的打捞工具。(3)、按操作程序下打捞工具进行打捞。(4)、捞住落物后即可活动上提。当负荷正常后,可适当加快起钻速度。,2.1.3.4、杆类落物打捞1)、杆类落物打捞的类型 抽油杆断脱有两种情况:一种是断脱在油管内;另一种是断脱在套管内。2)、打捞杆类落物常用的钻具组合有(1)、在油管内打捞:(a)、抽油杆对扣杆柱。(b)、抽油杆捞筒打捞管柱。(c)、活页式捞筒+钻杆(油管)。(2)、在套管内打捞:(a)、活页式捞筒+钻杆(油管)。(b)、三球打捞器
6、+钻杆(油管)。(c)、钢丝打捞筒+钻杆(油管)。(d)、摆动式打捞器+钻杆(油管)。,2.1.3.5、小件落物打捞 在修井工作中经常碰到螺丝、钢球、钳牙、牙轮、撬杠等小物件落井,这会给井下作业带来一定困难。打捞这些落物时,要根据落鱼的大小、形状选择合适的工具。必要时还要根据具体情况设计、创造出相适应的工具,设计的打捞工具必须具备易捞、足够的强度、结构简单、操作方便等特点。打捞小件落物时的钻具组合(自鱼顶向上)为:打捞工具+钻杆(油管)。根据所使用的打捞工具不同可分为:反循环打捞篮打捞管柱、一把抓打捞管柱、磁力打捞器打捞管柱。,2.1.3.6、绳类落物打捞 绳类落物主要有录井钢丝和电缆。现场常
7、用的钻具组合(自鱼顶向上)为:打捞工具+钻杆(油管)。2.1.3.7、磨(套)铣施工时应注意的问题1)、磨铣施工时应注意的问题2)、套铣解卡施工中应注意的问题2.1.4、如何防止井下落物预防井下落物应从以下几个方面加强管理:(1)、下井的工具、钻具必须认真、严格地检查,并测绘草图留查。对不合格、有怀疑的工具、钻具严禁下井。(2)、严格按照操作规程施工,情况不明时切忌施工。(3)、注意施工过程中的情况变化,及时总结、分析,及时调整施工方案,以免造成事故。,(4)、起下钻时须安装自封封井器,井内无钻具时,应将井口加盖或密封。(5)、在井口操作时,使用的工具、用具应清理记录。施工结束后要逐一检查,发
8、现丢失的工具、用具应特别登记、上报。(6)、不允许随便往油管后钻杆内存放任何东西,下钻时要逐根通径,以防管内存物掉入井中。2.1.5、资料录取 第一节完,第二节 解卡作业,卡钻的概念及类型 卡钻是指油水井在生产、作业过程中,由于操作不当或某种原因造成的井下管柱或井下工具在井下被卡住,按正常方式不能上提的一种井下事故。卡钻事故按其形成的原因分为以下几种类型:(1)、油水井生产过程中造成的油管或井下工具被卡,如砂卡、蜡卡等。(2)、井下作业不当造成的卡钻,如落物卡、水泥(凝固)卡、套管卡等。(3)、井下下入了设计不当或制造质量差的井下工具造成的卡钻,如封隔器不能正常解封造成的卡钻。,2.2.1、卡
9、钻事故的原因与预防2.2.1.1、砂卡事故的原因及预防1)、砂卡的原因2)、砂卡的预防 2.2.1.2、水泥卡钻的原因及预防1)、水泥卡钻的原因2)、预防水泥卡钻的措施 2.2.1.3、落物卡钻的原因及预防1)、造成落物卡钻的原因2)、预防落物卡钻 2.2.1.4、套管卡钻的原因及预防1)、套管卡钻的原因2)、套管卡钻的预防,2.2.2、卡钻事故的处理2.2.2.1、测卡 在现场,测卡方法一般就是利用原井下管柱测定其受某一上提拉力时的伸长量,来计算出卡点位置。另外,也可以用测卡仪进行测定。1)、测卡仪的结构和技术参数 测卡仪如图21所示。2)、测卡仪的工作原理3)、测卡仪的使用方法和注意事项,
10、图2-1 测卡仪,2.2.2.2、爆炸松扣1)、爆炸松口的操作(1)、测卡后,先将管柱上紧,将测卡仪的爆炸杆对正卡点以上管柱的第一个接箍处。(2)、按330m转动四分之三圈的经验数据反向旋转管柱(大直径的钻杆或套管,一般每320m转二分之一圈;卡点距地面较近时,转的圈数减少一点)。(3)、用高压电(440V),低电流(1.5A)的直流电源引爆,倒扣解卡。(4)、爆炸松扣成功的典型显示:从仪器上看出断路、扭矩表读数值下降、井口钻具及卡瓦震动。点火后,立即上提测卡仪约30m,静止510min后,再起仪器,防止仪器、加重杆外壳快速冷却淬火折断,卡住甚至切断仪器。先慢速活动上提,待摩阻力正常后,再逐渐
11、提高速度。,2)、倒扣 找出卡点准确位置,进行倒扣作业。如果落鱼顶部被砂所埋,应先进行冲砂作业,将砂清除之后,再进行倒扣。常用倒扣工具有反扣钻杆配合相应的反扣打捞工具(如公母锥、打捞矛、安全接头等)。,2.2.2.3、切割 当不能采用倒扣的方法从井筒内取出管柱时,需采用切割技术将欲取管柱取出。切割工具主要有内割刀、外割刀、聚能割刀和化学喷射割刀。1)、内割刀 内割刀按结构原理的不同,可分为机械式内割刀和水力式内割刀两种。机械式内割刀其结构主要由刀体、心轴、卡瓦等部件组成,如图22所示。其工作原理是:当卡瓦在预定井下深度坐牢时,支撑点和刀片之间距离非常短,可以避免割刀在井下切割套管时刀体弯曲,刀
12、片震碎。割刀在下井过程中,可以根据需要收缩刀片到刀架内,也可以在某一预定深度重新打开,几分钟内把欲替换的损坏套管割断。,钻具组合为:(a)、鱼顶在井口时,找箍器+内割刀+下击器+钻杆。(b)、鱼顶在井下时,找箍器+内割刀+下击器+小钻杆+打捞矛+扶正器+钻杆。钻压:0.5t。转速:2040r/min。排量:停泵切割或小排量切割。,水力式内割刀结构如图23所示。主要由刀体、活塞、锥体和下接头组成。其刀片主要靠泵压均匀地向外张开。当切割泵压卸掉,刀片就缩回到原来的位置,以便顺利起下,这就是此工具的基本作用原理。2.5.1.2、外割刀 当欲切割的损坏套管内下不进内割刀,就必须使用相应尺寸的外割刀切割
13、套管。外割刀根据其作用原理可分为机械式(如图24)和水力式(如图25)两种。其作用原理基本与内割刀相同。外割刀可以在套管的任意深度进行切割。无需借助于接箍或台阶就能张开刀片。它可以套在欲切割的套管上旋转而没有跳钻的危险。使用外割刀时,特别是当切割水泥固井的套管时,必须先将套管外水泥环磨铣掉才进行切割。,机械外割刀钻具配合与主要参数:钻具配合:外割刀+套铣管+钻杆。钻压:提断剪切销钉后无需加压,由主弹簧自动给压。转速:2040r/min。排量:停泵切割,或小排量切割。,割刀,图2-4 机械式外割刀,图2-5 水力式外割刀,2.5.1.3、聚能割刀 当遇有无法使用机械倒扣、爆炸切割或机械割刀切割损
14、坏的套管时,可以采用聚能割刀切割套管,聚能割刀主要由电缆、接头、磁定位器、加重杆、引爆室、扶正器、导爆索和聚能火药组成,其结构如图26所示。根据聚能原理,当火药引爆后,在高温高压下高压气流喷出将套管割断。如果外面还有一层套管的话,也可能对该层套管造成某种程度的损坏。现有的聚能喷射割刀可切割直径为340mm(13)的套管。,2.5.1.4、化学喷射割刀 化学喷射割刀主要由电缆、接头、磁定位器及加重杆、火药室、扶正器、氟气室、液氢室和喷射孔组成,其结构如图27所示。化学喷射割刀的工作原理是:由于燃烧室装有固体燃料,当引燃后高压气体推动活塞使三个爪向外扩张并与管壁接触,起扶正固定作用。在高压气体推动
15、活塞的同时,气体经活塞中间孔眼推动惰性气体室内的氟气下行将垫片压裂,氟气与液氢室内的液氢混合形成高温高压气体(压力为69MPa,温度为560),将紫铜垫击穿经过聚能室周向小孔喷出,即可将管柱割断。,电缆,2.2.2.4、解卡1)、砂卡的解除方法 凡是由于井内砂子造成的卡管柱或工具事故,统称为砂卡事故,简称为砂卡。(1)、大力提拉活动解卡。(2)、憋压恢复循环法解卡。(3)、诱喷法解卡。(4)、长期悬掉解卡。(5)、冲管解卡。(6)、震动解卡。,2)、水泥卡钻解除方法 水泥卡钻的处理可分为两种情况:一种是能够开泵循环的;另一种是憋泵开不了泵的。对可开泵循环的,可用浓度为15%的盐酸进行循环,破坏
16、水泥环进行解卡。对开不了泵的情况,则采用如下办法解卡:(1)、倒扣套铣法(2)、喷钻法(3)、磨铣法,3)、解除落物卡钻 处理落物卡钻,切忌大力上提,以防卡死。一般处理方法有两种:若被卡管柱可转动,可以轻提慢转管柱,有可能挤碎或者拔落落物,使井下管柱解卡;若轻提慢转处理不了,或者管柱转不动,可用壁钩拔正捞出落物以达到解卡的目的。4)、解除套管卡钻套管卡钻通常分为变形卡、破裂卡、错断卡。不论处理那种形式的卡钻,都要将卡点以上的管柱取出,修好了套管,卡钻也就解除了。,5)、封隔器的卡瓦卡钻 解除封隔器的卡瓦卡钻可用大力上提解卡和正转管柱的方法。具体的做法是在钻具设备允许范围内进行大力上提和下放,必
17、要时可将封隔器卡瓦拉断,然后把余下的部分打捞出来,实现解卡。若活动法不行,则把封隔器以上的油管倒出来,再下钻杆带公锥打捞,然后正转钻具上提解卡。封隔器卡瓦卡钻,还可以用震击器震击解卡。具体做法是把封隔器以上的油管倒出,用钻杆下带震击器、加速器、安全接头、打捞工具的组合钻具,进行打捞封隔器,捞到后使用震击器解卡。2.2.3、资料录取 第二节完,第三节 油水井封窜技术 在多油层油田的开发过程中,由于各油层的层间差异而需要进行分层作业。但是由于固井及地层结构等因素的影响,常常会造成部分油水井的层间和管外窜通,从而使各种井下分层作业无法实现,严重地影响到油田的开发速度和采收率。因此,要进行油水井封窜作
18、业。油水井窜通的类型有两种:一种是地层窜通;另一种是管外窜通。,2.3.1、油水井窜通的原因 1)、地层窜通的原因 地层窜通主要原因是由于地层裂缝造成的。由于地层中存在着多种形式的天然裂缝,从而造成单口井地层,甚至多口井间地层窜通。2)、管外窜通的原因 管外窜通是指套管和水泥环与井壁之间的窜通。管外窜通大致由以下原因造成:(1)、固井质量差引起窜通。(2)、射孔时震动太大,在靠近套管壁处的水泥环被震裂,形成窜通。(3)、管理措施不当引起窜通。(4)、分层作业引起窜通。(5)、套管腐蚀造成窜通。,2.3.2、找窜的方法2.3.2.1、声幅测井找窜 因为声波幅度的衰减,反比于套管的厚度,正比于水泥
19、的密度。也就是说,套管越薄,水泥越致密,声波幅度的衰减就越大。因此利用声波测井这一原理,就可以检查套管外水泥环的固结情况及水泥面的上返高度。当水泥环完好时,声波曲线呈低幅度,相反时,声波曲线呈高幅度。声波测井的解释根据声波幅度的高低,将管外水泥胶结的情况分成好、较好、差、无水泥四级。,2.3.2.2、同位素找窜 同位素找窜的原理:利用往地层内挤入含放射性的液体而取得放射性曲线,与油井的自然放射性曲线作对比,来鉴别地层的窜通情况。2.3.2.3、封隔器找窜 1)、低压井找窜 将封隔器下至预定位置后,先测井口溢流量,再循环洗井,投球;当压力起来以后,测定返出液量。如返出量小于或等于溢流量时,则证明
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