APR測(cè)試工具失效時(shí)的井控難題及處理措施

摘 要

摘要:APR測(cè)試工具廣泛應(yīng)用于深井完井作業(yè)過(guò)程中，但其失效的情況時(shí)有發(fā)生，影響測(cè)試、壓井等施工作業(yè)，并可能帶來(lái)較大的井控安全風(fēng)險(xiǎn)。為此，分析了APR測(cè)試工具失效后的井控難
    摘要:APR測(cè)試工具廣泛應(yīng)用于深井完井作業(yè)過(guò)程中，但其失效的情況時(shí)有發(fā)生，影響測(cè)試、壓井等施工作業(yè)，并可能帶來(lái)較大的井控安全風(fēng)險(xiǎn)。為此，分析了APR測(cè)試工具失效后的井控難題：沒(méi)有循環(huán)通道實(shí)施壓井作業(yè)、油管內(nèi)外壓井液的密度差造成環(huán)空壓力驟然上升、起管柱時(shí)可能因?yàn)榉飧羝魇湛s不完全發(fā)生抽汲作用、無(wú)法對(duì)循環(huán)通道口以下的流體進(jìn)行循環(huán)脫氣。并針對(duì)性地提出了采用穿孔法來(lái)建立循環(huán)通道，從控制油管內(nèi)外壓差、起管柱過(guò)程中的防噴要求、對(duì)無(wú)法循環(huán)的流體進(jìn)行脫氣處理等方面來(lái)制訂削減和控制井控風(fēng)險(xiǎn)的措施。最后還對(duì)井控工作提出了建議：應(yīng)保證APR測(cè)試工具出廠質(zhì)量、凈化井筒、采用穿孔法(而不用倒扣法)建立循環(huán)通道?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用結(jié)果證明，采用穿孔法建立循環(huán)通道處理這種井控難題及制定的風(fēng)險(xiǎn)控制措施是可行和安全的。
    關(guān)鍵詞:APR測(cè)試工具  失效  井控難題  處理措施
    APR測(cè)試工具廣泛應(yīng)用于深井完井作業(yè)過(guò)程中。APR測(cè)試工具測(cè)試是在測(cè)試管柱不動(dòng)的情況下，由環(huán)形空間壓力控制測(cè)試閥，實(shí)現(xiàn)多次開(kāi)關(guān)井，大大減少了壓井、起下管柱等作業(yè)工序，縮短了作業(yè)周期，降低了作業(yè)過(guò)程中的井控風(fēng)險(xiǎn)[1]。APR測(cè)試工具主要由OMNI閥、RDS循環(huán)閥、RD循環(huán)閥、電子壓力計(jì)托筒、RTTS安全接頭、RTTS封隔器等組成，它只適用于套管內(nèi)作業(yè)。然而因地質(zhì)情況復(fù)雜、地層溫度、地層壓力高、管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，APR測(cè)試工具失效的情況時(shí)有發(fā)生，這不僅導(dǎo)致施工無(wú)法正常進(jìn)行，而且可能誘發(fā)重大井控安全風(fēng)險(xiǎn)[2]。針對(duì)在處理APR測(cè)試工具失效過(guò)程中的井控難題，本文結(jié)合實(shí)例介紹了相應(yīng)的處理措施，為處理類(lèi)似問(wèn)題提供了重要參考。
1   APR測(cè)試工具失效時(shí)的井控難題
    APR測(cè)試工具失效是指在設(shè)計(jì)的壓力控制范圍內(nèi)、正確的操作程序下不能實(shí)現(xiàn)井下閥件的開(kāi)關(guān)，進(jìn)一步影響到測(cè)試、壓井等施工作業(yè)。失效原因是多方面的，如：閥件制造質(zhì)量、橡膠件受井底高溫的影響而老化或失效、井筒液體(如完井液或壓井液)產(chǎn)生沉淀、地層出砂等導(dǎo)致閥件不能正常工作。由此引發(fā)以下主要井控難題：
1.1不能建立循環(huán)通道，無(wú)法正常實(shí)施壓井
    由于APR測(cè)試工具井下閥件不能正常開(kāi)關(guān)，油管內(nèi)與油套環(huán)空之間不能建立循環(huán)通道，無(wú)法實(shí)施正常的壓井作業(yè)。
1.2建立循環(huán)通道時(shí)，管柱內(nèi)外壓差較大，容易造成失控而引發(fā)井噴
    在APR測(cè)試工具不能實(shí)現(xiàn)正常的開(kāi)關(guān)動(dòng)作來(lái)建立循環(huán)通道的情況下，可采用油管穿孔的方法建立循環(huán)通道，但在實(shí)施穿孔作業(yè)前，油管內(nèi)擠入(或替人)的是能平衡地層壓力的壓井液，而油套環(huán)空內(nèi)是保護(hù)套管的低密度完井液，兩者之間存在密度差，穿孔建立循環(huán)通道后油套環(huán)空壓力會(huì)迅速上升，而且連通口位置越深，它們之間形成的壓差就越大，所以如果控制壓力的措施不當(dāng)極易造成井噴。
1.3RTTS封隔器膠筒未收縮或收縮不完全，起管柱時(shí)可能因抽汲作用誘發(fā)溢流或井噴
    RTTS封隔器解封后，可能存在膠筒未收縮或收縮不完全的現(xiàn)象，因此在環(huán)空間隙較小的情況下起大直徑的測(cè)試管柱，勢(shì)必產(chǎn)生較大的抽汲作用，誘發(fā)溢流甚至井噴。
1.4通道口以下流體無(wú)法實(shí)現(xiàn)循環(huán)，氣浸流體隨同管柱上升。易形成溢流或井噴
    通道口以下流體因無(wú)法進(jìn)行循環(huán)，解封后在起管柱的過(guò)程中，這部分氣浸流體隨同管柱一起上升，因氣體膨脹或地層流體壓力的釋放，可能在起管柱的過(guò)程中發(fā)生溢流甚至井噴。
2   處理方法及井控技術(shù)措施
2.1采用穿孔法建立循環(huán)通道
    1)向油管內(nèi)擠入(或替人)能平衡地層壓力的壓井液。①若油管內(nèi)暢通，則用泵注車(chē)擠入壓井液，將油管內(nèi)的地層流體擠入地層；②若油管內(nèi)不暢通，則下連續(xù)油管替人壓井液，連續(xù)油管盡可能下得深些，以利于油管內(nèi)盡量多替人壓井液。
    2)按照APR測(cè)試工具操作程序，再次確認(rèn)是否可通過(guò)操作APR測(cè)試工具來(lái)建立循環(huán)通道。
    3)如果仍不能建立循環(huán)通道，則安裝電纜防噴器，并試壓合格。
    4)下穿孔彈至設(shè)計(jì)井深，并電測(cè)、校深。
    5)關(guān)閉套管閘門(mén)和電纜防噴器，點(diǎn)火，對(duì)油管實(shí)施穿孔，起出電纜。
    6)采取控制套壓的方式，從油管內(nèi)用壓井液替m油套環(huán)空間的完井液，循環(huán)壓井液至進(jìn)出口密度差不大于0.02g/cm3。
    7)敞井觀察，觀察時(shí)間不少于下一作業(yè)工序的時(shí)間總和。
    8)觀察無(wú)異常，循環(huán)不少于1.5倍井筒容積的壓井液后，再進(jìn)行拆換井口裝置、解封封隔器等下步作業(yè)。
2.2循環(huán)通道建立時(shí)的壓力控制
    建立循環(huán)通道前，油管內(nèi)擠入(或替人)的是能平衡地層壓力的壓井液，由于它與油套環(huán)空間的完井液存在密度差，穿孔后油套環(huán)空問(wèn)的壓力會(huì)很快上升，所以穿孔前必須關(guān)閉套管閘門(mén)和電纜防噴器，防止因油管內(nèi)外壓差的作用造成作業(yè)液經(jīng)套管閘門(mén)噴出、油管內(nèi)液柱壓力降低誘發(fā)地層流體進(jìn)入井筒而形成井噴。
2.3起管柱過(guò)程中的防噴要求
    1)起管柱前應(yīng)充分循環(huán)不少于l.5倍井筒容積的壓井液，直至進(jìn)出口壓井液密度差不大于0.02g/cm3。
    2)敞井觀察，觀察時(shí)間不少于下一作業(yè)工序(拆裝井口裝置和起下管柱)的時(shí)間總和[3]。
    3)確認(rèn)壓井平穩(wěn)后，再次循環(huán)不少于1.5倍井筒容積的壓井液。
    4)起管柱前，在井口準(zhǔn)備好內(nèi)防噴工具、防噴單根、管柱死卡及其工具附件。
    5)起管柱過(guò)程中嚴(yán)格控制起鉆速度，防止因抽汲作用誘發(fā)溢流甚至井噴。
    6)起管柱過(guò)程中落實(shí)專(zhuān)人坐崗，觀察出口顯示情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)控制井口。
2.4循環(huán)通道以下不能循環(huán)的地層流體的處理方法
    1)條件許可時(shí)，在解封封隔器后、起管柱前分別經(jīng)油管和油套環(huán)空擠入不小于循環(huán)通道以下井筒容積的壓井液，將循環(huán)通道以下的流體擠入地層。
    2)采取加深管柱或“短程起下鉆”的方式，將循環(huán)通道下部的地層流體置換到循環(huán)通道以上來(lái)，再通過(guò)控壓循環(huán)的方式排除氣浸。
3   應(yīng)用實(shí)例
    某井完鉆層位為飛仙關(guān)組，完鉆井深6365.00m，用規(guī)格為l77.80mm的套管下至井深6365.00m，人工井底6305.00m。在井段6218.O0～6227.O0m用密度l.809/cm3的鉆井液鉆進(jìn)時(shí)見(jiàn)氣浸，加重至2.109/cm3時(shí)循環(huán)井漏，漏失鉆井液11.20m3；在井段6261.00～6262.O0m，用密度2.189/cm3的鉆井液鉆進(jìn)時(shí)見(jiàn)氣測(cè)異常。
    該井設(shè)計(jì)試油層位為飛仙關(guān)組，井段6220.O0～6285.00m。完井試油時(shí)用密度1.60g/cm3的CaCl2完井液墊滿井筒，射孔酸化測(cè)試聯(lián)作工具下人井段6088.61～6109.33m，經(jīng)射孔、酸化，測(cè)試日產(chǎn)氣0.638×104m3，H2 S含量為23.1g/m3。正擠密度為2.20g/cm3的壓井液40.0 m3壓井，敝井返出壓井液4.7m3，漏失壓井液l2.3m3(油管內(nèi)容積23.0m3)。環(huán)空多次憋壓、泄壓操作均不能打開(kāi)0MNl閥、RDS循環(huán)閥，下穿孔彈至井深6 053.00m，關(guān)閉套管閘門(mén)和電纜防噴器，點(diǎn)火穿孔，套壓由0上升至35.1mPa，用密度為2.209/cm3的壓井液控壓替出環(huán)空完井液，循環(huán)，敞井觀察出口無(wú)異常。換裝井口裝置，封隔器解封，正擠壓井液6.4m3并循環(huán)壓井液，“短程起下鉆”3次后再次循環(huán)井筒壓井液，起出APR測(cè)試工具，最后下人規(guī)格為88.9mm的油管至井深6 21 5.19m結(jié)束試油。通過(guò)成功處理APR測(cè)試工具在本井施工過(guò)程中的失效案例，證明運(yùn)用穿孔法建立循環(huán)通道處理這
4   認(rèn)識(shí)及建議
    1)APR測(cè)試工具失效時(shí)，井下工具不能正常開(kāi)關(guān)，給井控工作帶來(lái)的最大隱患就是沒(méi)有循環(huán)通道，不能實(shí)施壓井作業(yè)，所以測(cè)試工具上井前在室內(nèi)應(yīng)按要求進(jìn)行性能檢驗(yàn)和密封試驗(yàn)，同時(shí)工具人井前應(yīng)用壓井液或完井液充分循環(huán)洗井[4]，以保證井筒干凈。
    2)建立循環(huán)通道有兩種方法：一種是穿孔法，另一種是倒扣法。由于倒扣法連通后是靠防噴器來(lái)控制因密度差而上升的環(huán)空壓力，而穿孔法則是靠采油(氣)井口裝置來(lái)控制上升的壓力，相比之下穿孔法更安全，所以建議采用穿孔法建立循環(huán)通道。
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(陳友斌1  鄒永清2  陳國(guó)慶2  吳健2   1.川慶鉆探工程公司工程技術(shù)處  2.川慶鉆探T程公司川西鉆探公司)