CN107620580A - 一种页岩气长水平井连续油管钻塞遇卡解卡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种页岩气长水平井连续油管钻塞遇卡解卡方法，包括以下步骤：S1：根据井口压力和返出碎屑情况判断循环通道通畅状况；S2：根据遇卡类型采取相应的组合解卡方法；S3：若步骤S2中所述的解卡方法仍无法解卡，则采用打捞解卡。在气田开发初期连续油管钻塞遇卡由于人员风险意识不够、采取方法不合理等原因造成连续油管遇卡等情况，给钻塞作业带来巨大的井控安全风险，同时造成气井不能正常生产，严重时甚至造成气井报废。采用本发明后，可有效指导钻塞施工人员按要求规范操作，降低遇卡风险≤15，提高解卡成功率≥35％。

Description

一种页岩气长水平井连续油管钻塞遇卡解卡方法

技术领域

本发明涉及油田开发井下作业技术领域，尤其是涉及页岩气长水平井运用连续油管进行钻塞作业时遇卡解卡的组合方法。

背景技术

“长水平井+可钻桥塞分段压裂”是开发模式是页岩气取得商业突破的两大关键技术，在长水平井分段压裂施工结束后一般采用连续油管带井下动力钻具钻除可钻桥塞，相比于常规油管，采用连续油管钻除可钻桥塞由于其操作工序简单、施工周期短、避免了带压作业频繁起下管柱等井控安全风险而广泛应用于页岩气井作业中。

由于页岩气水平井测深一般达到4000-6000m，井眼轨迹弯曲复杂，且在钻塞作业时下压钻磨会进一步加剧连续油管在井筒中弯曲变形；另外采用连续油管带钻塞工具连接处存在变径，钻除桥塞过程中产生的桥塞碎屑堆积或者形状不规则等原因可能导致连续油管本体或在工具变径处遇卡。在开发初期连续油管钻塞遇卡由于人员风险意识不够、采取方法不合理等原因造成连续油管遇卡等情况，给钻塞作业带来巨大的井控安全风险，因此亟需系统集成的页岩气长水平井连续油管钻塞遇卡的解卡方法来指导解卡作业过程，提高解卡成功率，降低井控安全风险。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种页岩气长水平井连续油管钻塞遇卡解卡方法，解决页岩气长水平井进行钻塞作业时遇卡的情况，提高解卡成功率，降低井控安全风险。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种页岩气长水平井连续油管钻塞遇卡解卡方法，包括以下步骤：

S1：根据井口压力和返出碎屑情况判断循环通道通畅状况；

其中，循环通道是指液体从连续油管流入，然后从连续油管与套管的环空中排出；在判断循环通道是否畅通时，可以根据井口压力和返回碎屑的情况进行判断，若井口压力升高和返出碎屑量大则表明循环通道存在堵塞，需要进行疏通；

为使循环通道通畅，在保证不超压的前提下可采取以下方法：

S11：尝试提高排量(取决于液体的返出速度)和井口放喷油嘴直径；

S12：尝试往循环通道中泵入高粘度液体，尽可能带出钻塞碎屑；

S13：根据井口压力情况边往循环通道中注入液体，边上提连续油管；

S2：根据遇卡类型采取相应的组合解卡方法；

其中，在步骤S2中，所述的解卡方法包括：

S21-循环解卡：由于钻塞过程中会产生大量的桥塞碎屑，以及部分井出现地层吐砂的情况，先给连续油管施加一定下压力后(一般下压力是连续油管在套管中的原始悬重，保证连续油管在后续泵注中不会出现变形)，采取交替泵交替注入胶液和清水的方式解卡，其中，胶液可以选择SRLG-2胶液体系，泵注的作用是利用高粘度液体带出碎屑和地层吐砂；

S22-活动解卡：在安全极限条件下反复上提下放连续油管，上提力不超过连续油管抗拉强度的80％，对于一般的遇卡情况均可以尝试用活动解卡法进行解卡；

S23-降阻解卡：对于能够建立循环通道的情况，泵入降阻液或降阻剂(降阻剂可以选择SKATGLIDE降阻剂、EasyReach降阻剂等)，减小连续油管与套管之间的摩擦力，再尝试上提连续油管活动解卡(一般不超过连续油管60％的抗拉强度)；

S24-震击解卡：激活连续油管工具串工具，利用工具串的震击器进行震击解卡；当需要震击器上击作业时，在地面施加足够的预拉力，工具内锁紧机构解锁，释放钻柱储能，震击器冲锤撞击砧座，储存在钻柱内的拉伸应变能迅速转变成动能，并以应力波的形式传递到卡点，使卡点处产生一个远远超过预拉力的张力，使受卡钻柱向上滑移，经过多次震击，受卡钻柱脱离卡点区域；

S25-打压解卡：根据油管钢级和疲劳寿命控制好油套压差，分别往油管和套管中通过注入液体或气体的方式打压，在上提力不超过连续油管抗拉强度80％的安全工作状态下上提下放活动连续油管，然后对油管和套管同时进行放压，利用压力波动变化促使堆积物和管柱动作解卡；

S26-悬吊解卡：在上提力不超过连续油管抗拉强度80％的安全工作状态下，保持连续油管处于拉伸状态，观察指重表数值，如果悬重降低，反复进行该操作；

S27-反泵解卡：对于无法建立循环或者遇卡点以上射孔段的情况，先在油管内打上平衡压，然后在油管和套管的环空中注入液体或气体，将堵塞物暂时挤到遇卡点之下；

在实际解卡过程中，常常是根据遇卡类型运用多种方法以组合形式反复尝试从而成功解卡，下面对各种不同遇卡类型采取的不同组合解卡方法进行说明。

(一)桥塞碎屑卡钻

由于钻塞碎屑形状、大小不规则，有可能在钻塞工具串变径处或者连续油管本体上遇卡，通常该种遇卡类型能够建立循环通道，采用的解卡方法：(1)尝试采用方法1采取交替泵注40-50mPa·s的线性胶和6-9mPa·s的减阻水进行循环解卡。(2)根据碎屑返出情况尝试采用方法2活动解卡方法，在±8吨左右范围内反复上提下放，上提力逐渐增至抗拉强度80％极限。(3)在方法1和方法2无法解卡的情况下尝试采用方法3降阻解卡方法，泵入金属减阻剂铺满整个水平段，减小连续油管以及遇卡处的摩擦力，同时配合尝试方法2过提解卡。(4)为了进一步增大提拉力，尝试方法6激活连续油管井下震击器工具，利用震击器放大提拉力的原理尝试解卡。(5)在前述方法均无法解卡的情况下尝试方法5打压解卡，根据油管钢级和疲劳寿命控制好油套压差，分别往油管和油套环空中加压，在安全极限受力工作状态下配合方法2活动解卡。随后采取快速泄压的方式，利用压力波动促使堆积物和管柱激动从而尝试解卡。(6)由于上述方法相较于悬吊解卡时间更短，若上述方法未能解卡，尝试在连续油管抗拉强度的80％极限条件下保持长时间拉伸状态，观察指重表数值，如果悬重降低，则反复进行该操作。

(二)井下堆积物沉积埋管

由于井下堆积物较多或者泵车走空泵等原因循环不充分造成桥塞碎屑或者支撑剂(陶粒、石英砂等)下沉堵塞循环通道，通常该种遇卡类型无法建立循环通道，采用的解卡方法：(1)由于循环无出口首先尝试采用方法2活动解卡方法，在±8吨左右范围内反复上提下放，上提力逐渐增至抗拉强度80％极限，并间歇尝试方法1建立循环通道。(2)在方法2无法解卡的情况下尝试采用方法4震击解卡方法，激活连续油管井下震击器工具，利用震击器放大提拉力的原理尝试解卡，并间歇尝试方法1建立循环通道。(3)在方法2和方法4均无法解卡的情况下尝试方法5打压解卡，根据油管钢级和疲劳寿命控制好油套压差，分别往油管和套管中打压，在安全极限受力工作状态下上提下放活动连续油管。随后对油套管同时进行放压，利用压力波动促使堆积物和管柱激动从而尝试解卡。(4)若上述方法未能解卡，尝试在连续油管抗拉强度的80％极限条件下保持长时间拉伸状态，观察指重表数值，如果悬重降低，则反复进行该操作。(5)若上述方法均未能解卡尝试方法7反泵解卡，对于无法建立循环或者遇卡点以上没有射孔段的情况，先在油管内打上平衡压，然后往油套环空中挤入液体或气体，将堵塞物挤入地层，期间配合方法5快速泄压造成压力波动促使堆积物和管柱激动而解卡。

(三)套管形变导致工具遇卡

由于页岩气长水平井采用多级分段压裂方式，套管长期处于高压且反复受交变应力变化的影响导致套管发生形变。通常该种遇卡类型能够建立循环通道，采用的解卡方法：(1)首先采用方法1采取交替泵注40-50mPa·s的线性胶和6-9mPa·s的减阻水进行循环解卡，将桥塞碎屑和井筒沉砂返出井口。(2)根据碎屑返出情况尝试采用方法2活动解卡方法，在±8吨左右范围内反复上提下放，上提力逐渐增至抗拉强度80％极限。(3)在方法1和方法2无法解卡的情况下尝试采用方法3降阻解卡方法，泵入金属减阻剂铺满整个水平段，减小连续油管以及遇卡处的摩擦力，同时配合尝试方法2过提解卡。(4)为了进一步增大提拉力，尝试激活连续油管井下震击器工具，利用震击器放大提拉力的原理尝试解卡。(5)若上述方法未能解卡，尝试在连续油管抗拉强度的80％极限条件下保持长时间拉伸状态，观察指重表数值，如果悬重降低，则反复进行该操作。

S3：若步骤S2中所述的解卡方法仍无法解卡，则采用打捞解卡。

其中，在步骤S3中，所述打捞解卡步骤如下：结合井筒结构和工具直径判断是否为工具卡，若是，则采用投球的方式激活断开工具安全接头(投球也就是从井口往连续油管和套管的环空中投入激活工具，当激活工具与钻塞工具串上安全接头的触发部分接触时，安全接头断开)，进行后续打捞作业；若为堆积物导致连续油管埋管，利用井口剪切闸门剪断连续油管，转洗井及打捞工序进行打捞。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

在气田开发初期连续油管钻塞遇卡由于人员风险意识不够、采取方法不合理等原因造成连续油管遇卡等情况，给钻塞作业带来巨大的井控安全风险，同时造成气井不能正常生产，严重时甚至造成气井报废。采用本发明后，可有效指导钻塞施工人员按要求规范操作，降低遇卡风险≤15，提高解卡成功率≥35％。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1：桥塞碎屑卡钻

例1在钻塞过程中循环通道畅通，在下放连续油管时遇阻，初步判断为桥塞碎屑卡钻，采用如下解卡方法：(1)尝试采用方法1采取交替泵注40-50mPa·s的线性胶和6-9mPa·s的减阻水进行循环解卡未成功。(2)尝试采用方法2活动解卡方法，在±8吨左右范围内反复上提下放活动管柱。(3)在方法1和方法2无法解卡的情况下采用方法3泵入金属减阻剂铺满整个水平段，减小连续油管以及遇卡处的摩擦力，同时配合尝试方法2过提管柱成功解卡。

实施例2：井下堆积物沉积埋管

例2在钻塞过程中段起上提过程中井口无出口未引起重视，未按照规范操作流程进行操作，盲目上提导致卡死，采用如下解卡方法：(1)首先尝试采用方法2活动解卡方法，在±8吨左右范围内反复上提下放，上提力逐渐增至抗拉强度80％极限，并间歇尝试方法1建立循环通道未成功。(2)在方法2无法解卡的情况下尝试采用方法4震击解卡方法，激活连续油管井下震击器工具，利用震击器放大提拉力的原理尝试解卡，并间歇尝试方法1建立循环通道。(3)在方法2和方法4均无法解卡的情况下尝试方法5打压解卡，根据油管钢级和疲劳寿命控制好油套压差，分别往油管和套管中打压，在安全极限受力工作状态下上提下放活动连续油管。随后对油套管同时进行放压，利用压力波动促使堆积物和管柱激动成功解卡。

实施例3：套管形变导致工具遇卡

例3在钻塞过程中反复遇卡遇阻，采用如下解卡方法：(1)首先采用方法1采取交替泵注40-50mPa·s的线性胶和6-9mPa·s的减阻水进行循环解卡，将桥塞碎屑和井筒沉砂返出井口。(2)根据碎屑返出情况尝试采用方法2活动解卡方法，在±8吨左右范围内反复上提下放，上提力逐渐增至抗拉强度80％极限。(3)在方法1和方法2无法解卡的情况下尝试采用方法3降阻解卡方法，泵入金属减阻剂铺满整个水平段，减小连续油管以及遇卡处的摩擦力，同时配合尝试方法2过提解卡。(4)为了进一步增大提拉力，尝试激活连续油管井下震击器工具，利用震击器放大提拉力的原理尝试解卡。(5)上述方法未能解卡，尝试在连续油管抗拉强度的80％极限条件下保持长时间拉伸状态，观察指重表数值悬重无变化。(6)上述方法仍无法解卡，考虑到运行安排进度采用方法8，投球断开工具安全接头，丢手后进行后续打捞作业。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种页岩气长水平井连续油管钻塞遇卡解卡方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据井口压力和返出碎屑情况判断循环通道通畅状况；

S2：根据遇卡类型采取相应的组合解卡方法；

S3：若步骤S2中所述的解卡方法仍无法解卡，则采用打捞解卡。

2.根据权利要求1所述的页岩气长水平井连续油管钻塞遇卡解卡方法，其特征在于，为使循环通道通畅，在保证不超压的前提下可采取以下方法：

S11：提高排量和井口放喷油嘴直径；

S12：使用具有粘度液体带出钻塞碎屑；

S13：根据压力情况边循环、边上提连续油管。

3.根据权利要求1所述的页岩气长水平井连续油管钻塞遇卡解卡方法，其特征在于，在步骤S2中，所述解卡方法包括：

S21-循环解卡：采取交替泵注入胶液和清水的方式解卡；

S22-活动解卡：反复上提下放连续油管，上提力不超过连续油管抗拉强度的80％；

S23-降阻解卡：对于有循环的情况，泵入降阻液或降阻剂，活动连续油管；

S24-震击解卡：激活连续油管工具串工具，利用工具串的震击器进行震击解卡；

S25-打压解卡：分别往油管和套管中通过注入液体或气体的方式打压，在上提力不超过连续油管抗拉强度80％的安全工作状态下上提下放连续油管，然后对油管和套管同时进行放压，利用压力波动变化促使堆积物和管柱运动解卡；

S26-悬吊解卡：在上提力不超过连续油管抗拉强度80％的安全工作状态下，保持连续油管处于拉伸状态，观察指重表数值，如果悬重降低，反复进行该操作；

S27-反泵解卡：对于无法建立循环或者遇卡点以上射孔段的情况，先在油管内打上平衡压，然后在油管和套管的环空中注入液体或气体，将堵塞物暂时挤到遇卡点之下。

4.根据权利要求1所述的页岩气长水平井连续油管钻塞遇卡解卡方法，其特征在于，在步骤S3中，所述打捞解卡步骤如下：结合井筒结构和工具直径判 断是否为工具卡，若是，则采用投球的方式激活断开工具安全接头，进行后续打捞作业；若为堆积物导致连续油管埋管，利用井口剪切闸门剪断连续油管，转洗井及打捞工序进行打捞。