CN111561285A - 油气井智能复合打捞方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气井智能复合打捞方法，第一步搭建智能分析系统，其包括用于仿真井身实时结构的井身结构仿真模块、用于输出井下可能状态情况，并储备对应打捞方案的井下情况分析模块，以及用于接收参照信息，对比判断井下实际状态情况，并将对应打捞方案显示出来的井下情况判定模块；第二步选择打捞工具及钻具组合并入井打捞；第三步根据打捞情况，选择下步措施，如打捞失败则继续入井打捞，如打捞成功，则重新进行井身结构仿真，并将已打捞出落鱼参数重新输入，以选择下步打捞方案，直至井下工具全部打捞离井。能够辅助作业人员快速选择打捞方案和打捞工具，满足全井工具循环打捞需求，提高打捞成功率和效率，降低打捞经济成本等。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采工艺领域，具体涉及一种油气井智能复合打捞方法。
背景技术
大多数石油开采需要外部动力辅助进行，故通常需要在油井内下入油管、电潜泵和电缆等设备，生产过程中，由于长时间的腐蚀损耗，极易发生断裂或停摆等故障，需要对井下设备捞出检修。传统的打捞的技术主要依赖于现场技术人员的经验性判断，在进行打捞方案选择和打捞工具的选择时效率较低，且可能存在较大的认知局限性，直接导致打捞的效率和成功率的降低，同时大大增加了打捞成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种油气井智能复合打捞方法，主要用于辅助进行打捞方案和工具选择，以提高打捞成功率和效率，降低打捞成本，推动打捞技术的有效发展。
其技术方案如下：
一种油气井智能复合打捞方法，其关键在于，搭建智能分析系统，其包括井身结构仿真模块、井下情况分析模块和井下情况判定模块，其中井身结构仿真模块包括裸眼参数输入单元和井下工具参数输入单元，井下情况分析模块包括至少两个状态输出单元，以及与所述状态输出单元一一对应方案集成单元，方案集成单元用于存储对应的打捞方案，所述状态输出单元能够根据井身结构仿真模块所仿真的井身结构输出井底落鱼组合情况；
所述井下情况判定模块包括参照输入单元和显示单元，通过参照输入单元输入上部鱼尾参数，并与状态输出单元进行对比，选择与之相应的方案集成单元，并将对应方案集成单元内的打捞方案通过显示单元显示出来；
S2：根据显示的打捞方案选择打捞工具，并将打捞工具与管柱相连，进行入井打捞操作；
S3：根据S2中打捞情况，选择下步措施，如打捞失败，则继续入井打捞，如打捞成功，返回步骤S1中，重新进行井身结构仿真，并将已打捞出落鱼参数输入参照输入单元，以选择下步打捞方案，直至井下工具全部打捞离井。
采用以上方案，使用时，现场可通过前期搭建的智能分析系统快速选定打捞方案，提高方案制定效率，且能够相对保证方案的精准度，减少人为失误，并能够通过循环操作实施，快速完成全部落鱼的打捞，特别适用于井下落鱼较多的情况，大大缩短全井打捞时间，降低打捞成本等。
作为优选：步骤S2中，选择打捞工具入井之前，在井内先行下入铅模打印，核实落鱼的鱼头情况，并将其与显示单元所显示的打捞方案进行对比。采用以上方案，通过铅模印证可降低系统失误风险，保证打捞方案的跨学科，提高打捞成功概率。
作为优选：所述智能分析系统中还包括工具选择模块，所述工具选择模块包括工具仿真单元、工具存储单元和工具输出单元，所述工具存储单元内存储有多种现有打捞工具参数型号，所述工具仿真单元能够根据鱼头情况进行打捞工具结构的仿真，工具存储单元能够直接与鱼头情况进行对比匹配；
如工具存储单元中具有与鱼头相适应的打捞工具，则将对应打捞工具通过工具输出单元显示出来，如工具存储单元中无与鱼头相适应的打捞工具，工具仿真单元则通过鱼头结构进行打捞工具的仿真拟合。采用以上方案，能够通过智能分析系统快速进行工具选择，或进行工具仿真，便于快速加工生产专用打捞工具，进一步缩短打捞周期，且保证打捞工具选用的可靠性和适用性。
作为优选：所述智能分析系统中还包括与井下情况分析模块相连的故障输入模块，所述井下情况分析模块中状态输出单元能够根据故障输入模块所输入的故障信息，判断井下状态。通过故障输入模块所输入的故障信息，依次判定井下可能出现状况，再根据不同状况制定相应的措施，使其适用于更多环境的打捞需求，有利于扩大本打捞方法的应用范围及打捞技术推广等。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
采用以上技术方案的油气井智能复合打捞方法，能够辅助作业人员快速选择打捞方案和打捞工具，并满足全井工具循环打捞需求，大大缩短打捞时间，提高打捞成功率和效率，降低打捞经济成本等。
附图说明
图1为本发明智能分析系统原理图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本申请提出了一种油气井智能复合打捞方法，其主要包括如下步骤，第一步，搭建智能分析系统1，本申请中智能分析系统1主要包括井身结构仿真模块2、井下情况分析模块3和井下情况判定模块4，其中井身结构仿真模块2主要是进行井身整体的结构的模拟仿真，其主要包括裸眼参数输入单元20和井下工具参数输入单元21，通过裸眼参数输入单元20将生产井裸眼井身数据输入，而井下工具参数(包括工具名称和对应的尺寸规格等)通过井下工具参数输入单元21录入，二者结合则可实现整个生产井井身结构的模拟仿真，并可通过相应的显示装置显示出来。
井下情况分析模块3主要是通过仿真所得井身结构，对井下可能出现的落鱼状况进行组合罗列，并对不同的状况预置对应的打捞方案，其主要包括至少两个状态输出单元30和方案集成单元31，方案集成单元31存储有与状态输出单元30相匹配的打捞方案，如状态输出单元30表示鱼头为油管断裂面时，则方案集成单元31中与油管打捞相适应的打捞方案，这里的打捞方案主要是指打捞具体操作步骤和一些操作参数提示等。
井下情况判定模块4主要用于接收外部参照物相关信息，并能够与井下情况分析模块3中状态输出单元30的各种状态进行对比，或生成新的状态情况，其主要包括参照输入单元40和显示单元41，上部鱼尾参数(包括鱼尾形状图片或尺寸参数等)可通过参照输入单元40输入，并将其与状态输出单元 30的现有状态情况进行对比，确定井下落鱼具体情况，同时将状态对应的打捞方案通过显示单元41显示出来，如现有组合状态中没有包含输入的情况，则通过系统重新模拟生成新的落鱼状态情况，并产生相应的打捞方案。
第二步，根据显示的打捞方案选择合理的打捞工具，并将打捞工具与合适的管柱连接之后，入井进行打捞操作。
第三步，根据第二步中的打捞情况，决定下步措施，如打捞失败，则重复入井打捞，如打捞成功，则返回步骤S1中，重新进行井身结构的仿真，并将打捞出的落鱼鱼尾形状输入参照输入单元40中，重新选择打捞方案，继续对未打捞出工具进行打捞，直至将井下落鱼全部捞出。
本申请中为确保系统工作可靠性，故在第二步中，选择打捞工具之前，在境内通过管柱下入铅模进行打印井底鱼头形状，即核实落鱼鱼头情况，确保后续所选打捞工具能够与落鱼鱼头匹配，减少失误。
在此基础之上，本申请的智能分析系统1中还嵌入有工具选择模块5，其主要用于辅助进行打捞工具的选择，包括工具仿真单元50、工具存储单元51 和工具输出单元52，其中工具存储单元51中存储有现有的常规打捞工具，如打捞矛、打捞筒等，其能够直接与鱼头形状进行对比匹配，工具仿真单元50 能够根据落鱼鱼头形状仿真对应的打捞工具，根据仿真形状进行加工即可，系统运转过程中，如根据鱼头形状能够在工具存储单元51中匹配到与之相适应的打捞工具，则匹配到的打捞工具可通过工具输出单元52显示出来，如工具存储单元51中没有与鱼头形状相适应的打捞工具，则转入工具仿真单元50 中，进行打捞工具的仿真模拟，然后再将模拟成型的打捞工具通过工具输出单元52显示出来，并根据显示的仿真模型加工即可投入使用，方便快捷有效。
此外，本实施例中的智能分析系统1还包括与井下情况分析模块3相连的故障输入模块6，施工过程中，可通过地面配合井下实验检测井下工具故障情况，并将对应故障情况通过故障输入模块6输入，结合输入故障情况，状态输出单元30则可进行对应井下情况的分析判断，多方综合，可使输出的打捞方案更精准可靠。
采用本申请的油气井智能复合打捞方法对中X井进行修井打捞作业，已知井下工具主要有油管，位于油管底部的电潜泵，以及为电潜泵供电的电缆，首先根据该井井眼数据和几个工具的规格尺寸，通过井身结构仿真模块2实现井身结构的仿真，以便直观观测判断。
紧接着由地面电潜泵控制装置观测知道电潜泵出现故障，无法启动，并通过多种实验(包括绝缘监测、电潜泵油套连通验证、电缆监测和液面测试) 等得到电潜泵的准确故障信息，即井下电缆断裂且处于不绝缘状态，油套压力同升同降，将此信息通过故障输入模块6输入，由此推出油管断脱，井下电缆处于断裂状态，那么状态输出单元30则根据此种情况，将由此产生的多种可能状态显示出来，如第一种，油管断裂，电缆盘在油管上端端部；第二种，油管断裂，电缆断裂并卡在油管与套管之间；第三种，油管断裂，电缆断裂并掉至井底；第四种，油管与电潜泵连接处断裂，电缆与电潜泵连接处断裂；与此同时，方案集成单元31中将对应状况的打捞方案显示出来。
例如，针对第一种可能状态的打捞方案如下：
(1)带托盘打捞矛(Φ73mm)：扣型310
(2)打捞钻具组合：带托盘打捞矛+311×310配合接头++31/2“反扣钻杆+方钻杆
(3)操作要求：
①通井时严格控制下放速度，下钻速度不低于30S/根，严禁猛提猛放。
②若遇阻，下压不能超过20KN，间断转动转盘活动钻具，严防通井规被卡。
③钻杆入井前通内径，防堵水眼。
④下通井规模拟通井时，注意悬重变化，防套管内壁异物阻卡。
⑤遮盖井口，防落物入井。
⑥探得鱼头后，校核悬重和方入。造扣时，轻压慢转、操作平稳，注意泵压、造扣扭矩变化。注意记录正转造扣圈数及回转圈数，准确掌握进扣圈数。造扣参数：钻压5～20KN、转速30r/min。
⑦套铣时应尽量将封隔器以上落鱼环空铣干净，铣至封隔器顶井深，为解锚作准备。应合理选择铣筒壁厚，保证通过性、足够强度，套铣筒割铣齿堆焊钨钢粉。套铣时应准确计算循环压力，平稳送钻，控制转盘转数和套铣速度，严密观察转盘扭矩(或负荷)变化，防阻卡。若转盘扭矩(或负荷) 变化略有变大或异常时，应立即停止转盘并迅速上提钻具至落鱼顶以上后再停泵观察。
⑧套铣、打捞过程中，加强液面观察，当发现井下堵塞段突然解堵应立即报告，并采取应急处理措施，迅速上提钻具，起至落鱼顶以上后再停泵观察，防压差卡钻。
⑨造扣成功后，应准确计算上提量，试提钻柱上提行程不超过0.5m，上提悬重增加量在20KN以内。丢手接头处上提量为10～20KN，正转解锚丢手。若不成功则对上部反扣落鱼进行倒扣处理。
⑩倒扣时，上提悬重增量控制20KN，转盘正转圈数28～33圈，刹住转盘，间断释放圈数，试提钻具。
⑪打捞起钻操作平稳，严禁猛提猛刹猛放，严禁转动。
(4)注意事项：
①提升系统、刹车系统和指重表的检查保养及校核，确保灵活有效及灵敏。建议加装转盘扭矩仪。
②认真做好打捞技术交底，确保操作人员清楚打捞措施和技术要求。
③通井时，验证鱼顶井深。
④按照设计要求储备修井液。
⑤严格执行井下作业井控安全管理规定。
⑥入井钻具及工具准确丈量长度，入井工具壁厚、内外径必须测量、绘制草图，并标注钢级和厂家。
针对第二种可能状态的打捞方案如下：
(1)可退式打捞筒(卡瓦打捞筒)：扣型310(正扣)，型号LY-T127
(2)打捞钻具组合：卡瓦打捞筒+311×310配合接头+31/2"反扣钻杆+ 方钻杆
(3)操作要求：
①通井时严格控制下放速度，下钻速度不低于30S/根，严禁猛提猛放。
②若遇阻，下压不能超过20KN，间断转动转盘活动钻具，严防通井规被卡。
③钻杆入井前通内径，防堵水眼。
④下通井规模拟通井时，注意悬重变化，防套管内壁异物阻卡。
⑤遮盖井口，防落物入井。
⑥探得鱼头后，校核悬重和方入。造扣时，轻压慢转、操作平稳，注意泵压、造扣扭矩变化。注意记录正转造扣圈数及回转圈数，准确掌握进扣圈数。造扣参数：钻压5～20KN、转速30r/min。
⑦造扣成功后，应准确计算上提量，试提钻柱上提行程不超过0.5m，上提悬重增加量在20KN以内。丢手接头处上提量为10～20KN，正转解锚丢手。若不成功则对上部反扣落鱼进行倒扣处理。
⑧倒扣时，上提悬重增量控制20KN，转盘正转圈数28～33圈，刹住转盘，间断释放圈数，试提钻具。
⑨打捞起钻操作平稳，严禁猛提猛刹猛放，严禁转动。
(4)注意事项
①提升系统、刹车系统和指重表的检查保养及校核，确保灵活有效及灵敏。建议加装转盘扭矩仪。
②认真做好打捞技术交底，确保操作人员清楚打捞措施和技术要求。
③通井时，验证鱼顶井深。
④按照设计要求储备修井液。
⑤严格执行井下作业井控安全管理规定。
⑥入井钻具及工具准确丈量长度，入井工具壁厚、内外径必须测量、绘制草图，并标注钢级和厂家。
由以上可知，每种打捞方案中不仅包括了打捞钻具组合，还包括了操作规程和注意事项等，尽可能的完善存储作业信息，以提高方案的精准性和可靠性，有利于提高现场作业安全系数。
与此同时，将已取出的鱼尾参数，或通过下入铅模打印得到鱼头情况，输入参照输入单元40中，与状态输出单元30进行对比，确定井下当前实际状况，并将对应的打捞方案显示出来，如本井中通过对比，井下落鱼状况刚好为前述第一种状况，此过程中，将参照输入单元40所得信息同步与已经存储的工具存储单元51进行匹配，可得到需要的打捞工具即为常规带托盘打捞矛(Φ73mm)，该结果通过工具输出单元52中输出并显示出来。
现场作业人员，根据得到的打捞工具和打捞方案，即可快速进行打捞，首先将盘在上面的电缆捞出(此过程可能存在一次或多次入井打捞)，确定电缆捞出之后，再进行第二次、第三次状态匹配和工具选择，以完成油管打捞以及下部电潜泵的打捞，直至完成整个打捞作业，相对传统的作业过程而言，其打捞效率和成功率均有效提高，同时降低了作业成本，有利于推动打捞作业工艺的智能化发展。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种油气井智能复合打捞方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：搭建智能分析系统(1)，其包括井身结构仿真模块(2)、井下情况分析模块(3)和井下情况判定模块(4)，其中井身结构仿真模块(2)包括裸眼参数输入单元(20)和井下工具参数输入单元(21)，井下情况分析模块(3)包括至少两个状态输出单元(30)，以及与所述状态输出单元(30)一一对应方案集成单元(31)，方案集成单元(31)用于存储对应的打捞方案，所述状态输出单元(30)能够根据井身结构仿真模块(2)所仿真的井身结构输出井底落鱼组合情况；
所述井下情况判定模块(4)包括参照输入单元(40)和显示单元(41)，通过参照输入单元(40)输入上部鱼尾参数，并与状态输出单元(30)进行对比，选择与之相应的方案集成单元(31)，并将对应方案集成单元(31)内的打捞方案通过显示单元(41)显示出来；
S2：根据显示的打捞方案选择打捞工具，并将打捞工具与管柱相连，进行入井打捞操作；
S3：根据S2中打捞情况，选择下步措施，如打捞失败，则继续入井打捞，如打捞成功，返回步骤S1中，重新进行井身结构仿真，并将已打捞出落鱼参数输入参照输入单元(40)，以选择下步打捞方案，直至井下工具全部打捞离井。
2.根据权利要求1所述的油气井智能复合打捞方法，其特征在于：步骤S2中，选择打捞工具入井之前，在井内先行下入铅模打印，核实落鱼的鱼头情况，并将其与显示单元(41)所显示的打捞方案进行对比。
3.根据权利要求2所述的油气井智能复合打捞方法，其特征在于：所述智能分析系统(1)中还包括工具选择模块(5)，所述工具选择模块(5)包括工具仿真单元(50)、工具存储单元(51)和工具输出单元(52)，所述工具存储单元(51)内存储有多种现有打捞工具参数型号，所述工具仿真单元(50)能够根据鱼头情况进行打捞工具结构的仿真，工具存储单元(51)能够直接与鱼头情况进行对比匹配；
如工具存储单元(51)中具有与鱼头相适应的打捞工具，则将对应打捞工具通过工具输出单元(52)显示出来，如工具存储单元(51)中无与鱼头相适应的打捞工具，工具仿真单元(50)则通过鱼头结构进行打捞工具的仿真拟合。
4.根据权利要求1所述的油气井智能复合打捞方法，其特征在于：所述智能分析系统(1)中还包括与井下情况分析模块(3)相连的故障输入模块(6)，所述井下情况分析模块(3)中状态输出单元(30)能够根据故障输入模块(6)所输入的故障信息，判断井下状态。
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