KT1井井下工具复杂情况原因分析和处理.pdf

26石油化工KT1井位于滩海东部葵花岛构造带，钻探主要目的层为古生界，同时兼探东营组和沙河街组。完钻井深5835m，最大井斜24.76，井深结构如图1。地质设计预测本井地层压力系数为1.56，为高压井。根据电测温度数据本井5819m处实测温度为191，预计实际储层温度超过195，属高温井。试油层数三层，第一层采用“四阀一封”坐套测裸高温高压测试工艺，第二层采用正压射孔测射联作工艺，第三层采用了N阀负压测射联作工艺、负压诱喷测试工艺、解堵排液测试工艺。图1KT1井完钻井身结构图一、RDS安全循环阀密封失效导致关井后油压上升该井第一层测试工艺为：四阀一封坐套测裸测试工艺。管柱结构为RDS阀RD阀E型替液阀RTTS安全接头CHAMP封隔器筛管捕球器压力计托筒笔尖（如图1）。采用地层测试工具等级：下井测试工具压力级别为105MPa，温度级别204，压力计参数30K/210。试油情况：开井见天然气，8mm油嘴放喷求产，油压13.5MPa，日产气量约20104m3/d。测试层中部深度约5746m，垂深约5632m，测试完成后折算地层压力90.42MPa，压力系数1.65；地层温度180.66/垂深5632.09m，地温梯度3.21/100m，属于高温高压系统。环空打压操作RDS循环阀进行井下关井，后发现油压持续上升，经地面流程放压点火，现场初步判断RDS循环阀失封。对压力计数据分析发现，RDS循环阀关井后45分钟后失封，判断为球阀失封，后对RDS循环阀拆解检查（如图2、3），原因分析为裸眼段试油施工且预测地层压力大，采用的泥浆比重较大固相含量较高，高压气体、泥浆固相颗粒等导致球座胶圈损坏，使得环空打压操作后，RDS虽有关闭动作，但球阀与球座的密封面损伤，导致密封失效。图2RDS拆解后发现球座损坏图3RDS拆解后发现球阀划伤严重为在日后作业中避免此类问题，有针对性提出以下KT1井井下工具复杂情况原因分析和处理王骏琛许京涛刘保连张奉喜解义中国石油集团海洋工程有限公司井下作业事业部【摘要】KT1井为中石油集团公司重点风险探井，由中石油海洋工程公司井下作业事业部完成试油及地层测试施工。该井试油测试施工周期长、层位深、压力高、工艺难度大，因此在施工过程中碰到了诸多复杂情况。基于此，对该井地层测试施工过程中井下工具出现的复杂情况原因分析与处理进行总结，为以后施工起到借鉴作用。【关键词】井下工具；地层测试；复杂情况；分析处理【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.16.00927石油化工方案：第一，组装工具前要对检查胶圈情况，且尽量避免在低温情况下安装胶圈，防止胶圈弹性下降导致安装时损坏，安装时要避免丝扣对胶圈的摩擦伤害；第二，对于高压低渗气井，采取地面关井的方式求取资料，将RDS安全循环阀作为更换井口时的机械屏障，RD循环阀仅作为RDS安全循环阀失效后的备用阀，正常情况下不做操作；第三，要充分考虑到RDS安全循环阀的环空打压时套管和油管间的压差，必要时可以油管打压，保证油套连通时的油管压力；第四，循环排气时用2mm油嘴放喷，保证球阀上部有一定的油管压力，减少球阀的下压差。二、射孔传压管密封失效导致油套连通KT1井第三层第一次地层测试，采用环空打压射孔-LPR-N阀地层测试连续油管氮气排液联作测试工艺，环空打压16MPa，稳压6min后射孔枪响，枪响后地面观察环空压力持续下降，多次尝试环空补压开井，环空累计打入9m3后见返液，见少量天然气，无油，现场判断为管柱发生渗漏，油套发生连通。图4KT1井第三层第一次测试管柱图管柱结构（如图4）为RD阀LPR-N阀压力计托筒+液压循环阀RTTS安全接头传压接头+RTTS封隔器+筛管接头减震器2个73mmEUEP110油管9根点火头射孔枪。随后现场人员针对已发生的情况进行如下分析：第一，射孔前16MPa能稳压，判断封隔器以上工具和管柱密封，漏点在封隔器以下；第二，枪响后导致油套连通，判断漏点在密封接头和传压管之间；第三，在射孔工具管串中，配备有两个纵向减震器，其减震行程为22cm，共44cm，位移会导致传压管与密封接头发生88cm相对位移，从而导致管串中出现密封失效，造成油套连通。现场决定进行洗压井作业，起出测试射孔联作管柱进行检查，重新下入测试排液管柱。取出射孔测试联作管柱后，分析压力计数据对现场判断加以验证（如图5）。图5KT1井第三层第一次测试压力计曲线第一，坐封前，记录环空压力35.22MPa，与环空密度1.03的静液柱压力一致；第二，坐封后，环空打压16MPa，稳压6min，压力不降，一开井记录油管液垫压力14.79MPa，与1500米淡水液垫压力一致，证明封隔器以上管柱密封，灌液和N阀动作准确；第三，射孔枪响后5分钟内，检测环空压力持续下降，进行环空补压，测点压力由14.7MPa上升至16.28MPa；停泵后环空压力降至0，井下关井，测点压力由16.28MPa上升至34.42MPa。同时地面泵压无法稳压，判断油套连通（如图6）。图6环空打压开井后压力计曲线局部放大图进行多次尝试环空打压开井，套管液体进入油管，油管返液时测点压力为34.37MPa，与环空静液柱压力基本相等，再次确定油套连通（如图7）。图7多次环空打压开井压力计曲线局部放大图随后对射孔测试联作管柱进行拆检：第一，检查测试工具LPR-N阀、RD阀、液压旁通阀、安全接头、压力计拖筒完好；第二，RTTS封隔器胶桶轻微损伤，有坐封痕迹；第三，RD循环阀破裂盘打开，循环孔露出，工作正常；第四，压力计回放数据正常；第五，拆解射孔工具，发现传压管密封圈槽损坏，丝扣有两处纵向磨平，密封面与本体过渡位置模糊；传压管接箍内密封面损坏28石油化工（如图8至图11），导致油套连通。图8传压管丝扣，密封圈槽被冲蚀；图9传压管接箍密封；图10 与正常传压管对比，密封面与本体的过渡位置被冲蚀图11传压管刺漏部位所在位置对该事故进行问题分析，总结如下原因：第一，直接原因是下减震器内的传压管接头在起爆瞬间和向上移动的下减震器内变径处碰撞，传压管受力密封刺漏，丝扣受损，经过多次井口加压泄压，压力刺漏冲蚀造成接箍损坏。第二，减震器在射孔瞬间会有上串减震功能，以抵消射孔枪串发射时上串对封隔器的冲击，本井使用2级减震器，每个减震器的向上行程320mm，减震器内部有变径，位于上端面下385mm处，内径从54mm变成40mm，而传压管接箍外径为30mm，传压管接箍距活塞端面约20cm。上部减震器上串320mm时，内变径需要通过传压管接箍，由于本井射孔米数较大，射孔瞬间除上串外还有径向的摆动，虽然传压管接箍上下都设计有倒斜，但还存在有一定概率碰撞传压管接箍致使上密封失效。第三，间接原因为该井使用127弹、射孔层55m，再加上封隔器作用，射孔后迫使管串产生的摆动较为严重，施工前对长井段射孔后震动能量估计不足，只考虑减震器的纵向串动，没充分考虑传压管和减震器的径向相对运动。针对以上描述的情况，得出结论及改进方案：其一，传压管接箍设计位置不合理，调整各根传压管长度使传压管接箍尽可能设置在减震器变径以下，减少碰撞的概率。其二，传压管穿过减震器结构在射孔枪发射后不可避免发生相对碰撞，选用其他厂家的射孔测试联作传压减震工具，把传压管设计在减震器以上，避免射孔枪串震动力过大造成的相对碰撞可以从根本解决射孔后环空保压需求。其三，因传压管在下井前无法试压，因此连接传压管时要确认密封面的完好情况。其四，对于任何在工具入井前，均要严格完成功能试验，确保工具状态良好。三、封隔器胶桶失封导致油套连通KT1井第三层第三次试油工艺为解堵测试管柱：采用“RDRTTS封隔器”解堵工艺。管柱结构：压力计托筒RD阀RTTS封隔器。工具等级：下井测试工具压力级别70MPa，温度级别204，压力计参数12K/177。下解堵管柱坐封RTTS封隔器后，油管验封：油管正打压至15MPa，环空无返液，验封合格。解堵施工中累计泵注总液量121.9m3，停泵压力33.6MPa，期间环空打平衡压10MPa；关井反应，油压33.6MPa下降至26.61MPa，套压28.37MPa，期间套压泄压至0，关井约5h后套压突然上升，由3.27MPa上升至27.03MPa，判断油套连通。现场判断在封隔器验封、解堵期间、关井前期管柱密封良好，5h后油套连通，现场判断解堵剂对封隔器胶桶有很强的腐蚀性，导致油套连通。排液压井作业结束后起出管柱，对工具进行检查，发现封隔器胶桶只剩半个，压力计镀层损坏，其他工具完好。四、结论及建议使用APR工具进行地层测试时，应充分考虑测井况和具体条件，以能达到测试目的前提下优选操作简单、保养便捷且对井筒、管柱要求相对较低的工具组合。井下工具入井前必须逐个进行功能试验，确保工具性能良好。高温高压井筒环境下，密封件性要稳定可靠，建议选配进口密封原件。在实际的地层测试作业之前，对工具和设备进行全面的检查，及时更换受损配件，可以有效避免在试井过程中出现意外，还应提前准备好井下工具的维护保养工具。作业时，操作人员必须严格按照要求进行作业，防止由于操作原因导致问题。在作业过程中碰到的复杂情况，针对问题的根源制定出相对应的处理地措施，处理复杂情况要严格按照工具的参数执行，出现异常情况时要认真分析，以免出现更复杂的井下情况。参考文献：1徐春雨.MFE和APR地层测试工具常见问题分析J.内江科技，2008(08):96+151.2李加明.MFE和APR地层测试器应用技术探讨J.油气井测试，2010(04):33-35+38 3申军武，唐茂华.P26X井下复杂情况原因分析与处理J.西部探矿工程，2011(03):47-48+50.4李美涛.井下几种常见复杂情况与事故处理J.当代化工研究，2016(02):63-64.作者简介：王骏琛（1995），男，汉族，山东东营，硕士研究生，助理工程师，研究方向：试油测试。纵向减震器传压管刺漏部位