川庆钻探长庆井下技术作业公司 陕西西安 710016
摘要：随着长庆油田气井小井眼井筒的大规模应用，钢丝作业由过去单纯测压转换为通井、测压、投捞节流器等多种作业。随着钢丝作业井数的增加，钢丝作业事故也时有发生。苏里格南某井在打捞节流器时，发生钢丝断裂事故，致使钢丝和工具串全部落井，使问题复杂化。通过分析事故原因，本着“保安全，不新增事故”原则，经过计算分析和精心选择打捞工具，制定了具体打捞方案，成功打捞出所有的落井钢丝和工具。本文对这一打捞过程和步骤分析进行说明，为类似事故处理提供参考依据。
关键词：钢丝作业；落井；打捞
苏里格气田SN-0X井打捞卡瓦式节流器时，因节流器密封胶皮筒膨胀，抓住卡瓦式节流器后上提过程中一直遇阻。上提的过程中张力超过700kg时，因为上提过程中节流器继续上行，现场操作人员没有及时分析原因，将张力进一步拉大。最终，将张力拉到1200kg，钢丝发生断裂，在地滑轮处发生断裂。1460m钢丝和打捞工具串（带节流器）全部落入井内。因该井后期需要速度管柱作业。如果不能及时处理，会大大影响后续的作业计划。因此针对该次故障复杂处理进行了数次技术技术讨论分析，制定了详细的打捞方案，通过现场有效实施，顺利打捞出全部落井钢丝和工具串，同时也打捞出节流器。
一、作业背景及井况
该井为苏里格南部区域一口气井开发井，2016年8月完钻，采用3-1/2″套管完井，井型为定向井，造斜点为890m，井筒最大井斜为23.55°。于2017年3月至5月完成压裂试气作业，采用光套管完井，套管内径为74.22mm，在3585m处有内径为68.6mm预置式坐落短节一个。2017年7月投产前下入预置式节流器，开井失效，更换预置式节流器仍然失效。于是在1950m处下入打捞颈为44mm的卡瓦式节流器。2018年10月，因该井产量衰减，地层出水，计划捞出卡瓦式节流器，再下入1.5寸连续油管作为速度管柱，开展排水采气工艺。
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图1 SN-X井井身结构图
二、工具串落井发生过程及原因分析
（一）钢丝及工具串落井过程
该井在进行卡瓦式节流器打捞作业，入井钢丝为3.2mm（0.125in），入井工具串从上到下依次为1.875in钢丝绳帽+1.875in变扣+1.875in加重杆+1.875in弹簧振击器+1.875in机械振击器+2.5inJD打捞工具。
工具串入井后，下放至1940m遇阻，JD打捞工具已抓住节流器打捞颈。先后使用弹簧振击器后机械振击器上击，尝试20次后，节流器还是没有顺利解封。于是，现场作业人员决定下击剪切销钉，在下击2次之后的上提验证中，发现节流器解封，于是便开始上提节流器。在上提的过程中张力超过700kg时，现场操作人员没有进行请示汇报，将张力进一步拉大。最终，在1440m处，将张力拉到1200kg，钢丝发生断裂。在地滑轮处发生断裂。钢丝从地滑轮处断裂，校深零点为地面，井内1440m钢丝加上地面以上20m钢丝，合计长度为1460m。
落鱼结构为：1460m3.2mm钢丝+1.875in钢丝绳帽+1.875in变扣+1.875in加重杆+1.875in弹簧振击器+1.875in机械振击器+2.5inJD打捞工具+2.75in卡瓦式节流器，总长5.8m。
（二）原因分析
该井所用卡瓦式节流器所用胶皮筒膨胀性，根据前期打捞出该型节流器实际测量结果，胶皮筒在地面外径为76-78mm，远超过井筒内径，当节流器未能完全解卡且胶皮筒严重膨胀时，与井壁之间摩阻较高。该井因产层出水，井内液面位置较高，再由于胶皮膨胀和节流器平衡孔未能正常工作，上提节流器时仅4.37mm节流嘴作为过流通道，流体产生阻力。在井筒摩阻和流体阻力双重作用下，上提节流器过程中张力不断增大，但仍继续缓慢上行，现场人员未能分析原因，继续增大上提张力，瞬间峰值达到钢丝破断拉力，导致钢丝断裂。
三、打捞方案选择
处理原则：处理井下故障复杂切勿盲目下井处置，应该详细分析发生原因并制定处理方案，在施工程序的指导下按步骤进行处理。坚决防止在处理过程中再次发生钢丝断裂、工具串落井，为事故处理增加难度。
经过讨论分析，认为如果节流器仍与工具串相连，直接抓住钢丝整体打捞，上提时阻力依然过大，再加上落井钢丝和工具串重量，打捞难度过大。应分别打捞钢丝和工具及节流器。
形成最终打捞思路为：探井下钢丝头深度→下入盲锤穿过钢丝到达落井工具串绳帽处，砸断钢丝绳头→打捞落井钢丝→打捞落井工具串→打捞节流器。
（一）钢丝头在井下的深度计算
钢丝落井后，会由原来伸直状态变成弯曲状态，在井筒内呈螺旋形排列。钢丝收缩长度与钢丝的尺寸和使用年限、油管内径、井液（油、水或气等）、钢丝破断时的拉力等因素有关。一般情况下，钢丝在油管里会缩短1.0%-1.5%，拉力越大，收缩越长；钢丝尺寸越大，油管内径越小，钢丝在井下收缩长度越小。
地面钢丝破断后，如果井下工具没有被卡就会自然下滑到有挡的地方。要在工具被卡或挡住的深度计算钢丝头的深度。该井工具串会滑落到坐落短节位置（3585m）。
计算钢丝头在井下的深度：
查阅相关资料3.2mm在3-1/2″管柱中每千米收缩率为17m，考虑工具串长度及套补距，计算钢丝头在井下的深度为2135m左右。
（二）砸断钢丝工具串选择
砸断钢丝工具串要穿过1000余米的钢丝，尽量保持尺寸一致，避免形成台阶面钩挂钢丝。要合理选择加重杆，太重的加重杆可能会砸坏井下绳帽。机械震击器不能使用链式震击器，因为砸断钢丝绳头后，钢丝可能反弹，卡在链式震击器里，所以必须选用管式震击器，
最重要的盲锤的外径要适合管柱内径和绳帽外径，能满足最低要求即可，过大时通过钢丝风险高。
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图2 盲锤外径选择示意图
计算得出使用的盲锤外径需大于50.4mm，为保证下砸效果，选用2.3in（58.4mm）盲锤进行作业。
（三）其它打捞工具选择
1.砸断后打捞钢丝工具选择
下入钢丝内捞矛：选择内捞矛使用要求，标准为先二爪后三爪使用原则。在操作内捞矛使用上，不是连接起来就可以用的，要经过修整、处理才可用。如二爪内捞矛的前端是一样长的，用时要将内钩较深的一爪去掉一部分（没有内钩较长），人为造成长短，将去掉后的一爪头进行内外修整。调整外径，等于油管内径即可或小于。连接该工具时又有要求，分为硬连接和软连接两种方式，硬连接就是处理打捞的钢丝强度大于井下落鱼钢丝强度，没有脱手地方，软连接就是处理打捞的钢丝与井下落鱼钢丝相同时，在它们之间要连接脱手工具。即用“R”系列或者“JU”系列工具组合。
2.打捞落井工具串及节流器工具选择
同样选用“R”系列或者“JU”系列工具组合，可以上击脱手。
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图3 R”系列和“JU”系列工具示意图
3.钢丝探绳器选择
打捞之前需要下入钢丝探绳器工具，目地是：探井下落鱼钢丝深度位置并将鱼顶钢丝造弯，便于下入捞矛打捞。
下入钢丝探绳器技术要求：选择适用于作业油管内径的钢丝探绳器工具，将钢丝探绳器的底部内外修整，测量其底端外径同圆，并调整该工具底端外径达到小于作业井油管内径，等于减去钢丝直径的钢丝探绳器工具。
四、打捞施工经过
（一）钢丝探测落井钢丝深度
使用2.7in（69mm）探绳器，探得鱼头的位置为2115m。考虑到井斜影响，与计算位置相差不大。
（二）使用盲锤穿过钢丝下砸落井工具串绳帽
下入2.3in（58.42mm）盲锤，顺利穿过2115m 钢丝鱼头位置。下至落井工具串绳帽处下击15次。后上提，上提过程中在2920m处张力出现异常，上涨至600kg。后经过反复活动，工具串顺利通过。工具串起出井口，观察盲锤有明显的钢丝及绳头痕迹。以此判断落井钢丝已顺利从落井工具串绳帽处断开。
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图4 盲锤砸绳帽后起出外观图
（三）使用三爪内外结合钩打捞落井钢丝
打捞之前下入2.7in（69mm）钢丝探绳器工具，探井下落鱼钢丝深度位探得钢丝绳头位置2113m，反复下压将鱼顶钢丝造弯。
使用2.8in（71mm）爪内外结合钩工具，该工具含中轴外钩，，本体外径为68mm，入井前将3只爪修整。
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图5 三爪内外钩打捞工具串示意图
三爪内外钩在鱼头处试抓7次抓住，每次下抓不超过3m。抓住后上提工具串，上提过程重落井钢丝在 2092m处脱落。再次下放三爪内外钩至2125m 遇阻，在3m的范围内试抓5次抓住。抓住后上提工具串。当到达1942m处时，落井钢丝再次发生脱落。后下探至1965m处探得鱼头。开始试抓，试抓3次，第3次因三爪内外钩下入过深，被落井钢丝缠绕，上提工具串时发现遇卡，上提张力最高拉到800kg，后进行上击，管式震击器有效震击一次解卡。
工具串带着落井钢丝绳头到达井口，关闭防喷器下上闸板后，泄压拆下防喷管，发现落井钢丝绳头成功伸出防喷器。后使用铜夹板夹住钢丝，用钢丝反穿防喷盒。钢丝穿过防喷盒后，与钢丝绞车2.7mm钢丝（另一滚筒）相连接，两端钢丝使用手工编制绳头进行连接。
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图6 三爪内外钩捞出钢丝到井口
使用绞车缠剩余钢丝。起出约1000m时，落井钢丝从防喷盒处跳槽，钢丝呈弯曲状态。为了安全起见，使用人力尝试拉钢丝，发现拉不动。于是现场关闭防喷器下闸板，取掉防喷盒进行检查。发现进入防喷盒盘根处的落井钢丝出现了弯曲，并且在刚刚通过防喷器下闸板的地方出现了绕环打扭的情况。重新拉出钢丝后，再次用落井钢丝反穿防喷盒，将剩余钢丝全部起出。
通过深度对比分析，下入盲锤后上提过程中在2920m处遇阻时解卡过程中在此处钢丝绕环打扭。
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图7 起出钢丝上绕环处与捞出落井钢丝
（四）使用RB工具打捞落井工具串
使用2.5inRB工具，上击切断销钉丢手。安装铜销钉，入井前做了切销钉的地面试验，脱手正常。
工具串入井，下放至3572m处遇阻，经上提验证，发现RB抓住落井工具串。上提张力持续上涨至600kg，根据张力判断，落井工具串带着卡瓦式节流器往上走。因为张力一直维持在600kg，故上提速度较慢。当工具串到2534m时，张力突然从600Kg降低至200kg，判断落井工具串从RB处脱掉，工具串起出井口，检查发现RB销钉切断。分析判断为落井工具串的弹簧震击器工作，造成上顶切断RB铜销钉。
更换RB工具内铜销钉为钢销钉，重新入井打捞。13时10分，打捞工具串再次入井。下放打捞工具串至 2307m处遇阻，尝试 1次抓住工具串，上提张力575kg-600kg。上提张力过大，上提速度很慢。到达200m时，张力上涨至700kg。采取得方案是张力过大时就缓慢下放或停车，再尝试上提几米。循环使用此方法，200m的剩余深度花费1个小时起出。成功起出落井工具串及卡瓦式节流器。起出的节流器胶皮缺失一块。
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图8 起出节流器外观图
五、总结
使用盲锤穿越落井钢丝存在被钢丝缠绕的风险，在本次作业中，2.3in盲锤上提至2920m出现张力异常。并在后面落井钢丝的打捞中发现了绕环钢丝。若盲锤当时没能够顺利起出，将会使该井的情况进一步复杂化。② 三爪内外钩的选用要根据管柱内径，过小的三爪内外钩容易穿过落井钢丝造成井况复杂。并且试抓钢丝因该具有足够的耐心，下抓不超过鱼头深度3m，避免落井钢丝在三爪内外钩处抱团，造成井况复杂。本次作业中在第3次试抓钢丝中，就出现了抓得太深，三爪内外钩被卡得情况。幸好在管式震击器起作用后成功解卡，不然进一步造成井况复杂。
结合本次打捞打捞情况，如果最开始先用三爪直接抓钢丝整体打捞的方案风险过大。查看打捞出的节流器，发现节流器打捞工具2.5inJD（由甲方提供）的销钉根本无法正常切断，2.5inJD芯轴过短。这样以来无论何种情况落井工具串都只能带着卡瓦节流器一起走。而根据打捞落井工具串的张力来看，只是携带落井工具串和卡瓦节流器，张力就已达到600kg，如果用三爪内外钩直接抓钢丝提落井工具串，恐会出现张力过大的情况，极易造成井况复杂。
RB工具的销钉非常容易切断，结合本次打捞实际来看，若以后打捞过程有需要，可以尝试使用钢销钉。当然所有的工具在入井前都必须做好功能测试，确保每一个工具串在井筒内都能起作用。
总体来看，钢丝打捞技术需要扎实的理论基础、丰富的现场经验和高超的操作技术，缺一不可。
参考文献：
[1] 卜现朝．海上某井钢丝打捞作业案例分析．油气井测试，2017，8。