海洋石油采油常用生产管柱

文章编号：1000 − 7393(2022)06 − 0758 − 05 DOI: 10.13639/j.odpt.2022.06.015海上油田防砂管柱打捞关键技术高永华1 胡晋阳2 丁鹏飞2 许清海21. 中海石油(中国)有限公司天津分公司；2. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司引用格式：高永华，胡晋阳，丁鹏飞，许清海. 海上油田防砂管柱打捞关键技术［J ］. 石油钻采工艺，2022，44（6）：758-762.摘要：现有的防砂管柱打捞技术对割点位置、井斜和钻具组合对切割作业的影响考虑较少。

从打捞防砂管柱的关键环节切割和套铣入手，确定了水力机械切割点位置，对切割时刀片受力进行了计算，并对切割影响因素进行了分析，阐明了套铣防砂管柱的关键技术。

研究表明：井斜小于12°，应适当增加钻铤数量来提高钻具旋转稳定性；井斜在12°~55°之间，应减小切割压力、增加钻铤数量、延长切割时间来保障切割作业；井斜大于55°，选择减小切割压力、减少钻铤数量、增加扶正器或者减扭器来提高切割成功率。

应用该技术在渤海油田辽东、渤南、渤西区块共进行60余井次防砂管柱打捞作业，大幅度提高了防砂管柱打捞效率和大修作业时效。

关键词：防砂管柱；打捞；切割；井斜；钻具组合；套铣中图分类号：TE358 文献标识码： AKey technology for sand control tubing fishing in offshore oilfieldsGAO Yonghua 1, HU Jinyang 2, DING Pengfei 2, XU Qinghai 21. CNOOC Limited Tianjin Branch , Tianjin 300452, China ;2. CNOOC Energy Technology & Services Limited , Drilling & Production Co., Ltd., Tianjin 300452, ChinaCitation: GAO Yonghua, HU Jinyang, DING Pengfei, XU Qinghai. Key technology for sand control tubing fishing in offshore oilfields ［J ］. Oil Drilling & Production Technology, 2022, 44(6): 758-762.Abstract: The current sand control tubing fishing technology has less consideration for the effects of the cutting position, well inclination and bottomhole assembly on the cutting operation. This research focused on two key points of fishing sand control tubing −cutting and milling and identified the cutting positions of the hydraulic mechanical cutting tool. The force on cutters during cutting was calculated, the factors affecting cutting were investigated, and the key technology for milling of sand control tubing was clarified. The research showed that with well inclination less than 12°, extra drill collars are required to improve the BHA rotation stability; with well inclination of 12°−55°, the reduction of cutting pressure, increase of drill collars, and prolonged cutting time should be adopted; with well inclination above 55°, it is required to reduce the cutting pressure, decrease drill collars, and place extra centralizers or torque reducers to improve the cutting power. Over 60 sand control tubing fishing operations using the presented technology were performed in the Liaodong, Bonan, and Boxi blocks of the Bohai Bay oilfield, which greatly enhances the fishing efficiency of sand control tubing and well intervention time-efficiency.Key words: sand control tubing; fishing; cutting; well inclination; bottomhole assembly; milling基金项目: 中海石油(中国)有限公司科技项目“渤海油田3 000万吨持续稳产关键技术研究”(编号：CNOOC-KJ 135 ZDXM 36 TJ01-GD)子课题“渤海油田注水井大通径分层防砂技术研究与应用”部分研究成果。

491 概述“Y”型分采管柱是我国在海洋石油资源开发的重要手段，作为油气井的“血液”和“脉络”，生产管柱是井下油气输送到地面，以达到油气田开采目的的通道。

当井下工具或者电泵机组存有问题而不能实现开采，需要进行修井作业的时候，往往因地质、管柱结构等诸多因素，导致管柱遇卡、遇阻等井下复杂情况。

本文结合渤海油田的特点，就现场作业过程中的遇阻、遇卡等井下事故，从地质、井下工具、管柱结构等进行分析，并提出预防措施，为今后修井作业提供了可靠借鉴。

2 生产管柱卡阻原因分析修井作业过程中，采取了一定的预防措施，生产管柱也可能会发生卡阻。

发生管柱卡阻的直接后果就是增加修井作业的成本、降低时效，甚至导致作业井的失败。

因此对“Y”型分采管柱卡阻原因的正确分析便成为了处理此类复杂情况关键所在，只有正确找出管柱卡阻的具体原因，才能对症下药解决问题。

结合作业经验现主要对以下四方面原因进行分析。

2.1 地层构造原因油气田在前期开采过程中因出砂、结蜡、结垢等导致管柱遇卡阻，都可以归为地层原因导致的管柱遇卡井下事故。

生产过程伴随着地层液不断的流动，地层中的砂子随流动原油进入筛管内，当遇到接箍、或者井斜较大的拐点处，便会形成沉积，导致分采段和定位密封处的生产管柱被砂埋或者油管壁附有地层砂颗粒，从而直接导致生产管柱因出砂不能正常起出井口，称之为砂卡。

此类管柱遇卡通常集中在分采段，对深井作业有着极大的考验。

同样随着地层高含蜡原油不断举升到地面，伴随温度的降低析出的蜡便会附着在油管壁，不断聚集的蜡增加了管壁的摩阻，后期动管柱修井作业时，这些蜡便成了管柱起出井口的最大阻碍，从而造成管柱卡阻，称之为沾粘卡。

此类井下事故多发生在高含蜡油气田。

2.2 异物落井原因在“Y”型分采管柱作业过程中因异物落井导致的管柱遇卡而无法将井下管柱起出井口的现象，我们习惯称之为机械卡钻或者人为卡钻，其因异物位置和状态的不确定性，此类井下事故也是众多复杂情况当中最难解决的井下作业事故。

石油常用专用管螺纹和管材的类型及规格一、前言在石油工业发展过程中，API系列规范的石油管专用螺纹起着不可或缺的作用。

石油管专用螺纹主要分为两大类：用于井下工具及钻柱构件连接的石油钻具接头螺纹及用于油套管连接的油套管接头螺纹。

随着油井气钻采作业向更深、更高压力和更高温度等更苛刻工况条件的方向发展，而且石油钻采工艺技术不断的进步，常规石油管螺纹很难满足油田的开发需求。

本文就石油常用专用管螺纹和管材的主要类型、规格及发展现状作相应的介绍。

二、钻具接头螺纹钻具接头螺纹用于如钻铤、钻杆、钻具稳定器及转换接头等钻井工具及钻柱构件的连接。

目前生产和检验依据的标准主要是API SPEC 7。

（螺纹外观见图3）API SPEC 7称钻具接头螺纹为“旋转台肩连接”，是石油钻探行业连接钻柱构件最主要的机械机构。

这种带锥螺纹具有通过轴向位移来补偿连结部分直径误差的特点，因此互换性程度高、结合紧密和装拆容易。

其技术特点为英制锥管螺纹、有台肩连接、三角形螺纹，在管材连接中应用极为广泛。

其主要螺纹型式如表1所示。

表1：钻具接头螺纹类型序号螺纹型式英文写法螺纹牙型规格与种类1 数字型（NC）Number style connection theads V-0.038R NC23-NC77 共计 13 种2 内平型 ( IF ) Internal-flush style connectionthreads V-0.065 23/8in-51/2in 共计 6 种3 贯眼型( FH ) Full-hole style connection threads V-0.065V-0.050V-0.040 31/2in-65/8in 共计 5 种4 正规型( REG ) Regular style connection threads V-0.050V-0.040 23/8in—85/8in 共计 8 种1.内平型螺纹该型钻具接头螺纹连接外加厚或内外加厚钻杆，形成钻杆接头内径、管体加厚内径与管体内径相等或近似的通径。

孤岛油田油水井作业管柱图例编写：田庆国、孙晋祥、韩学良审核：付继彤、孙宝京批准：刘恩胜孤岛采油厂作业管理中心二零一零年三月前言近年来，孤岛油田在防砂、热采、堵水等采油工艺方面，形成了一整套油水井开采及施工常用管柱。

为了使从事采油、作业的工作人员较为系统地认识和应用，规范管柱结构录入工作，满足生产要求，我们整理完善了“孤岛油田油水井作业管柱图例”。

包括采油管柱、卡封管柱、防砂生产管柱、水井管柱、施工管柱、常用套管结构示意图、工具图例七部分内容，较为详细的介绍了目前孤岛油田油水井管柱结构，可供采油厂从事采油、作业的工人、干部和技术人员使用和参考。

在编写过程中，得到了工艺所史宝光、张德杰，信息中心刘建平、范靖，作业大队（西区）陈良虎、蔡学卫、刘兴山，作业大队（东区）翟省杰、王效雷、刘相奎等单位领导、专家的大力支持，谨此表示感谢。

由于编辑时间紧，水平有限，难免存有错误及不足之处，欢迎广大读者提出宝贵意见，以便进一步修改和完善。

目录一、采油管柱[1] 普通抽油泵生产管柱 (1)[2] 下螺杆泵生产管柱 (3)[3] 下水力喷射泵生产管柱 (5)[4] 下电泵生产管柱 (7)二、卡封管柱[5] 下丢封封下采上生产管柱 (9)[6] 封上采下生产管柱 (11)三、防砂生产管柱[7] 滤砂管防砂生产管柱 (13)[8] 金属滤砂管防砂生产管柱 (15)[9] 绕丝筛管(割缝)防砂生产管柱 (17)[10] 水平井下金属滤生产管柱 (19)四、水井管柱[11] 光油管注水管柱（带喇叭口） (21)[12] 空心分层注水管柱 (23)[13] 偏心分层注水管柱 (25)[14] 单层注聚管柱 (27)[15]双管分层注聚管柱 (29)五、施工管柱[16]腹膜砂、酸化、堵水等光油管施工管柱 (31)[17]分层防砂施工管柱 (33)[18] 注水泥塞施工管柱 (35)[19]分层酸化、堵水、测调施工管柱 (37)[20]压裂施工管柱 (39)[21]绕丝筛管（割缝）正循环充填施工管柱 (41)[22]绕丝筛管（割缝）反循环充填施工管柱 (43)[23]高压充填（绕丝防砂）施工管柱 (45)[24]水平井正充填施工管柱 (47)[25]水平井逆向充填施工管柱 (49)[26]热采注汽施工管柱（带封） (51)[27]热采注汽施工管柱（不带封） (53)[28]验串、封串施工管柱 (55)[29] 双封找漏施工管柱 (57)[30] 冲中心管施工管柱 (59)[31]水平井均匀注汽施工管柱 (61)六、常用套管结构示意图[32]裸眼完井 (63)[33]套管射孔完井 (64)[34]小套管完井 (65)[35]套管补贴完井 (66)[36]割缝衬管完井 (67)[37]水平井筛管完井 (68)七、工具图例 (69)一、采油管柱[1] 普通抽油泵生产管柱- 1 -技术要求：1、尾管深度应距离防砂鱼顶以上5-10m；2、泵的沉没度在200米以上。

分层生产管柱图正常封下采上管柱正常封两头采中间管柱正常封上采下管柱正常封中间采两头管柱图1 图 2 图 3 图 4防顶生产管柱图打防顶简化封下采上管柱打防顶简化封上采下管柱打防顶简化封中间采两头管柱图 5 图 6 图7适用条件：Φ70、Φ95泵排量大，液柱载荷也大，抽油时的液柱载荷使管柱移动和振动，在这一交变载荷作用下封隔器卡瓦很容易打滑失效。

采用打防顶的方法可以简化管柱，避免封隔器失效。

对于层间跨度大、泵离封隔器较近的井应采用该种管柱，防止封隔器蠕动引起失效和管柱弯曲。

Φ56 、Φ44、Φ38 泵油管锚定需将总成改为油管锚。

出砂井管柱图防砂卡泵管柱图沉砂管柱图沉砂管柱图光管单层生产管柱打防顶简化封两头抽中间沉砂管柱封下采上沉砂管柱图8 图9 图10适用条件：1、防砂卡泵管柱适用于出砂造成砂卡泵的井2.、沉砂管柱适用于井筒沉砂口袋大的井可洗井管柱图图11适用条件：油稠、地层压力低、井漏的井采用可洗井管柱防止洗井水污染地层。

螺杆泵生产管柱图单层生产管柱封下采上管柱图12 图13适用条件：适用于油稠﹑出砂﹑低排量的井喷射泵生产管柱图封上采下管柱单层生产管柱图 1 4 图15适用于油稠﹑结蜡﹑动液面低的井保护套管管柱图图18由于卡瓦容易损坏套管，为了保护小夹层段的套管，需将卡瓦封隔器下于小夹层之外，如果小夹层段还有套管接箍，可下两级Y111-封隔器，可保证有一级封隔器不在接箍上。

油层上部套漏井管柱图封下采上套漏井生产管柱封上采下套漏井生产管柱图16 图17适用条件：适用于油层上部套窜的井油管锚生产管柱光管生产配套油管锚管柱图分层生产配套油管锚和伸缩管管柱图图19 图20油管锚的适用条件：1、适用于Φ44mm、Φ56mm的普通泵。

2、适用于套管外径Φ146mm的油井。

3、适用于光管生产的井，4、适用于泵与封隔器之间的距离小于200米的油井。

绕丝筛管防砂管柱图电伴热生产管柱图21 图22适用条件：1、严重出砂井，油砂中值大于0.15mm 。

第七章生产完井管柱完井管柱设计是完井工程的重要环节，完井工程的最终目的要通过完井管柱来实现。

海上油（气）田完井管柱的设计必须遵循以下原则：1）完井管柱必须与井下状况（包括油气层层系、产能、水动力系统、流体特性等）相适应；2）完井管柱必须与地面条件相适应；3）完井管柱必须满足油气田开发方案的要求；4）一般都应具备测试功能和自动控制的安全功能；5）尽可能减少或避免生产过程的起管柱作业，因此，一般都应具备钢丝作业或（和）连续油管作业的功能，减少生产操作费；6）结构和施工尽可能简单，降低投资费用。

完井管柱一般可按以下分类：热采注水管柱单管合采自喷单管分合采双管分合采生产完井管柱油井生产管柱电潜泵气举人工举升射流泵气井生产管柱螺杆泵水力活塞泵本章将介绍海上常用的自喷井完井管柱、气井完井管柱、气举井完井管柱、电潜泵完井管柱、射流泵完井管柱、螺杆泵完井管柱及注水井完井管柱的结构特点、适用范围和设计要点以及生产完井管柱的受力分析。

本章各管柱中，在井口与第一级封隔器之间或两个液压封隔器之间，是否需要连接伸缩节，在实际设计中必须对管柱可能的受力载荷变化情况进行计算确定，不受示例管柱的限制。

有关作业施工程序和操作规程，各油公司都有具体的规定或标准，施工时应严格执行，本文也不作详细叙述，仅在一些比较特殊或难度较大的地方提出需注意的要点。

第一节自喷井完井管柱本节将重点介绍单管合采完井管柱、单管分采／合采完井管柱和双管完井管柱。

一、单管合采完井管柱一般管柱结构如图7-1-1所示。

1．管柱特点l）结构简单，施工容易，投资费用低；2）适用于多层系统中，进行多层合采（在各层压力系统和流体物性比较一致情况下各层同时射孔生产）；3）既适合于前期自喷生产，又可用于后期的射流泵生产，所以特别适用于没有修井能力的平台条件；4）封隔器和井下安全阀构成安全防溢油的功能，确保油井安全。

2．管柱上各井下工具名称及功能（1）安全阀液压控制管线：其出口连接到井口采油树，由地面液压系统控制井下安全阀的开关，其选择参阅第四章。