油井环空测试电缆缠绕油管的原因分析及排除

【摘 要】环空测试技术是一种经济而有效的、从抽油井（指有杆泵采油井）油、套管环形空间起下下井仪器，直接测取油井生产动态参数的测井的试井方法。在抽油井油、套管环形空间起下下井仪器时，由于油、套管环形空，间通道狭窄，油井井况变化多端，下井仪器遇阻、遇卡和电缆（包括录井钢丝）缠绕油管柱等故障十分严重，严重地阻碍了环空测试技术的应用和推广。

【关键词】环空测试技术；电缆缠绕；预防；电缆缠绕的排除

在环空测试起下下井仪器的过程中，电缆穿越“月牙形”环空截面的窄缝而使测井电缆和下井仪器分别置于油管柱的两侧的现象，称为电缆绕油管，简称缠绕。

1.电缆缠绕的分类

电缆缠绕的油管柱故障一般可分为四大类。一是过油管缠绕。下井仪器过油、套管环形空间而进入井底套管中，然后，又从井底套管中返回油、套管环形空间所形成的缠绕，称为过油管缠绕；二是环空缠绕。下井仪器未出油、套管环形空间就形成的缠绕，称为环空缠绕；三是多圈缠绕。电缆缠绕油管量超过一圈和电缆在井底“打结”的现象，统称为多圈缠绕；四是假性缠绕。下井仪器提到井口，在“月牙形”空间截面的尖部卡死，一时难于提出井筒的现象，称为假性缠绕。

2.电缆缠绕油管主要原因分析

2.1下井仪器外径过小

下井仪器外径过大，则无法下人井底。但若下井仪器外径小于油管柱完全偏心时的“月牙形”空间截面的窄缝，此种情况下，电缆缠绕油管柱几率将是最高。

2.2下井仪器质量太轻

下井仪器质量太小，无力将电缆拉直。由于电缆扭力的作用，常使下井仪器落人“月牙形”空间截面的尖部而被卡死形成假性缠绕。

2.3下井仪器外形结构的影响

一般情况下，外径相同的下井仪器在油、套管环形空间起下是比较顺利的，但如集流型仪器，发生缠绕的可能性就较多。常形成假性缠绕。

2.4电缆的粗细和新旧程度的影响

现场实践证实：新电缆扭力大，容易形成缠绕；直径大的电缆，由于难于穿越“月牙形”空间截面有窄缝而不易形成缠绕。但若一旦发生缠绕，则难于排除。

2.5起下操作的影响

由于起下下井仪器的速度不平稳，使电缆及下井仪器摆动大，下井仪器冲击油管接箍，使下井仪器在油、套管环形空间“跳槽”，从“月牙形”空间截面的一侧跳到另一侧，从而形成环空缠绕。

2.6液流上升速度的影响

由于抽油井抽汲作用的影响和流体举升的特性，井筒流体的流速是不平稳的。特别是油气比较高，产液量较大的油井，时常发生下井仪器与电缆运动的速度不同步的“顶钻”现象，造成多圈缠绕或“打结”。

2.7油管柱伸缩摆动的影响

在抽油过程中，抽油管柱的伸缩和摆动，也是形成过油管缠绕的一个不可忽视的原因。

2.8下井仪器在井下遇阻

下井仪器在井下遇阻，操作起下人员未及时停车，继续下放电缆，至使电缆在井下堆积，从而，形成多圈缠绕或“打结”。

2.9测试孔位置选择不当

测试孔位置应选择在与井斜方向同一轴线上，否则，常使下井仪器卡死于“月牙形”空间截面的尖部而造成的假性缠绕。

2.10井斜及方位的变化

油井井斜和方位的变化，常使下井仪器在通过油、套管环形空间进入井底而后返回时，由于下井仪器重力的作用而改变其原来路径，从而形成过油管缠绕。

3.电缆缠绕油管柱的预防措施

3.1合理设计下井仪器的外形尺寸

（2）下井仪器的上部电缆头，下部底锥的锥度一般应略大于油管接箍的倒角的2倍为好。这可以减少下井仪器与油管接箍的硬碰，使下井仪器在碰击油管接箍时有一向外的分力，从而避免卡死下井仪器。

（3）下井仪器必须有足够的质量，一是克服电缆的扭力，保证下井仪器将电缆拉直；二是克服密封电缆的摩擦阻力。质量较大的下井仪器也不易产生“顶钻”现象，因而，可减少多圈缠绕和“打结”的可能性。

3.2正确使用测试工艺设备

（1）在使用新电缆之前，一定要多次拖放电缆，尽力消除新电缆的较大扭力矩。

（2）在抽油管柱下部，最好安装上合格的防缠工具，使下井仪器按设计的路径行驶。

（3）若能在抽油管柱上设定特殊锚定装置，使油管不发生轴向位移和摆动，并能保证下井仪器下到井底。

3.3严格遵守起下操作规程慢起慢下

4.电缆缠绕油管柱的排除

4.1多次活动法

当发现下井仪器尚在井底，而提升负荷较大时，常判断为发生了缠绕。而且，很可能是多圈缠绕。或者是集流型仪器的集流部件未收回原状所造成。在这种情况下贸然加力上提，很容易造成拉断电缆下井仪器掉井的恶性事故。排除的方法是反复起下下井仪器。最好将下井仪器下出油套管环形空间而进入远离导锥的生产套管中。这样，有可能排除多圈缠绕，或者将未收回原状的集流部体磨坏，从而，使下井仪器顺利起出。

4.2转动井口法

对于假性缠绕，转动井口法非常有效。一般是将测试孔转向停在井筒中的下井仪器同一轴线上即可排除。对于“单转”环测井口，其转动井口解缠的方法有“直接转动法”和“小钩法”两种。

4.2.1直接转动法

直接转动法的工作原理是使下井仪器从“月牙形”空间截面的窄缝部位硬挤过去。具体操作是：在准确计深的情况下，将下井仪器置于距井口4―5m的位置，转动井口，若电缆进入井筒，则此转动的方向即为电缆缠绕方向。用人力拉紧电缆，顺着电缆缠绕的方向继续转动井口，井筒中的油管柱自身无自转地围绕套管中心轴线转动，由于管柱的挠性，下井仪器则可挤过“月牙形”空间截面的窄缝而达到解缠。

4.2.2小钩法

小钩法的工作原理是使电缆绕过“月牙形”空间截面的窄缝。具体方法是：用上述的方法确定电缆缠绕的方向，在地面距井口4-5m的位置处砍断电缆，转动井口，使电缆靠近套管的一侧孔（如套管四通），并用小钩将电缆钩出，使电缆与转动井口分离，逆着电缆缠绕的方向继续转动井口，同日寸拉动电缆，井筒中的下井仪器则移动到套管侧孔处与电缆下于同一轴线上，再用小钩将电缆从测试孔中钩出，从而将下井仪器提出井筒。此法十分可靠，成功率高。但一要砍断电缆，二要能放掉油井套压。对于有套压或动液面较高的油井，则必须压井后才能进行，故应用有一定的局限性。

4.2.3油管“自转”法

对于“双转”井口，当油管柱的上、下盘合为一体时，其结构和功能与“单转”井口相同，可用“直接转动法”和“小钩法”解缠。

即将上、下盘分离，转动上盘，可实现油管柱的“自转”（围绕油管中心轴线转动）。若“自转”的方向相同于电缆缠绕的方向，测试孔中的电缆则可绕过“月牙形”空间截面的窄缝而到达下井仪器的同侧，使缠绕的故障排除。此法对于套压或动液面较高，不能放套压的油井和排除多圈缠绕是十分方便的。但若使用的电缆直径大于“月牙形”空间截面窄缝，“自转”解缠就成为困难。不过，在一般情况下，大直径电缆也很难进入“月牙形”空间截面的窄缝。所以，缠绕的几率很小。

4.3抬井口法

在采用上述方法无法解缠的情况下，抬井口法却是最有效的方法，只要用作业机将偏心井提离套管法兰即可排除缠绕（但这是最不经济的）。

5.效果及评价

通过综合分析，造成抽油井油、套环空间起下下井仪器时，下井仪器遇阻、遇卡和电缆（包括录井钢丝）缠绕油管柱等故障的原因，主要受下井仪器的外形尺寸和质量、油井的生产特性、测试设备的性能、油井井斜和方位的变化、测试工艺的现场操作等因素的影响。因此，提高操作人员素质，做好测试的准备工作，电缆缠绕油管的故障则可减少或排除。通过上述各项措施以来，共实施环空测试48口井，全部获得成功。