雙封跨隔壓裂工藝管柱

崔志強　齊佳歡

摘 要：目前國內外應用連續(xù)油管設備拖動壓裂工藝管柱[1]，多采用雙封拖動或單封拖動施工工藝。雙封拖動壓裂管柱多采用油管或大直徑的連續(xù)油管。連續(xù)油管內加砂，對連續(xù)油管內表面磨蝕損傷，影響連續(xù)油管使用壽命;單封拖動壓裂管柱對于老井使用受到限制，尤其是老層段在目的施工層段的上部，單封拖動壓裂工藝管柱無法實現。鑒于上述原因研制雙封跨隔壓裂工藝管柱，實現了連續(xù)油管拖動在封隔老層的同時完成環(huán)空加砂壓裂[2]。

關鍵詞：跨隔;套管加砂;連續(xù)油管作業(yè);橋式通道

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.012

1 管柱結構

一種可使用連續(xù)油管連接封隔器，套管內加砂壓裂作業(yè)且能跨越、隔開老層段，直接壓裂下層目的層的雙封跨隔壓裂工藝管柱。完整的管柱配置為：連續(xù)油管、雙封跨隔壓裂工藝管柱上工具、水力錨、油管、雙封跨隔壓裂工藝管柱下工具、節(jié)流閥、射孔槍。

2 工作原理

連續(xù)油管內加壓使上工具先座封。下工具通過套管內提排量起壓[3]，液體經上工具的閥口進入工具內腔經油管越過跨隔層（老層）后到達節(jié)流閥后節(jié)流，完成水力錨錨定，同時下工具座封完成。實現連續(xù)油管作業(yè)施工套管加砂，隔層壓裂下層的目的。

3 工具動作實現過程

（1）雙封跨隔壓裂工藝管柱上工具實現壓裂液由套管轉換到油管并有效的封隔層：雙封跨隔壓裂工藝管柱上工具，通過連續(xù)油管內打壓，液流通過工具上端橋式通道進入到膠筒內腔，上工具處于坐封狀態(tài)，施工時連續(xù)油管內壓力保持恒定。壓裂時，通過連續(xù)油管外與套管之間的環(huán)形空間加砂壓裂，壓裂液通過上工具上端壓裂通道進入到工具下端，完成對封隔器以下層段的射孔壓裂。壓裂過程操作始終保持連續(xù)油管內壓裂高于油套環(huán)空壓力3-5Mpa。即使上工具上端內部的單流閥存在壓差。使封隔器一直處于坐封狀態(tài)。當壓裂施工完成后，釋放連續(xù)油管內壓力，使上工具解封。解封后，上提管柱拖動管柱，進行下一層段的施工。

（2）雙封跨隔壓裂工藝管柱通過水力錨實現管柱錨定：水力錨上部內側與雙封跨隔壓裂工藝管柱上工具下部外側絲扣固定連接于。用于壓裂作業(yè)時防止管柱蠕動。

（3）雙封跨隔壓裂工藝管柱通過上、下工具實現管柱封隔老層：雙封跨隔壓裂工藝管下工具為K344形式，下工具上部內側與油管下部外側絲扣固定連接。油管上部內側與水力錨下部內側絲扣固定連接。油管長度根據目的層跨度確定。

（4）雙封跨隔壓裂工藝管柱通過節(jié)流閥實現管柱座封：節(jié)流閥上部內側與雙封跨隔壓裂工藝管柱下工具下部外側絲扣固定連接。用于為雙封跨隔壓裂工藝管柱下工具提供節(jié)流壓力，使下工具座封。

（5）雙封跨隔壓裂工藝管柱通過管柱下端連接射孔槍完成對目的層射孔與壓裂：射孔槍上部內側與節(jié)流閥下部外側絲扣固定連接。用于壓裂前的射孔作業(yè)。

4 跨隔工藝實現過程

雙封跨隔壓裂工藝管柱上工具座封與雙封跨隔壓裂工藝管柱下工具座封通道相互獨立。

（1）上工具座封：是通過連續(xù)油管連接上工具上接頭，通過連續(xù)連續(xù)油管內打壓，液體在鋼球處由于節(jié)流壓力的作用，鋼球下行，接觸球座形成密封，液體經過鋼球上方導流套上部設有開孔，經由連接閥體上下端面的橋式通道，經過掛膠件上部內側與中心管上部外側固定連接處開有軸向通道進入膠筒內腔，完成漲封封隔器。

（2）下工具座封：是通過連續(xù)油管與套管之間環(huán)形空間注入壓裂液，液體流至封隔器閥體筒壁上開設有兩個橫向通道時，經過此通道流入封隔器內腔，經封隔器內腔后，經過下工具下方的節(jié)流閥，產生節(jié)流壓力，使水力錨及下工具漲封。漲封完成后即可隔開老層壓裂下封隔器的下層。

5 主要技術參數

最大剛體外徑：Φ114mm;最小內通徑：Φ50（過砂通道）;工作套管內徑：Φ124;工作壓力：70Mpa;工作溫度：90℃;工具長度：1500mm;坐封壓差：≥3MPa;連接扣型：27/8UPTBG。

6 操作規(guī)程

（1）通井、刮管。

（2）洗井。

（3）驗套。

（4）下井坐封。

1）下入管柱作業(yè)程序應符合如下的規(guī)定。按下井順序對所有工具進行地面排序。檢查每臺工具并填好記錄。

2）確認每臺工具在管柱連接中位置符合設計要求并填好記錄。下井管柱必須逐根過油管規(guī)，認真檢查、丈量準確，記錄丈量結果，絲扣涂密封脂上緊，連接油管前仔細檢查每根油管絲扣有無損壞，保證不刺不漏不斷脫。

3）嚴格控制管柱下放速度，連續(xù)油管下放速度≤300m/h。

（5）壓裂。

1）上工具座封：管柱下井到位后，連續(xù)油管內打壓，壓力至中心管鋼球處憋壓至安全壓力（至少15Mpa），液體到擋板單流閥處截止（考慮到彈簧支撐球作用，可將排量0.5-0.8，同時控制壓力小于安全壓力）液體經坐封通道進入到膠筒內腔，上工具坐封完成。（注：如油管內壓力高于安全壓力，拉斷安全接頭會丟手。）

2）下工具座封要點：上工具座封完成壓力保持，套管環(huán)空加頂替液提排量至套壓與油壓相等或套壓小于油壓2-3Mpa，目的是為了水力錨錨定充分、下工具坐封牢靠。然后提排量壓裂正常施工，要求提排量的同時保證油壓高于套壓至少5Mpa。

3）壓裂時注，注意觀察連續(xù)油管的載荷變化，發(fā)現異常時立即停止施工。

坐封上封隔器時，載荷應稍稍降低。

環(huán)空提排量時，由于水力錨的錨定，懸重也不會明顯增加。

（6）解封。

參考文獻：

[1]郝云虎.連續(xù)油管拖動技術在油田的應用[J].石化技術，2017（24）.

[2]王麗峰.連續(xù)油管底封拖動水力噴射環(huán)空加砂分段壓裂技術在九區(qū)石炭系水平井的應用[J].新疆石油天然氣，2017（13）.

[3]王瑤.適用于連續(xù)油管的封隔器管串結構及原理分析[J].石油礦場機械，2013（42）.