插管封隔器對完井工藝的優(yōu)化研究與應用

朱和明， 張亞洲， 曹海濤， 王志剛, 牛芳年, 李 婧

(1中國石化石油工程技術研究院 2德州大陸架石油工程技術有限公司 3中石油玉門油田分公司老君廟采油廠)

隨著國內(nèi)頁巖氣和低滲透油氣藏的逐步開采，對封隔懸掛器提出了更高的要求，國內(nèi)封隔懸掛器存在封壓低、錨定效果差等問題，通常采用機械坐封的方式且坐封載荷要求高。常規(guī)封隔懸掛器無法滿足低滲透油氣藏的開發(fā)[1]，在此基礎上設計大通徑插管封隔懸掛器，利用大通徑插管封隔懸掛器對各種類型完井工藝進行優(yōu)化研究，并在大牛地氣田多井次進行應用且取得良好的使用效果，包括優(yōu)化橋塞分段壓裂完井管串，降低施工風險及完井成本，采用插管封隔器作為其回接管柱的錨定及環(huán)空封隔(如JPH432等)，配合可提出球座的篩管完井管柱的懸掛(如J66P8H井等)。

圖1 插管封隔懸掛器

1 插管封隔器結(jié)構參數(shù)

大通徑插管封隔懸掛器主要包括三部分：封隔懸掛器,插管,送入插頭。其中插管與封隔懸掛器采用扣連接，插管在封隔懸掛器的上部，送入插頭在插管內(nèi)部與插管采用鎖緊扣連接，該鎖緊扣用于管柱的送入以及丟手，為防止丟手過程中旋轉(zhuǎn)管柱導致管柱卸扣，該丟手采用正轉(zhuǎn)丟手，送入插頭及封隔懸掛器內(nèi)徑與尾管內(nèi)徑相同，保證尾管的通徑[2-4]。

2 橋塞分段壓裂工藝優(yōu)化及應用

2.1 存在問題及優(yōu)化

橋塞分段壓裂完井在施工過程中需要全井下入完井套管，若全井固井因水泥漿環(huán)空壓力過高易壓漏地層，通常采用回接固井的方式，為降低施工風險及完井成本，優(yōu)化橋塞分段壓裂工藝，在不影響橋塞壓裂基礎上調(diào)整完井管串結(jié)構，壓裂施工之前進行套管回接，壓裂施工結(jié)束后可起出上部套管，該套管可重復使用，降低成本[5]。

2.2 工藝流程

橋塞回接管串結(jié)構如圖2，采用封隔式尾管懸掛器送入尾管，完成坐掛及固井，之后進行回接作業(yè)，回接管串最下部為常規(guī)回接插頭，為防止橋塞壓裂施工過程中管串上移，采用插管封隔懸掛器進行雙向錨定，插管封隔器上部配套插管插頭，在壓裂結(jié)束后可進行丟手作業(yè)，管柱下入后管內(nèi)憋壓完成坐掛、坐封。

圖2 橋塞回接管串結(jié)構圖

2.3 現(xiàn)場應用

JPH432井是華北杭錦旗區(qū)塊的一口評價井，完鉆井深為4 416 m，完井套管為?114.3 mm套管，插管封隔懸掛器底深為3 075.1 m，該井采取尾管完井，水平段長1 000 m，分11段進行酸壓改造，工藝上采用可鉆橋塞分段酸壓技術，有效改造目的層。進行尾管懸掛及固井后，依次下入常規(guī)回接插頭、插管封隔懸掛器、?114.3 mm套管，坐封封隔器，環(huán)空驗封后進行橋塞酸壓施工，最終成功完成該井的壓裂施工作業(yè)。

3 篩管完井優(yōu)化及應用

針對華北大牛地氣田某些低滲透油氣藏，產(chǎn)層只有一層且產(chǎn)層相同，存在氣頂及底水，井眼不穩(wěn)定，為天然裂縫性硬質(zhì)砂巖，同時水平井因其井斜過大易導致射孔槍等的下入困難，限制了完井方式的選擇，割縫篩管完井是開發(fā)該種油氣藏的有效手段[6]。

3.1 存在問題及優(yōu)化

割縫篩管完井通常采用常規(guī)懸掛器懸掛篩管進行完井作業(yè)，然而在酸洗過程中因尾管截面壓差會導致懸掛器解掛，尾管管柱出現(xiàn)回頂，同時管串下部需要增加盲板或球座用于懸掛器憋壓坐掛，后期鉆除易導致篩管堵塞影響產(chǎn)液。為解決上述問題，優(yōu)化篩管完井管串結(jié)構，采用插管封隔懸掛器進行懸掛，配合可提出球座用于懸掛器的坐掛，之后送入鉆具丟手后將球座提出，無需在管串下部配套常規(guī)球座或盲板[7]。

3.2 工藝流程

采用鉆具或油管連接插管封隔懸掛器進行尾管的送入，丟手插頭連接可提出球座組裝在插管封隔懸掛器內(nèi)部，插管封隔懸掛器下部連接套管及割縫篩管，管串下入至預定位置后投入憋壓球，打壓完成懸掛器坐掛后坐封，正轉(zhuǎn)丟手后將送入鉆具及可提出球座起出。

圖3 篩管完井管串結(jié)構圖

3.3 現(xiàn)場應用

J66P8H是位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市東勝區(qū)的一口開發(fā)井，該井采用割縫篩管完井，后期進行酸洗，該井完鉆井深3 360 m，垂深2 363 m，水平段長800 m，其中砂巖總長度為766 m，上層套管尺寸為177.8 mm，完井套管尺寸為114.3 mm，送入鉆具尺寸為101.6 mm，在管串下入之前進行刮管作業(yè)，之后進行管串下入，坐封封隔器，環(huán)空試壓25 MPa，穩(wěn)壓5 min無壓降，正轉(zhuǎn)丟手，下入酸洗管柱進行酸洗，最高泵壓25 MPa，順利完成完井施工作業(yè)，最終該井無阻流量16.8×104m3/d，創(chuàng)造該區(qū)塊最高無阻流量記錄。

4 結(jié)論與建議

插管封隔懸掛器具有可靠的雙向錨定和環(huán)空密封性能，可實現(xiàn)管串的送入及丟手，適用于各種類型的完井工藝，并針對各工藝進行優(yōu)化，進一步降低了作業(yè)成本及風險，但該懸掛器在使用過程中同樣體現(xiàn)了其中的不足，需在該方面進一步研究，提高其適應性。

1)增加工具可解封、解掛功能，某些井在完成儲層改造后因減產(chǎn)等原因需要進行二次改造，原有完井管柱限制了二次改造措施的使用，需要將原管柱提出后進行二次改造，因此要求封隔懸掛器具有可解封、解掛功能。

2)增加液壓丟手功能，現(xiàn)有插管封隔懸掛器采用機械丟手，要求管柱下入過程中不能轉(zhuǎn)動，防止提前丟手，針對某些復雜井眼存在管串下入困難的問題，限制了其解決方案的選擇。