壓裂施工中管柱砂卡原因分析與解卡技術(shù)

辛廣峰+杜振紅+呂志勇

摘 要：目前采用壓裂對地層進(jìn)行改造是行之有效的手段之一，達(dá)到疏通地層，解除堵塞，增大過流截面，提高滲透率，提高油井產(chǎn)量。但在壓裂施工中經(jīng)常出現(xiàn)因各種原因造成管柱砂卡，分析壓裂管柱砂卡原因，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，采用組合解卡工藝技術(shù)，有效地解決了現(xiàn)場生產(chǎn)難題，同時(shí)縮短修井時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：壓裂管柱；砂卡；解卡；對策

中圖分類號：U445.55+8

引 言

為疏通地層，解除堵塞，增大過流截面，提高滲透率，提高油井產(chǎn)量，而采用壓裂對地層改造是目前行之有效的手段之一。在壓裂施工中經(jīng)常會出現(xiàn)因各種原因造成管柱砂卡，對于以往在作業(yè)施工現(xiàn)場，處理管柱的砂埋卡鉆事故時(shí)，通常采用大力上提、倒扣+套銑等作業(yè)手段來進(jìn)行解除，但當(dāng)油管砂埋深度較大（幾十米）時(shí)，強(qiáng)提活動解卡很難奏效；采用倒扣+套銑的作業(yè)手段，不但處理事故的周期長，難以奏效，而且投入的人力、物力和費(fèi)用也很大。針對現(xiàn)場作業(yè)中出現(xiàn)的壓裂管柱砂卡的問題，采用在油管內(nèi)下小直徑管柱沖砂，加破膠劑浸泡，并配合采用抽汲工藝，經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用，取得了良好的效果。

一、常規(guī)砂卡解卡工藝技術(shù)

1.常規(guī)砂卡原因分析

常規(guī)油水井管柱砂卡主要有以下幾個(gè)方面的原因：（1）油井生產(chǎn)時(shí)，油層中的砂子隨著油流進(jìn)入套管，隨壓力降低逐漸沉淀，使砂面上升埋住封隔器或一部分油管造成砂卡。注水井在注水過程中，由于壓力不穩(wěn)定或停注造成倒流現(xiàn)象，使砂子進(jìn)入套管，也會造成砂卡。

（2）壓裂時(shí)所用管柱的尾管過長，含砂比大，排量小，壓裂后放壓過猛等，均能造成砂卡。

（3）使用封隔器進(jìn)行分層或選層壓裂時(shí)，固井質(zhì)量不好、油層薄造成壓裂時(shí)管外竄或壓裂砂竄入封隔器、水力錨等大直徑井下工具之上，造成砂卡。（4）壓裂后，大斜度定向井探砂面，操作方法和負(fù)荷控制不當(dāng)，管柱擦入砂面，易造成砂卡。（5）沖砂時(shí)泵的排量不夠，使液體上返速度過小，攜砂能力差，不能將砂子完全攜帶到地面造成砂卡。井口倒灌或接單根時(shí)間過長，砂子下沉造成砂卡。（6）其它作業(yè)施工時(shí)，如填砂或注水井噴水壓降時(shí)噴率過大等，也能造成砂卡。

2.常規(guī)砂卡解卡的方法

常規(guī)的解除管柱砂卡的方法主要有以下幾種：（1）活動管柱解卡：對于卡鉆時(shí)間不長或卡鉆不嚴(yán)重的井，可上提或下放管柱，使砂子疏松解除卡鉆事故。（2）憋壓反循環(huán)解卡：發(fā)現(xiàn)砂卡后應(yīng)立即開泵循環(huán)，進(jìn)行反洗井。若能洗通，砂卡即解除；若洗不通，可采取憋壓后放壓的方法進(jìn)行解卡。（3）大力上提解卡：在設(shè)備載荷及井下管柱強(qiáng)度許可的范圍內(nèi)，采用大力上提而解卡。（4）誘噴法解卡：當(dāng)?shù)貙訅毫^高時(shí)，可采用靠地層壓力引起套管井噴，使部分砂子隨油流帶到地面的方法解卡。（5）沖管解卡：利用小直徑且出口帶斜面的沖管下至砂面以上5-10米處，在油管內(nèi)進(jìn)行循環(huán)沖洗帶出砂子，逐漸解除砂卡。（6）倒扣套銑解卡：將反扣鉆桿下接反扣打撈工具，將被卡管柱砂面以上部分倒出，然后用套銑筒沖去被砂埋住部分管柱外面的砂子，再倒出這部分管柱。交替使用套和倒的方法，直到起出全部被卡管柱為止。

二、壓裂管柱砂卡及組合解卡工藝技術(shù)

1.壓裂管柱砂卡原因分析

（1）壓裂后，放壓過猛，造成壓裂砂大量流入井筒，造成油管或井下工具卡。（2）使用封隔器及水力矛等工具進(jìn)行壓裂時(shí)，有時(shí)會因封隔器在高壓下密封不嚴(yán)，壓裂砂經(jīng)過縫隙竄入封隔器之上，致使壓裂管柱提不動，造成砂卡。（3）因固井質(zhì)量不好造成壓裂時(shí)管外竄，或因壓裂時(shí)，高壓情況下，地層破裂方向控制不當(dāng)，造成層間竄，致使壓裂砂竄入封隔器之上，造成砂卡。（4）放壓后，提管柱施工不連續(xù)或帶著大直徑的井下工具探砂面，井筒壓裂砂下沉，地層壓裂砂外吐，造成砂卡。（5）地層壓裂后，裂縫添砂量設(shè)計(jì)不準(zhǔn)或因施工過程操作不當(dāng)，造成砂堵，大量砂沒有進(jìn)入地層，留在井筒環(huán)空和油管內(nèi)，在高壓的壓實(shí)作業(yè)下，以及壓裂液沒有破膠等原因，致使壓裂砂固實(shí)，造成砂卡。

2.實(shí)施解卡的方法及現(xiàn)場事例

2012年*井限速下壓裂管柱，Y531-115封隔器卡點(diǎn)：1414.0米，完成管柱深度1415.16米。從套管打壓9Mpa多次，試提解封多次后成功，但管柱下放座吊卡時(shí)封隔器座封，正反循環(huán)出口都出水，提φ48.3mm油管。從該井砂卡原因分析為壓裂串層，至使壓裂砂返到封隔器之上；從處理壓裂管柱砂卡的方法來看，走了很多彎路，需要進(jìn)一步對壓裂管柱砂卡的解卡方法進(jìn)行探討。

3.組合解卡的工藝原理

在∮139.7mm套管中，當(dāng)油管被砂埋遇卡后，在活動、憋壓解卡無效的情況下，下入小直徑管柱到油管中（內(nèi)外徑基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表1所示），在油管中建立液流的循環(huán)通道，并利用該循環(huán)通道把油管內(nèi)的砂子帶到地面，當(dāng)小直徑管柱把油管內(nèi)的砂子全部沖出帶到地面，繼續(xù)沖出油管一直沖洗到人工井底或灰面，給油管外（油套環(huán)空）的砂子下沉留有一定的口袋，油管外的砂子由于重力原因自然下沉，若砂子在井筒中膠結(jié)，可注入破膠劑浸泡，采取抽汲工藝，在油管內(nèi)進(jìn)行抽汲排液，在沉砂上下建立壓差，讓砂子下沉，達(dá)到解除油管砂卡目的。

4.現(xiàn)場應(yīng)用情況

1.砂卡事故處理簡況

**井是低滲油藏的一口生產(chǎn)井，該井于2012.4.24日壓裂后，用壓裂管柱∮89mm平式油管探得砂面位置：1792.0m，沖砂至1820.63m處管柱被卡，經(jīng)活動憋壓沖洗無效后，在∮89mm平式油管內(nèi)下入∮50mm小鉆桿沖砂，實(shí)探油管內(nèi)砂面位置1813.0m，由于環(huán)空砂子膠結(jié)嚴(yán)重，多次活動管柱仍無法解卡，調(diào)整小鉆桿至1825.0m正替1%的破膠劑1.0m3至井中，把破膠劑1.0m3正擠入環(huán)空（沖砂時(shí)在1816.52m遇阻，地面判斷為交聯(lián)劑未能破膠），然后起出小鉆桿，上抽汲設(shè)備，把油管中的液面從井口抽汲到1600m，后液面上漲到900m并伴隨著油花，分析油套環(huán)空砂子已經(jīng)破膠，并落到人工井底，上提油管恢復(fù)懸重，解除油管砂卡。

2、**砂卡事故處理簡況

**井于2012年3月壓裂后，用壓裂管柱∮73mm平式油管沖砂，在1467.58m處管柱被卡，經(jīng)活動憋壓沖洗無效后，決定在∮73mm平式油管內(nèi)下入∮36mm電熱桿沖砂。上提下放邊沖邊擊砂面60次，沖散砂面，后反沖砂至1675.23 m該處又遇阻，正沖洗加壓11Mpa，上提下放邊沖邊擊砂面70次，沖散砂面，后反沖砂多處遇阻，采取相同的方法。排量500l/min，沖出壓裂砂1.2 m3，出水100 m3，解除砂卡。提出井下全部油管。

三、結(jié)論

1、壓裂管柱砂卡及組合解卡工藝技術(shù)是從現(xiàn)場施工的成敗中總結(jié)出來的，實(shí)踐證明是可行的、有效的。在壓裂管柱砂卡后，合理運(yùn)用組合解卡的工藝方法，不僅可以加快修井施工速度，而且還縮短修井周期，降低生產(chǎn)成本。

2、組合解卡工藝技術(shù)在常規(guī)砂卡事故中，也可以借鑒使用，對解決現(xiàn)場施工中出現(xiàn)的砂卡事故，提供了解除的新方法和新思路，但不是千篇一律，一成不變的，在實(shí)際施工中要做到具體情況具體分析。

3、組合解卡工藝技術(shù)還可以配合大修工藝技術(shù)相結(jié)合，對解除井下事故的處理將會更容易和方便。endprint