分層壓裂管柱解卡工藝在煤層氣井上的應(yīng)用

姚曉軍 孫澤良 劉 斌 高利平 周 帥

(中國石油天然氣股份有限公司華北油田公司，河北 062552)

二連盆地低煤階煤層氣井煤層厚度比較厚，為了提高壓裂改造的效果，一般需要進(jìn)行分層壓裂。在分層壓裂過程中管柱遇卡經(jīng)常發(fā)生，延緩了壓裂施工進(jìn)程并造成儲(chǔ)層傷害。分壓管柱遇卡主要由砂埋管柱、砂卡管柱、封隔器無法解封、套管變形等幾種原因造成，無論是什么情況，對(duì)于井下事故處理都是一件復(fù)雜的事情。如何能及時(shí)、快捷、有效的處理遇卡事故一直是井下作業(yè)工程技術(shù)人員的重要課題。利用小修設(shè)備處理井下事故，必須經(jīng)過多方面的井下分析論證問題的所在，確定技術(shù)難點(diǎn)，從而制定技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)高效解卡打撈。

1 管柱遇卡基本情況

霍煤1井壓裂施工前，作業(yè)隊(duì)先期進(jìn)行了通井、刮削施工，核實(shí)人工井底深度，均無異常后，按設(shè)計(jì)要求下分層壓裂管柱?；裘?井基本數(shù)據(jù)如表1所示。

該井所采用的壓裂方式為分層壓裂，其工藝管柱結(jié)構(gòu)如圖1所示。

表1 霍煤1井基本數(shù)據(jù)表

圖1 分層壓裂管柱結(jié)構(gòu)示意圖

該井在壓裂過程中一切施工都正常，但是等到油、套先后放壓至零后，上提管柱解封，當(dāng)起出3根油管短節(jié)+D89mm平式油管7根，懸重由正常260kN上升至380kN，繼續(xù)上提管柱，懸重直線上升。說明管柱遇卡，于是采用常規(guī)思路及做法上下活動(dòng)管柱解卡，但是經(jīng)過一段時(shí)間的嘗試，解卡無效。

2 打撈難點(diǎn)分析

從壓裂施工現(xiàn)象來看，施工壓力：0～50.77MPa；排量：0～7.67m3/min；打攜砂液555.4m3；加砂80.29m3；平衡壓力：8～11MPa；套壓始終未有大的變化，應(yīng)不會(huì)出現(xiàn)壓裂砂上竄的現(xiàn)象；而且放壓后上提管柱72m后遇阻的，可以更加確定了管柱不是因?yàn)閴毫堰^程及放壓時(shí)有砂子返吐造成砂卡管柱上。對(duì)于活動(dòng)解卡的做法效果不大。

管柱既然已經(jīng)活動(dòng)上移72m，推斷管柱遇套變卡鉆的可能性不大，主要是因?yàn)楣苤畲笸鈴降墓ぞ叻飧羝魃疃仍?24m，無論是從先期套變出現(xiàn)規(guī)律還是從開發(fā)地層情況看都不可能是套變?cè)斐傻挠隹?。此外，決定正打壓循環(huán)試驗(yàn)，套管不返水，而泵壓上升到了27MPa，伴隨正循環(huán)打壓的工藝同時(shí)進(jìn)行了大力上提活動(dòng)解卡20多次，仍未解開成功。由此推斷，該井遇卡的可能是封隔器問題以及套管內(nèi)的垢共同造成。

由以上分析認(rèn)為該井管柱遇卡不是砂卡、砂埋管柱造成，最可能的是封隔器出現(xiàn)問題導(dǎo)致管柱卡。因此，該管柱最大的難點(diǎn)是如何讓封隔器能完整的打撈出來，同時(shí)又不造成對(duì)井筒的傷害。

3 措施制定及實(shí)施

3.1 措施制定

根據(jù)以上分析，該井使用大力上提、循環(huán)解卡以及綜合憋壓上提等方法都無法進(jìn)行解卡，這說明管柱遇卡嚴(yán)重，解卡施工難度大，特別是管柱上聯(lián)接有封隔器，最大的風(fēng)險(xiǎn)是封隔器解體，如果封隔器不能正常分開，會(huì)給解卡后續(xù)工序帶來更大的困難。因此，制定打撈方案為，總體采用倒扣打撈做法，但在具體實(shí)施上，需要考慮盡可能的不讓封隔器解體。如果一旦封隔器解體，在套銑時(shí)必須保證打撈部分完整，以便為后續(xù)作業(yè)打撈創(chuàng)造較好的打撈基礎(chǔ)條件。

3.2 措施制定

倒扣打撈：倒扣起封隔器以上管柱D89mm倒扣撈矛+D73mm反扣鉆桿，共起下5趟，倒出封隔器上接頭及以上全部管柱。查閱同型號(hào)封隔器數(shù)據(jù)，確定魚頭為出露上鋼體中心管外徑約60mm，內(nèi)徑47～49mm，長度約205mm。

沖洗魚頂：沖洗封隔器頂面以上積砂，下彎頭空心抽油桿筆尖+D73mm油管，邊轉(zhuǎn)動(dòng)管柱，邊下放沖洗砂至封隔器頂面，返出液不含砂后起出全部管柱。井口安裝三通+D48mm油管全封及半封封井器。下空心抽油桿筆尖及自制合金齒鉆頭兩次，戳沖管內(nèi)積砂均無效；然后下合金齒鉆頭+微型螺桿鉆具+空心抽油桿+D48mm油管，沖至封隔器上接頭位置；下小沖管筆尖+空心抽油桿+ D48mm油管沖砂至管鞋以下13.09m。

打撈封隔器：下可退式D51mm油管撈矛(接頭帶扶正器)+D73mm油管短節(jié)1根+上震擊器+D73mm油管，一次下放管柱抓獲落魚。上下活動(dòng)管柱幾次，懸重160kN↗320kN↘168kN，解卡成功，恢復(fù)正常懸重。起出全部管柱，同時(shí)帶出砂卡封隔器。

3.3 現(xiàn)場實(shí)施效果分析

從后期打撈事實(shí)情況來看，基本上分為三個(gè)階段，第一階段為封隔器以上油管的倒扣打撈階段；第二階段為魚頂清理階段；第三階段為封隔器打撈階段。每個(gè)階段都有不同的技術(shù)難點(diǎn)，也就是各階段都有自己需要重點(diǎn)防范或是解決的重點(diǎn)問題。

第一階段倒扣打撈的重點(diǎn)是倒出封隔器以上的管柱，最后是封隔器上邊留有一根油管，這樣有利于實(shí)現(xiàn)震擊器解卡做法。最大的困難是要防止封隔器解體的問題。因此，在打撈時(shí)充分考慮了井筒環(huán)境、井斜、遇卡位置等因素，制定倒扣打撈的措施，確定打撈負(fù)荷。實(shí)際實(shí)施時(shí)多次進(jìn)行了卡點(diǎn)測試，確保倒扣不使封隔器解體，達(dá)到了施工目的。

第二階段魚頂清理。該階段主要難點(diǎn)是保護(hù)好魚頂不被破壞，經(jīng)過詳細(xì)分析倒扣打撈出的油管，結(jié)合井筒打壓情況，還有本區(qū)塊井壓后應(yīng)有的現(xiàn)象分析認(rèn)為魚頂處內(nèi)外可能存在東西堵塞，如果直接下?lián)泼驌?，撈矛無法撈獲落魚。因此，制定措施清理魚頂。魚頂外部打撈，接頭短，撈獲后震擊解卡成功率低，內(nèi)撈成功率較高，故制定了清理落魚內(nèi)腔的工藝。從實(shí)施打撈情況看，措施制定的非常正確，為以后的打撈做好了關(guān)鍵的一步。

第三階段封隔器的打撈。由于整個(gè)打撈過程不斷發(fā)現(xiàn)有利的現(xiàn)象，修正技術(shù)思路，使制定的措施更加得當(dāng)。采用內(nèi)撈、上震擊解卡工藝打撈實(shí)施時(shí)一次成功完成管柱解卡打撈。

4 結(jié)論

綜上分析，管柱解卡最重要的是必須充分收集證據(jù)，分析清楚落魚狀態(tài)是打撈措施制定的重要依據(jù)，也是實(shí)施效果的重要保證。通過霍煤1井的現(xiàn)場實(shí)施，可以得到以下結(jié)論：

(1)管柱遇卡時(shí)不能盲目確定措施，這樣會(huì)使事故更加復(fù)雜化，而通過全面分析清風(fēng)險(xiǎn)后再制定措施，成功率會(huì)很高，并且還可以節(jié)省人力物力投入。

(2)管柱解卡應(yīng)選擇簡單的打撈工藝，避免造成事故落事故，使問題復(fù)雜，甚至無法解決。

(3)在選擇工藝、工具時(shí)，盡可能的使用簡單工具，并且避免或最少對(duì)魚頂?shù)钠茐?。最好是能好得保護(hù)魚頂。對(duì)遇有套變的井必須先修正套變位置，直到滿足打撈要求才可進(jìn)行下步工作。