大斜度井卡封壓裂配套工具研究及應(yīng)用（論文）

大斜度井卡封壓裂配套工具研究及應(yīng)用 摘要：針對(duì)常規(guī)壓裂卡封用 封隔器在井斜較大時(shí)，座封困難、座封后封隔器膠筒密封不嚴(yán)、斜度較大時(shí)無法卡封等難題，研究出適合于大斜度井卡封壓裂的配套工具，解決了大斜度油井卡封壓裂的技術(shù)難題。 關(guān)鍵詞：大斜度、卡封、壓裂、工具、應(yīng)用 1、 大斜度井卡封壓裂 常規(guī)封隔器 存在的技術(shù)問題。 否順利下井 若井斜過大，超過 35 ，封隔器一端緊帖套管壁，在錨體、支撐卡瓦的作用下，極有可能中途坐封和遇阻， 114井規(guī)和封隔器下井困難，或無法下井， 112隔器可以下井，但套管內(nèi)徑不得大于 121 隔器在大斜度井上 是否能夠正常座封 常規(guī)直井卡封壓裂用 封隔器采用上提、旋轉(zhuǎn)、下放方式座封，由于受井斜的影響，旋轉(zhuǎn)扭矩很難傳遞到封隔器上，不能正常換軌道座封，座封困難或難以座封。 隔器坐封后，密封是否可靠， 能否 滿足壓裂需要 封隔器在大斜度井的拐點(diǎn)附近坐封，封隔器一端緊帖套管壁，封隔器坐封后，膠筒脹開后直徑變大，但有一定限度，這樣就造成封隔器另一端密封差。而在一定的井段內(nèi)，井斜角度保持不變?cè)诖朔N情況下，由于扶正塊的 扶正作用，封隔器與井筒保持平行，可以保證封隔器密封性能。 由于封隔器存在螺旋彎曲效應(yīng)， 一部分座封力分解到一側(cè)的套管壁上，座封載荷不能完全作用在封隔器的膠筒上，導(dǎo)致膠筒不能完全張開，座封后有效密封壓差低，不能滿足壓裂施工的需要 。 裂后，封隔器能否正常起出 直井卡封壓裂后，上 80t 井架，解封負(fù)荷 50t，超出正常負(fù)荷約 10t，大斜度井解封負(fù)荷更大。在上提管柱時(shí)，在拐點(diǎn)處，油管與套管的摩擦力增大，易造成油管本體斷裂。主要問題是井斜臨介點(diǎn)是多少角度。 裂施工中存在問題 大斜度井壓 裂必須控制壓裂規(guī)模，平均砂比在 25%以下，否則容易砂堵。坐封前不能磁定位校深，校深儀器在上行時(shí)，儀器緊帖套管壁的一端，上提至管腳時(shí)，容易造成卡鉆事故。 2、大斜度井卡封壓裂配套工具結(jié)構(gòu)及工作原理簡介。 隔器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理 構(gòu) 水力錨總成 錨體采用高強(qiáng)度不銹鋼制造，錨爪咬合面在 件下 鑲嵌硬質(zhì)合 金 牙 ,錨爪復(fù)位彈簧采用高彈力不銹鋼彈簧，使其具有高強(qiáng)度，與套管錨定可靠，在井下長期工作不會(huì)出現(xiàn)因復(fù)位彈簧失效或錨爪與錨體密封配合面之間銹死導(dǎo)致水力錨爪不回位，而產(chǎn)生封隔器管 柱卡阻事故。 膠筒 膠筒材料為改性氟橡膠 72 小時(shí)硫化、特殊的膠結(jié)工藝制作而成（改變傳統(tǒng)的膠結(jié)方式同樣的材料性能指標(biāo)能提高 30，具有耐高溫、耐腐蝕、抗高壓差的特點(diǎn)，長期座封壓脹后，解封后恢復(fù)原狀性能好。 卡瓦總成 在設(shè)計(jì)上用 T 型槽導(dǎo)向限位伸縮滑動(dòng)六卡瓦結(jié)構(gòu)，工作靈活可靠，卡瓦咬合面在 件下鑲嵌硬質(zhì)合金 牙，使卡瓦可以輕易抓咬住任何鋼級(jí)的套管而合金牙不受任何損壞，不會(huì)出現(xiàn)因卡瓦與套管咬合不牢靠使封隔器座封困難或中途解封。 列高溫高壓封隔器科學(xué)設(shè)計(jì)的先進(jìn)之處，以及生產(chǎn)加工工藝上的嚴(yán)格 控制，使其具有良好的使用性能。 作原理 隔器為單向卡瓦支撐，將該工具下至設(shè)計(jì)深度后，向油管內(nèi)注入液體，當(dāng)壓力達(dá)到15，座封活塞推動(dòng)卡瓦坐壓縮膠筒迫使膠筒徑向擴(kuò)張，從而密封油套環(huán)形空間同時(shí)卡瓦咬合在套管壁上。由于該工具有單向鎖緊裝置，因而泄壓后封隔器不會(huì)自行解封，上提管柱封隔器解封。 隔器的性能特征 封方式 該封隔器采用液壓方式座封。 用范圍 主要用于斜井或定向斜井的壓裂、酸化等高溫高壓措施。 要參數(shù)如下 工具型 號(hào) 241241241用套管外徑 (27 適用套管壁厚 (全部 具最大外徑 (148 114 110 100 工作壓力 (40/75 工作耐溫 ( ) 150 推薦座封壓力 (15 眼 內(nèi) 徑 (62 55 55 40 作業(yè)施工的要求 下封前通井，要求通至卡封井段以下 10井規(guī)尺寸最小要求為： 152 116 114 104 下套管刮削器，在卡點(diǎn)上下 10 米反復(fù)刮削。 下卡封管柱，檢查下井封隔器，確認(rèn)其型號(hào)無誤，按施工設(shè)計(jì)管柱圖進(jìn)行連接下井。在工具下井全部過程中盡量防止管柱猛提猛放，防止在下井過程中工具損壞，使膠筒失效。 如封隔器卡點(diǎn)深度精確定位，需采用電測(cè)校深，依據(jù) 電測(cè)解釋結(jié)果調(diào)整井下封隔器深度。 洗井、活性水替滿井筒。 封隔器座封：打壓座封。 施工后解封，在井內(nèi)卡封管柱油套壓平衡，上提管柱解封。 起出封隔器管柱。在起管柱過程中應(yīng)酬打好背鉗，防止工具脫落。 3、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 井情況 該封隔器首先在 79引進(jìn)應(yīng)用。該井 地質(zhì)要求填砂 3345m，卡封 3300m，壓裂 4，井段 查最大井斜 采用常規(guī) 隔器無法順利實(shí)現(xiàn)座封，因此選用 隔器。 案設(shè)計(jì) 為了確保該井卡封壓裂施工的順利進(jìn)行， 對(duì)該井的小修方案進(jìn)行了精心研究，并制定施工步驟如下： 放壓達(dá)到上修條件，起出目前井下管柱及附件，仔細(xì)檢查記錄發(fā)現(xiàn)問題。（起管柱裝壓力等級(jí)為 21防噴器）。 下 114井規(guī)通至目前人工井底，通井規(guī)上接 2 根要求壓裂管柱 89 加厚油管， 校深短接 3276m 反循環(huán)閥及安全接頭 隔器 3296 1m 89叭口 3297m 砂面 ： 3342m+3m 灰面： 9大油管，限速勻速下鉆 20 /h，在卡點(diǎn) 3280近反復(fù)通 3 次以上。起下管過程中裝壓力等級(jí)為 21防噴器。 填砂：下 89叭口 + 73油管填砂于 3342m+3m，關(guān)井沉砂 12 小時(shí)， 硬探砂面合格后起出填砂管柱檢查（起下管柱裝壓力等級(jí)為 21防噴器）。 換 1000 型井口，裝 壓力等級(jí)為 35防噴器，按要求試壓 35格，并測(cè)算油補(bǔ)距。 井口裝壓力等級(jí)為 35防噴器，按附圖要求下入壓裂管柱。所下油管逐根過規(guī)，絲扣合格，連接前涂密封脂，保證管柱密封合格，油管絲扣連接扣余量及下油管速度按照技術(shù)要求進(jìn)行，且下鉆平穩(wěn)，如遇阻通知現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)督采取措施。上扣時(shí)打好背鉗，防止封隔器中途座封。磁定位校封合格，要求封隔器避開套管接箍?；钚运淳细窈蟠驂鹤?、驗(yàn)封合格。 座 1000 型井口，并用鋼絲繩地錨呈十字形加固井口，連接放噴硬管線并 用地錨固定。 壓裂 嚴(yán)格按壓裂施工設(shè)計(jì)進(jìn)行施工。 場(chǎng)施工 現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，由技術(shù)人員 24 小時(shí)緊盯現(xiàn)場(chǎng)，保證作業(yè)隊(duì)嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行施工。該井于 2007年 10 月 7 日座封、驗(yàn)封合格，并于 10 月 9 日成功實(shí)施壓裂。 破裂壓力 泵壓力 量 ，加砂 ，砂比 4、效果分析 79于 2007 年 10 月 17 日轉(zhuǎn)抽，措施前日產(chǎn)液 ，日產(chǎn)油 ，日產(chǎn)氣 415 方，措施初期日產(chǎn)液 36 噸，日產(chǎn)油 ，日產(chǎn)氣 1701 方，日增液 ，日產(chǎn)油 ，日產(chǎn)氣 1286方。截至 2007 年 12 月底，累增油 480 噸，累增氣 36000 方，折合油氣當(dāng)量 498 噸