水力擴(kuò)張式封隔器在XZ3-6井分層壓裂中的應(yīng)用

彭建東

（中石化中原石油工程公司井下特種作業(yè)公司，河南濮陽 457161）

水力擴(kuò)張式封隔器在XZ3-6井分層壓裂中的應(yīng)用

彭建東

（中石化中原石油工程公司井下特種作業(yè)公司，河南濮陽 457161）

水力擴(kuò)張式封隔器具有懸掛式固定，液壓坐封，液壓解封特點(diǎn)，可以應(yīng)用于油氣水井分層、分段壓裂改造。介紹了水力擴(kuò)張式封隔器結(jié)構(gòu)組成和基本原理，并在直井XC3-6中成功應(yīng)用，取得較好壓裂效果。

水力擴(kuò)張封隔器；坐封解封；壓裂效果

K344是一種水力擴(kuò)張式封隔器，具有懸掛式固定，液壓坐封，液壓解封特點(diǎn)，主要靠膠筒向外擴(kuò)張來封隔油、套管環(huán)形空間[1]，廣泛應(yīng)用于油水井拖動(dòng)壓裂、分層壓裂、分層注水、分層酸化、分層擠堵、分層測(cè)試等施工工藝。XZ3-6井是山水盆地一口重點(diǎn)開發(fā)井，目的層位為E1-2b2，為了改善地層的滲流條件，求取區(qū)塊目的層儲(chǔ)量資料，對(duì)目的層采取K344水力擴(kuò)張封隔器封三封壓三層方式壓裂，取得較好壓裂效果。

1 水力擴(kuò)張式壓裂封隔器的結(jié)構(gòu)組成及工作原理

1.1 水力擴(kuò)張式壓裂封隔器結(jié)構(gòu)組成

K344水力擴(kuò)張式壓裂封隔器主要結(jié)構(gòu)組成由橡膠筒、中心管、浮動(dòng)頭、閥箍等組成，中心管采用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼加工而成；橡膠筒采用帶有軟金屬片疊加成的加強(qiáng)層與橡膠復(fù)合硫化成一體可承受高壓的膨脹式的密封元件，具體組成如下：

圖1 K344封隔器結(jié)構(gòu)組成實(shí)物圖

K344封隔器是以彈性鋼結(jié)構(gòu)骨架增強(qiáng)多重復(fù)合橡膠而組成的，可與相應(yīng)的井下工具如水力錨、安全接頭、壓裂噴砂器等配套使用，主要應(yīng)用于油水井的分層試油、注水、酸化、壓裂、調(diào)剖、卡堵水等多項(xiàng)措施作業(yè)。

1.2 水力擴(kuò)張式壓裂封隔器工作原理

（1）坐封：管柱內(nèi)加壓，封隔器進(jìn)液孔進(jìn)液，活動(dòng)頭上移動(dòng)，膠筒膨脹，直至緊貼井壁，封隔上下井段，壓力越高，封隔效果越好。

（2）解封：放掉管柱內(nèi)壓力，靠膠筒自身收縮，擠出膠筒與中心管環(huán)空液體，即可解封。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.1 XZ3-6井基本情況

XZ3-6井為山水盆地一口重點(diǎn)開發(fā)井，2013年11月28日完鉆，完鉆井深為1 155.00m，完鉆層位E1-2b2。

本次壓裂目的層：737.5—1 078.6m，11.2m/5n，根據(jù)鉆井、測(cè)井等資料表明，該井壓裂目的層跨度大且較分散，需要采取三封壓三層方式壓裂，為此選用K344封隔器進(jìn)行分層壓裂。

2.2 分層管柱設(shè)計(jì)

2.2.1 施工管串設(shè)計(jì)

N80-Φ73mm加大油管+機(jī)械丟手+水力錨+K344-115型封隔器（725m）+N80-Φ73mm加大油管+噴砂滑套+K344-115型封隔器（765m）+接球座+N80-Φ73mm加大油管+噴砂滑套+K344-115型封隔器（974m）+水力錨+接球座+節(jié)流噴砂器（976m）（注：封隔器卡點(diǎn)位置避開套管接箍）。

2.2.2 施工管柱圖

圖2 -2 XZ3-6井分層壓裂管柱示意圖

2.3 分層壓裂施工過程及效果分析

第一層壓裂：先低排量供液坐封，封隔器坐封后逐漸提至設(shè)計(jì)排量，破裂壓力29MPa，第一層排量2～2.2 m3/min，前置液40m3，攜砂液38m3，頂替7.4m3，加砂8.3m3，平均砂比19.7%停泵壓力17MPa。

第二層壓裂：停泵投球后小排量送球，成功打開滑套后壓裂第二層，提至設(shè)計(jì)排量2.8m3/min，破裂壓力34.5MPa，第二層前置液50m3，攜砂液50m3，頂替6.1m3，加砂10m3，平均砂比20%，停泵壓力12.5MPa。

第三層壓裂：停泵投球后0.7m3/min排量送球，油套壓平衡，反復(fù)測(cè)試三次無果，將套壓放掉后開泵施工第三層，第三層壓力異常偏高，懷疑近井炮眼附近有堵塞物，造成憋壓，引起壓力異常，在經(jīng)過前置液的突破以及段塞打磨過后，壓力大幅下降，提排量至設(shè)計(jì)排量，后期加砂順利。前置液39m3，攜砂液54m3，頂替4.4m3，加砂10.9m3，平均砂比20.2%，停泵壓力11.5MPa。

該井順利施工三層，壓裂施工成功率100%，后順利解封。

3 結(jié)論

K344水力擴(kuò)張式封隔器具有可保證封隔卡點(diǎn)穩(wěn)定，不上下蠕動(dòng)，縮小管柱受力距離，確保井下措施管柱及封隔器膠筒能安全可靠地進(jìn)行工作的特點(diǎn)。該工具應(yīng)用于山水盆地XZ3-6井直井分三層壓裂，坐封、解封、施工成功率都達(dá)到100%。

[1] 鄒長虹 李有盛.K344系列封隔器在三塘湖油田分層壓裂改造中的應(yīng)用[J].中國石油化工與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，2014，（2）：182.

Application of Hydraulic Expansion Packer in Stratified Fracturing of XZ3-6 Well

Peng Jian-dong

The hydraulic expansion packer has the characteristics of hanging type fixed，hydraulic sealing and hydraulic decapsulation，which can be applied to oil and gas well stratif i cation and fracturing.The structure and basic principle of the hydraulic expansion packer are introduced and successfully applied in the straight well XC3-6 to obtain better fracturing effect.

hydraulic expansion packer；reclosing seal；fracturing effect

TE934.2

：B

：1003–6490（2017）04–0020–01

2017–04–02

彭建東（1974—），男，湖北新洲人，助理工程師，主要從事壓裂封隔器技術(shù)服務(wù)工作。