水平井連續(xù)油管分段壓裂技術(shù)研究

謝煒

摘要：連續(xù)油管技術(shù)在當(dāng)前油田生產(chǎn)開(kāi)采后期階段的應(yīng)用起到了有效提升油田的生產(chǎn)開(kāi)采效率的作用。本文主要針對(duì)連續(xù)油管分段壓裂技術(shù)在具體實(shí)施過(guò)程中的工藝參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了研究，并結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中存在的一些問(wèn)題，針對(duì)連續(xù)油管與雙封單卡分段壓裂技術(shù)有效結(jié)合進(jìn)行了深入的探討。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升了作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的施工作業(yè)效率。

關(guān)鍵詞：水平井;連續(xù)油管;分段壓裂;管柱

引言

針對(duì)我國(guó)低滲透油藏所具備的儲(chǔ)集層薄、層段多、層間物性差異大等一些特點(diǎn)，研發(fā)出了一種水平井的分段壓裂施工技術(shù)。該技術(shù)能夠針對(duì)水平井的多個(gè)層段實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的壓裂工藝改造，在實(shí)際的應(yīng)用中也取得了良好的效果，是我國(guó)一些主力油田在實(shí)際生產(chǎn)中針對(duì)低滲透油田進(jìn)行壓裂施工作業(yè)時(shí)的一種主要技術(shù)之一。但是初期階段由于需要通過(guò)管柱的上提來(lái)完成多段壓裂，而且施工過(guò)程中必須要針對(duì)井口裝置進(jìn)行反復(fù)的拆裝，導(dǎo)致實(shí)際工作效率較低，施工作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度也是比較大的，而且還會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)井控風(fēng)險(xiǎn)。

1 結(jié)構(gòu)原理分析

連續(xù)油管壓裂施工的管柱結(jié)構(gòu)中主要包括了連續(xù)油管、旋轉(zhuǎn)接頭、丟手接頭、扶正器、導(dǎo)壓噴砂器等幾個(gè)部分[1]。

在實(shí)際進(jìn)行壓裂施工的時(shí)候充分利用雙封隔器實(shí)現(xiàn)目的層的單卡，封隔器在進(jìn)行坐封的時(shí)候主要依靠的是導(dǎo)壓噴砂器的節(jié)流作用，在噴砂器的節(jié)流作用下還能夠完成對(duì)目的層段的壓裂施工，在完成整個(gè)壓裂施工后通過(guò)實(shí)施反循環(huán)洗井、沖砂來(lái)達(dá)到洗井目的，然后通過(guò)上提管柱和反洗的反復(fù)實(shí)施就能完成對(duì)整個(gè)井段的多段壓裂施工。

2 配套技術(shù)分析

2.1 連續(xù)油管配套工具

在針對(duì)普通油管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式進(jìn)行改進(jìn)后，形成了當(dāng)前的雙封單卡壓裂工藝管柱連接以及解卡機(jī)構(gòu)。但是這種結(jié)構(gòu)并不能很好的適用于連續(xù)油管。鑒于此，為了實(shí)現(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)的融合，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一種油壬式的旋轉(zhuǎn)接頭和剪切式的丟手安全接頭，這樣就能夠在原有的雙封單卡管柱結(jié)構(gòu)上順利的連接連續(xù)油管，實(shí)現(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)的配套使用，使得實(shí)際壓裂施工的風(fēng)險(xiǎn)得到了有效的控制。

（1）在下入井下壓裂工具的時(shí)候，為了有效避免出現(xiàn)工具在水平段或者造斜段發(fā)生旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，并進(jìn)一步降低連續(xù)油管實(shí)際受到的剪切力，設(shè)計(jì)出了一種油壬式旋轉(zhuǎn)接頭，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)油管與井下壓裂工具的有效連接，與此同時(shí)還能消除井下壓裂工具串在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)連續(xù)油管產(chǎn)生影響。

（2）在具體進(jìn)行壓裂施工的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)局部連續(xù)油管纏繞在滾筒上的現(xiàn)象，而針對(duì)這種情況，如果使用常規(guī)的投球液壓丟手或者旋轉(zhuǎn)丟手并不能進(jìn)行很好的解決，針對(duì)這種情況設(shè)計(jì)出了一種剪切丟手接頭，這樣就能夠使連續(xù)油管解卡的時(shí)候安全性以及可靠性更高，能夠充分滿足油田壓裂施工的實(shí)際需求。

2.2 井口防噴裝置

為了達(dá)到實(shí)際壓裂施工中的防噴需求，針對(duì)在實(shí)際的壓裂施工過(guò)程中，井下壓裂工具串長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，而且其外徑也相對(duì)比較大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了一種與之相配套的防噴裝置。其主要是由四通、防噴器、防噴管、連續(xù)油管防噴器等幾個(gè)部分組成，防噴裝置各個(gè)部件之間采取的是法蘭連接形式，其最高的承壓能力能夠達(dá)到35MPa，而且能夠針對(duì)180mm以?xún)?nèi)的所有井下工具串實(shí)現(xiàn)良好的防噴作用[2]。

2.3 連續(xù)油管摩阻規(guī)律

由于連續(xù)油管本身的內(nèi)徑相對(duì)比較小，因此在實(shí)際進(jìn)行壓裂施工的時(shí)候經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)部分連續(xù)油管發(fā)生彎曲的現(xiàn)象，導(dǎo)致其沿程摩阻也相對(duì)比較大，進(jìn)而使得實(shí)際壓裂施工過(guò)程中工作壓力相對(duì)較高，對(duì)整個(gè)壓裂施工效果以及連續(xù)油管本身的使用壽命都會(huì)造成巨大影響。為了能夠?qū)B續(xù)油管在壓裂施工過(guò)程中實(shí)際的摩阻規(guī)律進(jìn)行充分的掌握，并實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過(guò)程中作業(yè)壓力的有效控制，針對(duì)某井在清水、滑溜水、常規(guī)壓裂液、低摩阻壓裂液等幾種介質(zhì)條件下，對(duì)連續(xù)油管的摩阻進(jìn)行了測(cè)試。

通過(guò)測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)，在保證排量相同的條件下，低摩阻壓裂液環(huán)境實(shí)際產(chǎn)生的摩阻是僅僅為常規(guī)壓裂液的80.8%左右，是清水的30%左右，其具有非常明顯的降摩阻作用[3]。另外，在測(cè)試試驗(yàn)中，通過(guò)將壓力條件限制在50MPa，低摩阻壓裂液條件下，壓裂施工過(guò)程中實(shí)際的排量能夠達(dá)到3.8m3/min，由此就充分證明其完全能夠達(dá)到壓裂施工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此在實(shí)際進(jìn)行水平井連續(xù)油管分段壓裂施工的過(guò)程中通過(guò)使用低摩阻壓裂液，并將其施工參數(shù)保持與常規(guī)油管壓力施工相同，就能夠有效的降低施工難度。

2.4 連續(xù)油管壓裂管柱設(shè)計(jì)

由于連續(xù)油管具有一定的彎曲性能，從而導(dǎo)致其在伸直或者彎曲狀態(tài)下沿程摩阻也會(huì)存在一定的差異，在實(shí)際進(jìn)行水平井連續(xù)油管分段壓裂施工的過(guò)程中，充分保證連續(xù)油管長(zhǎng)度與井深保持相符能夠有效的降低施工作業(yè)過(guò)程中連續(xù)油管的沿程摩阻。我國(guó)大慶油田在水平井壓裂施工對(duì)連續(xù)油管的應(yīng)用比較廣泛，但是，當(dāng)前該油田僅僅引進(jìn)了1600m、3500m等兩種長(zhǎng)度規(guī)格的連續(xù)油管，這也導(dǎo)致其在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中會(huì)受到一定的限制，為了能夠有效擴(kuò)大水平井連續(xù)油管壓裂技術(shù)應(yīng)用的適應(yīng)范圍，并能夠充分滿足不同深度的水平井實(shí)際施工作業(yè)需求。在針對(duì)連續(xù)油管彎曲強(qiáng)度以及抗拉強(qiáng)度進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算后，最終提出了將普通油管與連續(xù)油管進(jìn)行結(jié)合使用的方法，該方法能夠有效的補(bǔ)充連續(xù)油管的實(shí)際長(zhǎng)度，從而使得連續(xù)油管在實(shí)際施工過(guò)程中的適應(yīng)范圍更廣。

3 結(jié)束語(yǔ)

在水平井連續(xù)油管分段壓裂技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中通過(guò)將連續(xù)油管與雙封單卡壓裂技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，不僅進(jìn)一步提升了壓裂施工作業(yè)效率，降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且也實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓裂施工過(guò)程中井控風(fēng)險(xiǎn)的有效控制。而通過(guò)合理的選擇低摩阻壓裂液能夠最大程度降低連續(xù)油管在實(shí)際使用過(guò)程中的沿程摩阻，在此情形下也能進(jìn)一步提升施工過(guò)程中的排量以及作業(yè)壓力，有效降低了壓裂施工的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁興，朱炬輝，石孝志，張俊成，劉臣，何封，李然.縫內(nèi)填砂暫堵分段體積壓裂技術(shù)在頁(yè)巖氣水平井中的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2017，37（01）：82-89.

[2]姚昌宇，王遷偉，高志軍，李嘉瑞，朱新春.連續(xù)油管帶底封分段壓裂技術(shù)在涇河油田的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2014，36（01）：94-96.

[3]李梅，劉志斌，呂雙，丁柯宇，陳凌云，姚衛(wèi)東.連續(xù)油管?chē)娚吧淇篆h(huán)空分段壓裂技術(shù)在蘇里格氣田的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2013，35（04）：82-84.