井下作业工高级技师论文

申报井下作业工高级技师技术论文XXXX压裂后卡管柱原因分析及对策研究
姓名：
工种：井下作业工
级别：技师
单位：
XXXX压裂后卡管柱原因分析及对策研究
摘要：XXX在压裂开发中存在压后卡管柱现象，即压裂后由于种种原因导致管柱无法用常规方法起出，只能大修解卡。

这一问题严重制约着油田的开发，我们通过管柱结构分析、压裂过程分析、作业过程分析、压后管理因素分析、新老井情况对比等多个方面的分析总结，最后成功的解决了此项技术难题，为XXXX的快速开发奠定了基础。

关键词：压裂卡管柱
一、概述
XXXX隶属于XXXXXX油田，平均井深2900米，投产方式为射孔后压裂投产，由于地层水敏严重，产量递减快，年平均老井补压在30口井以上，新井压裂投产60口井。

自2010年开发以来至今，共出现压后卡管柱8口井，直接造成经济损失300多万。

由于受此问题的影响严重制约着XXXX的开发动用。

二、压后卡管柱单井实例：XXXX
1、基础数据：斜井，最大井斜15.77，对应井段1200米，钻井完井日期2009年11月6日，人工井底2668.93米，联入4.8米；油层套管P110*139.7/121.36mm。

该井于2010年2月8日投产，投产层位为93-95号层，射孔井段为2623米—2616.4米，射开6.6米，压裂前该井平均日产液5.8吨，沉没度153米。

本次压裂为补孔压裂，目的层段为68-72号层，射孔井段为2388.8米—2368米，射开13.4米，设计加砂量50方。

2、施工过程描述
压准作业单位：XXXX
压准日期：2011.1.9
压裂管柱：本井为老井补孔压裂，本次补孔层位为68-72号层，为上返层，压裂管柱采取双封单压管柱。

水力锚为：K544-114，封隔器为：PSK344-107G。

一封设计位置：2351±0.5米，实际位置：2350.16米
二封设计位置：2391±0.5米，实际位置：2390.1米
套管接箍位置(m)：2346.71、2357.53、2389.67
井下管柱（由上至下）：φ88.9mm*6.5mm N80平式油管------高压封隔器PSK344-107G（2350.16m）上接高压水力锚------高压封隔器PSK344-107G (2390.1m)上接无滑套喷砂器-------2根φ88.9mm*6.5mm 平式N80油管+高压丝堵（2389.67米）；
压裂单位：井下作业工程XXXX队
压裂时间：XXXX.XX.XX
13：17开始压裂至压裂15：18结束，前置液90方，携砂液236方，后置液11.9方，平均排量4方/分钟，破裂压力45MPa，最高压力45 MPa，平均砂比22.1%，最高砂比29.5%，加砂50方，停泵压力18 MPa。

17:30开始采用3mm油嘴放喷，累计放喷液量24方。

2011年1月19日作业上修，洗井，用液量40方，返出液40方，油套通，起压裂管柱，上提吨位50吨，未提动，压裂管柱无伸长。

3、大修解卡：起出封隔器后发现：水力锚收缩完好，一封胶筒靠近上台阶的部分损坏，二封胶筒全部脱落，2根尾管内全是压裂砂。

三、压后卡管柱原因分析
1、压裂后卡管柱井共有以下4个共性特点：
（1）全部是老井，XXXX有老井补压和新井压裂，对于新井压裂从未发生过压后卡管柱的现象，已经发生的8口井全部是老井进行二次压裂时发生的。

（2）压裂放喷结束后打开井口上提压裂管柱时，强拔至50吨管柱没有任何伸长，井口蘑菇头纹丝不动。

（正常起压裂管柱时吨位一般为30吨左右）
（3）反循环洗井时，没有憋泵现象，均能正常洗通，井内有一定的循环通道。

（4）发生压后卡管柱的井管柱结构全部是双封单压，对于单封单压和双封双压，从未发生过压后卡管柱现象。

2、压裂施工因素分析
X口压裂后卡井的老井，压裂施工过程中基本平稳，均未出现砂堵现象，后置液用量采用等量顶替，可能造成二封以上有少量沉砂，但卡井的8口井在洗井过程中均可洗通，说明喷砂器以上通道是畅通的，压后卡井与压裂施工质量关系不大。

3、压裂管柱结构与卡井的关系
伊通地区压裂延用近两年成熟做法：采用双锚定式水力锚（K544-114B），封隔器采用PSK344-107G扩张式封隔器（耐压70MPa，耐温120℃），油管采用3寸平式油管，同时为了避免井眼轨迹不直造成压裂工具串卡井，封间距全部保持在20米以上，为了避免因压裂过程中沉砂，尾管采用20米。

分析认为压后卡井与管柱结构无关。

4、二封距离油层底界过远是否可以导致卡井。

从8口正常起出的双封单压井来看二封距离油层底界的距离有长有短，在0.45-2.86m之间。

8口卡管柱井二封距离油层底界的距离在0.68-2.73m之间，可以排除二封距离油层底界过远引起砂卡的可能。

5、新老井对比
2010年至今新井已完成压裂施工60口井/81层，其中单封缩径管压裂施工39口井，双封双压21口井/42层，均未出现压后卡井现象。

而老井施工38口井/49层，单封缩径管压裂8口井均未出现卡井，双封压裂30口/38层，卡井8口，卡井比例高达26%。

分析认为卡井与新老井有直接关系，老井一方面受井内流体影响可以导致封隔器胶筒性能的变化，但最重要的一点是补孔压裂的层压后与已投产层存在压力差，目前伊通地区压裂停泵压力多数在20MPa左右，而已生产层地层压力小的仅6MPa左右，层间压差大势必造成压后高压层向低压层倒灌，造成在二封上部形成砂桥卡井。

6、压后卡管柱综合原因分析
要彻底的弄清楚压后卡管柱的具体原因，必须首先弄清楚以下几个问题。

（1）只考虑压裂砂，不考虑其他因素，压后出砂砂埋封隔器会不会导致卡管柱？砂埋封隔器肯定能卡管柱，这毫无疑问。

在单一压裂砂砂埋封隔器的前提下肯定会卡管柱，但是管柱仍然有一定的活动能力，不会被卡死。

从大修和强拔解卡后起出的压裂管看，二封下两根尾管内均发现大量压裂砂，可以肯定，压后出砂造成二封上部形成砂桥是压后卡管柱的主要原因之一。

（2）补孔压裂的层压后与已投产层存在压力差，层间压差大势必造成压后高压层向低压层倒灌，一是造成在二封上部形成砂桥卡井，二是引起封隔器胶筒变形不易收缩卡井。

四、结论与建议
1、砂卡时砂子来源分析和预防措施
以下6种情况都有可能在二封上形成砂桥引起压后卡管柱
（1）压裂时后置液顶替不足
（2）压裂时尾追水化剂量不足
（3）放喷时存在停停放放的情况
（4）停喷后长时间等作业
（5）洗井时泵罐不干净有砂子
（6）敞口放喷，毫无控制
预防措施：
（1）根据管柱内容积，适当的增加后置液量1-3方。

（2）重点监督水化剂泵入量，严格执行设计。

（3）加强压后放喷管理。

（4）停喷后及时上作业，起出井内管柱。

（5）接液罐和洗井罐车严格区分，不能混用。

（6）放喷时用油嘴控制。

2、防止水力锚、封隔器下入位置不准引起卡管柱
（1）压准时丈量误差旁站监督
（2）压准时上扣误差旁站监督
（3）油管自重引起的伸长做压准时考虑油管伸长
（4）压裂时油管伸长结合钻井完井报告和声幅图，做压准时水力锚、
封隔器位置距套管接箍位置5米以上
（5）套管接箍位置本身不准封隔器位置距套管接箍位置5米以上
3、为防止压后倒灌所采取的措施
（1）压裂前灌满套管，补充地层能量，减少压裂后地层倒灌的强度。

（2）压裂时灌满套管后方可起压涨封封隔器。

（3）对于双封单压井，在井下打塞将原生产层段封堵，之后下入单封单压管柱。