连续油管底封拖动压裂技术研究与应用

连续油管底封拖动压裂技术研究与应用

摘要：连续油管底封拖动压裂技术包括三项核心功能：精确定位、水力喷砂

射孔以及套管环空压裂。利用所配的套圈定位装置，可以实现对管柱的精确定位，使得水力喷枪的打孔位置尽可能地与设计打孔深度保持一致，并且偏差可以控制

在0.1米之内；水力喷枪在一定的压力及排水量下，可将所携带的钻井液以极快

的速度喷射出去，击穿钻井液及钻井液，并将钻井液抛向岩层深处，实现钻井液

的目的。水力喷砂射孔可以有效地克服射孔荷载的挤压效应，从而改善了孔眼的

穿透性，对于薄差岩层也具有良好的穿透性。同时由于其简单的拖拉操作和高的

工作效率，使得其适合于多层储层的改造，能够在最优的层位上形成最优的裂隙

组合，大大提升了储层的改造效果。本文从连续油管底封拖动压裂技术的应用出发，详细论述了现场施工存在问题及分析及其解决策略。

关键词：连续油管；带底封拖动；压裂技术

引言

由于采用了以短套管为基准的定位技术，连续油管底封拖动压裂技术相对于

传统的管压裂更加精确，可以在理论上进行无限制的层状/分段式压裂，从而有

效解决了直井多层、薄互层和多组压裂组之间不能一致地进行改造的问题。在此

项技术的实施过程中，利用成井的基础资料，可以对井壁的构造及储层的物理性

质进行有效评价；从射孔方案设计、压裂施工参数设计、设备选型、支撑剂和液

体的制备、管柱强度论证、流程安装设计、井下工具设计、放喷试验等方面，为

实际工程的实施奠定了坚实的基础。单组连续油管钻具在7-10个层位的情况下，通过“一趟钻”，实现了无压力、无喷射、无压力、安全、可靠的操作，有效减

少了起、下钻次数，提高了压裂井（尤其是压裂水平井）的工作效率。但是当前，在设备、工具、液体以及工艺执行等方面，仍然存在着一定的困难，因此，必须

对这些困难展开有针对性的优化和改进，并提出对应的优化和改进措施，从而让

这项工艺降本、增效、安全和环保的技术优势得到进一步的提高。

一、井下工具冲蚀严重

（一）问题及原因

1.刚性扶正器的冲蚀损伤

一方面，在压裂完成起钻时，钢结构支承件的下部支承件受到了较大的冲刷

破坏。原因分析：在第二次喷射过程中，刚性扶正器下扶正块的上半部分恰好处

于第一次喷射的喷口位置，在压裂过程中，在携带砂液进入新的喷点之前，需要

通过扶正器下扶正块的上半部分与原喷点之间的缝隙，从而在这个位置产生了扰流，将下扶正块刺穿。另一方面，在打孔过程中，钢制扶正器的下部连接处被丝

扣扎破，丝扣暴露，有落井危险。原因分析：虽然在环空注量由4.5m3/min降低

至3.5m3/min，扶正器最大外径由116mm降低至92mm，但是在41/2"套管完井时，携砂通过刚性扶正器的速度仍显著高于51/2"套管中携砂速度，携砂对扶正块下

游的变扣冲击较大，侵蚀较严重[1]。

2.封隔器在压裂时的冲刷破坏

在压裂完毕后取出工具进行检验发现，在封隔器上、下胶筒及其与其联接的

刚性部分，均有明显的侵蚀破坏。根据压裂初期加砂后期出现的异常压力和压裂

液的交联状况，可以判定陶粒并没有从喷射位置顺利地向下流动，而是向下流动；另外，由于异常高压引起了胶筒的轴向力变化，在恒定压力条件下，造成胶筒与

套管之间的接触应力变化，从而造成封隔器的坐封不严，携带砂液从封隔器胶筒

与套管之间的狭小间隙中通过，造成胶筒及其主体的损伤。

（二）防冲蚀对策

在不脱离气层段、不绕过套环的情况下，将钻井大口径井眼的位置尽可能地

调至初始喷射点之上；对于41/2"套管压裂作业，为了防止因钻头冲刷而引起的

钻头下陷，可以取消硬性扶正器；封隔器坐封时，应避免套圈的接箍，并在套圈

压力快速降低时，应立即对其坐封状况进行检查；返排液可循环使用，防止液体

脱砂，并使加砂过程平稳，防止砂粒在缝口聚集后转向向下流动。

二、回压失控，封隔器解封

（一）问题及原因

虽然事先已经进行了压力试验，但是在打开密封装置的时候，经常会发生密封装置压力下降得太快，在压力上升之前，密封装置就会自动解封；虽然在回压试验时（排量与正常射孔排量相同），所采用的两个油嘴的尺寸组合，在套放打开时，可以将套压平稳地控制在某个压力值附近，但在第二层喷射时，套放打开的初期，封隔器仍有解封危险，油嘴尺寸需进行重新调整，其主要原因是：第一层并没有射开，停泵套压的真实值也没有采集到，所以，这一压力值与钻压的合值是否一定比第一层射开后的停泵套压高，目前还不能最后决定，只有通过临近施工参数，并结合力学分析进行计算。

（二）回压控制对策

在打开套放之前，应在密封装置和密封装置之间进行一次小位移的充气，以避免密封装置压力迅速降低，并在密封装置压力低于下限时，应立即检查密封装置的密封状况；用高强度、可换针的可调油嘴来取代原有的可调油嘴，使水泵实现不停泵回压，并在平稳后转换到静止油嘴。

三、砂卡

（一）问题及原因

在气直井压裂施工中，虽然封隔器持续正循环一段时期，但在提升过程中，工具（以封隔器为主）仍会发生受阻、无法提升、卡砂等问题。原因分析：在压裂过程中，因为交联不良、砂质浓度升高不稳定等因素，导致砂质堵塞，从而导致刀具卡钻；如果没有压裂后的砂塞，如果没有充分的注入，或者没有合适的循环，就会导致压后的砂塞[2]。

（二）防止砂卡的措施

一是在破压试验中，如果没有打开地层压力，采用200升/分的泵速度进行正循环抽吸，使线圈总是在循环中，不能中途停泵；在穿孔后，若两个压力保持测试都没有破坏，最多可以做两次破压试验，还不行就要对其进行酸化，如果酸化之后，依然不能破开，就用连续油管循环代替砂，然后调整喷嘴位置，再进行