連續油管結合雙封單卡壓裂技術應用

張春輝

（大慶油田有限責任公司 采油工程研究院，黑龍江 大慶163453）①

雙封單卡分段壓裂技術是針對大慶低滲透油田儲層薄而多、層間物性差異大的特點，自主研發的水平井分段壓裂技術。該項技術實現了水平井多段、可控、有針對性的壓裂改造，現場應用取得了較好的效果，目前已經成為大慶油田水平井壓裂的主體技術［1－2］。由于該項技術是通過上提管柱實現多段壓裂，需要反復拆裝井口、上提管柱，因此施工效率低、勞動強度大，并且存在井控風險。大慶油田引進連續油管后，為了發揮連續油管的技術優勢，提高水平井雙封單卡壓裂的施工效率，擴大該項技術的適用范圍，開展了連續油管與雙封單卡壓裂技術相結合的水平井連續油管壓裂技術研究。

1 結構原理

連續油管壓裂工藝管柱主要由連續油管、油壬式旋轉接頭、剪切丟手接頭、扶正器、水力錨、K344型封隔器、導壓噴砂器、導向絲堵等組成，如圖1所示。壓裂施工時利用雙封隔器單卡目的層，通過導壓噴砂器的節流作用實現封隔器坐封，完成目的層段壓裂，壓后反循環洗井沖砂上提管柱壓裂上一層段，通過反洗、上提實現1趟管柱多個層段的壓裂［3－5］。

圖1 連續油管壓裂管柱

2 配套技術

2.1 連續油管配套工具

雙封單卡壓裂工藝管柱的連接和解卡機構是針對普通油管設計的，不適用于連續油管。為此，專門研制了油壬旋轉接頭和剪切丟手安全接頭，實現了與連續油管的配套使用，降低了現場施工風險。

1） 為了避免壓裂工具下入過程中在水平段或造斜段發生旋轉，增加連續油管的剪切力，研制了油壬式旋轉接頭，實現了連續油管與壓裂工具串的連接，消除了壓裂工具串轉動對連續油管產生的隱患。

2） 壓裂施工時部分連續油管會纏繞在滾筒上，常規的投球液壓丟手和旋轉丟手無法實施，為此設計了剪切丟手方式的安全接頭，使解卡更加安全可靠，滿足壓裂需要。

2.2 井口防噴裝置設計

為了滿足雙封單卡壓裂工具串起下過程中井口防噴的需要，針對壓裂工具串長、外徑大的特點，設計了配套的井口防噴裝置。該裝置主要由采油樹四通、35 MPa液動作業防噴器、35 MPa平衡四通、180 mm×35 MPa×3 m防噴管、連續油管防噴器和注入頭組成。整個井口防噴裝置采用法蘭連接，承壓35 MPa，可實現最大外徑為180 mm壓裂工具串的防噴需要。

2.3 連續油管摩阻規律測定

連續油管內徑較小，施工時部分油管處于彎曲狀態，因此沿程摩阻較大，壓裂施工中會導致壓力過高，從而影響壓裂效果和連續油管的使用壽命。為了掌握連續油管摩阻規律，將施工壓力控制在合理范圍內，在杏13－丁4－平42井選用清水、滑溜水、常規壓裂液、低摩阻壓裂液4種介質，開展了不同排量及限壓條件下連續油管摩阻測試試驗。試驗結果如圖2及表1所示。

圖2 不同排量和不同壓裂液摩阻測試曲線

表1 4種介質在限壓下所達到最大排量

試驗表明：在相同排量下，低摩阻壓裂液的摩阻是常規壓裂液的80.9%，是清水的31.0%，降摩阻效果明顯。在56 MPa的限壓條件下，低摩阻壓裂液的施工排量可達3.8 m3/min，滿足壓裂施工的需要。因此，采用低摩阻壓裂液進行連續油管壓裂，可以選取與常規普通油管壓裂相同的施工參數，降低了施工難度。

2.4 連續油管壓裂管柱設計優化

連續油管伸直和彎曲狀態下沿程摩阻差異較大，選擇井深與連續油管長度相符的井施工能有效降低沿程摩阻。大慶油田引進的連續油管只有1 600 m和3 500 m兩種長度規格，為了擴大連續油管的適用范圍，滿足不同深度井的施工需要，在對連續油管的抗拉強度和彎曲強度進行計算后，確定采用連續油管和普通油管相結合的組配方式，即“連續油管＋普通油管＋雙封單卡工藝管柱”的方式補充連續油管長度，提高連續油管的適用性［6－7］。

3 現場試驗

杏8－丁4－平121井水平段長478 m，垂深1 015 m，斜深1 652 m，砂巖鉆遇長度為227 m，砂巖鉆遇率88.9%，壓裂目的層P131層為側積體砂體。為實現對高含水側積體的有效挖潛，該井在鉆井設計中將水平段沿點壩上部設計，并且垂直側積走向延伸，穿越多個側積體。在對該井實施壓裂后可通過增加人工裂縫、提高水驅波及體積系數、提高采收率，實現對老區高含水側積體儲層構造的深入挖潛。

該井壓裂管柱采用外徑60 mm連續油管1 500 m＋外徑73 mm外加厚普通油管150 m＋雙封單卡工藝管柱的組配方式，如圖3。應用低摩阻壓裂液1趟管柱成功完成5段壓裂，最大施工排量2.5 m3/min，最高壓力48 MPa，共加砂54 m3，施工數據如表2。該井5段壓裂連續有效施工時間僅7 h，同采用普通油管壓裂相比，平均單段上提時間節省1 h，壓后初期日產液32 m3，日產油10.3 t，含水67.7%，取得了較好的效果。

圖3 杏8－丁4－平121井壓裂管柱

表2 杏8－丁4－平121井壓裂施工數據

4 結論

1） 連續油管與雙封單卡壓裂技術的成功結合，提高了施工效率，減輕了工人勞動強度，消除了井控風險，為擴展雙封單卡壓裂技術在中淺層氣井應用奠定了基礎。

2） 選用低摩阻壓裂液能顯著降低連續油管沿程摩阻，提高施工排量和壓力，降低施工風險。連續油管壓裂施工應充分考慮井深與連續油管長度的合理匹配，降低沿程摩阻。

3） 在抗拉強度和彎曲強度允許的情況下，連續油管和普通油管的合理組配能滿足不同深度井施工需要，擴展了連續油管的適用范圍。

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