壓裂管柱砂卡原因及組合解卡工藝技術探究

劉永鋒

摘要：壓裂施工中經常會出現因各種原因造成管柱砂卡，對于以往在作業施工現場，處理管柱的砂埋卡鉆事故時，通常采用大力上提、倒扣+套銑等作業手段來進行解除，但當油管砂埋深度較大（幾十米）時，強提活動解卡很難奏效。壓裂管柱砂卡及組合解卡工藝技術是從現場施工的成敗中總結出來的，實踐證明是可行的、有效的。在壓裂管柱砂卡后，合理運用組合解卡的工藝方法，不僅可以加快修井施工速度，而且還縮短修井周期，降低生產成本。

關鍵詞：壓裂；地層改造；管柱砂卡；組合解卡工藝

為疏通地層，解除堵塞，增大過流截面，提高滲透率，提高油井產量，而采用壓裂對地層改造是目前行之有效的手段之一。在壓裂施工中經常會出現因各種原因造成管柱砂卡，對于以往在作業施工現場，處理管柱的砂埋卡鉆事故時，通常采用大力上提、倒扣+套銑等作業手段來進行解除，但當油管砂埋深度較大（幾十米）時，強提活動解卡很難奏效；采用倒扣+套銑的作業手段，不但處理事故的周期長，難以奏效，而且投入的人力、物力和費用也很大。針對現場作業中出現的壓裂管柱砂卡的問題，采用在油管內下小直徑管柱沖砂，加破膠劑浸泡，并配合采用抽汲工藝，經現場應用，取得了良好的效果。

一、常規砂卡解卡工藝技術

1.常規砂卡原因分析

常規油水井管柱砂卡主要有以下幾個方面的原因：（1）油井生產時，油層中的砂子隨著油流進入套管，隨壓力降低逐漸沉淀，使砂面上升埋住封隔器或一部分油管造成砂卡。注水井在注水過程中，由于壓力不穩定或停注造成倒流現象，使砂子進入套管，也會造成砂卡。

（2）壓裂時所用管柱的尾管過長，含砂比大，排量小，壓裂后放壓過猛等，均能造成砂卡。

（3）使用封隔器進行分層或選層壓裂時，固井質量不好、油層薄造成壓裂時管外竄或壓裂砂竄入封隔器、水力錨等大直徑井下工具之上，造成砂卡。（4）壓裂后，大斜度定向井探砂面，操作方法和負荷控制不當，管柱擦入砂面，易造成砂卡。（5）沖砂時泵的排量不夠，使液體上返速度過小，攜砂能力差，不能將砂子完全攜帶到地面造成砂卡。井口倒灌或接單根時間過長，砂子下沉造成砂卡。（6）其它作業施工時，如填砂或注水井噴水壓降時噴率過大等，也能造成砂卡。

2.常規砂卡解卡的方法

常規的解除管柱砂卡的方法主要有以下幾種：（1）活動管柱解卡：對于卡鉆時間不長或卡鉆不嚴重的井，可上提或下放管柱，使砂子疏松解除卡鉆事故。（2）憋壓反循環解卡：發現砂卡后應立即開泵循環，進行反洗井。若能洗通，砂卡即解除；若洗不通，可采取憋壓后放壓的方法進行解卡。（3）大力上提解卡：在設備載荷及井下管柱強度許可的范圍內，采用大力上提而解卡。（4）誘噴法解卡：當地層壓力較高時，可采用靠地層壓力引起套管井噴，使部分砂子隨油流帶到地面的方法解卡。（5）沖管解卡：利用小直徑且出口帶斜面的沖管下至砂面以上5-10米處，在油管內進行循環沖洗帶出砂子，逐漸解除砂卡。（6）倒扣套銑解卡：將反扣鉆桿下接反扣打撈工具，將被卡管柱砂面以上部分倒出，然后用套銑筒沖去被砂埋住部分管柱外面的砂子，再倒出這部分管柱。交替使用套和倒的方法，直到起出全部被卡管柱為止。

二、壓裂管柱砂卡及組合解卡工藝技術

1.壓裂管柱砂卡原因分析

（1）壓裂后，放壓過猛，造成壓裂砂大量流入井筒，造成油管或井下工具卡。（2）使用封隔器及水力矛等工具進行壓裂時，有時會因封隔器在高壓下密封不嚴，壓裂砂經過縫隙竄入封隔器之上，致使壓裂管柱提不動，造成砂卡。（3）因固井質量不好造成壓裂時管外竄，或因壓裂時，高壓情況下，地層破裂方向控制不當，造成層間竄，致使壓裂砂竄入封隔器之上，造成砂卡。（4）放壓后，提管柱施工不連續或帶著大直徑的井下工具探砂面，井筒壓裂砂下沉，地層壓裂砂外吐，造成砂卡。（5）地層壓裂后，裂縫添砂量設計不準或因施工過程操作不當，造成砂堵，大量砂沒有進入地層，留在井筒環空和油管內，在高壓的壓實作業下，以及壓裂液沒有破膠等原因，致使壓裂砂固實，造成砂卡。

2.實施解卡的方法及現場事例

2016年A井限速下壓裂管柱，Y531-115封隔器卡點：1414.0米，完成管柱深度1415.16米。從套管打壓9Mpa多次，試提解封多次后成功，但管柱下放座吊卡時封隔器座封，正反循環出口都出水，提φ48.3mm油管。從該井砂卡原因分析為壓裂串層，至使壓裂砂返到封隔器之上；從處理壓裂管柱砂卡方法來看，走很多彎路，需要進一步對壓裂管柱砂卡的解卡方法進行探討。

3.組合解卡的工藝原理

在∮139.7mm套管中，當油管被砂埋遇卡后，在活動、憋壓解卡無效的情況下，下入小直徑管柱到油管中（內外徑基礎數據如表1所示），在油管中建立液流的循環通道，并利用該循環通道把油管內的砂子帶到地面，當小直徑管柱把油管內的砂子全部沖出帶到地面，繼續沖出油管一直沖洗到人工井底或灰面，給油管外（油套環空）的砂子下沉留有一定的口袋，油管外的砂子由于重力原因自然下沉，若砂子在井筒中膠結，可注入破膠劑浸泡，采取抽汲工藝，在油管內進行抽汲排液，在沉砂上下建立壓差，讓砂子下沉，達到解除油管砂卡目的。

4.現場應用情況

1.砂卡事故處理簡況

B井是低滲油藏的生產井，該井于2015.4.24日壓裂后，用壓裂管柱∮89mm平式油管探得砂面位置：1792.0m，沖砂至1820.63m處管柱被卡，經活動憋壓沖洗無效后，在∮89mm平式油管內下入∮50mm小鉆桿沖砂，實探油管內砂面位置1813.0m，由于環空砂子膠結嚴重，多次活動管柱仍無法解卡，調整小鉆桿至1825.0m正替1%的破膠劑1.0m3至井中，把破膠劑1.0m3正擠入環空（沖砂時在1816.52m遇阻，地面判斷為交聯劑未能破膠），然后起出小鉆桿，上抽汲設備，把油管中的液面從井口抽汲到1600m，后液面上漲到900m并伴隨著油花，分析油套環空砂子已經破膠，并落到人工井底，上提油管恢復懸重，解除油管砂卡。

2、砂卡事故處理簡況

C井于2016年3月壓裂后，用壓裂管柱∮73mm平式油管沖砂，在1467.58m處管柱被卡，經活動憋壓沖洗無效后，決定在∮73mm平式油管內下入∮36mm電熱桿沖砂。上提下放邊沖邊擊砂面60次，沖散砂面，后反沖砂至1675.23m該處又遇阻，正沖洗加壓11Mpa，上提下放邊沖邊擊砂面70次，沖散砂面，后反沖砂多處遇阻，采取相同的方法。排量500l/min，沖出壓裂砂1.2m3，出水100m3，解除砂卡。提出井下全部油管。

三、結論

1、壓裂管柱砂卡及組合解卡工藝技術是從現場施工的成敗中總結出來的，實踐證明是可行的、有效的。在壓裂管柱砂卡后，合理運用組合解卡的工藝方法，不僅可以加快修井施工速度，而且還縮短修井周期，降低生產成本。

2、組合解卡工藝技術在常規砂卡事故中，也可以借鑒使用，對解決現場施工中出現的砂卡事故，提供了解除的新方法和新思路，但不是千篇一律，一成不變的，在實際施工中要做到具體情況具體分析。

3、組合解卡工藝技術還可以配合大修工藝技術相結合，對解除井下事故的處理將會更容易和方便。

參考文獻

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