论文部分内容阅读
[摘 要]目前采用压裂对地层进行改造是行之有效的手段之一，达到疏通地层，解除堵塞，增大过流截面，提高渗透率，提高油井产量。但在压裂施工中经常出现因各种原因造成管柱砂卡，分析压裂管柱砂卡原因，结合现场实际，采用组合解卡工艺技术，有效地解决了现场生产难题，同时缩短修井时间，降低生产成本。
[关键词]压裂管柱 砂卡 解卡 工艺技术
中图分类号：TE357 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-030-01
引 言
随着油田勘探开发的不断深入，在油田老区相继出现了第二、三次采油。为了疏通地层，解除堵塞，增大过流截面，提高渗透率，提高油井产量，而采用压裂对地层改造是目前行之有效的手段之一。在压裂施工中经常会出现因各种原因造成管柱砂卡，对于以往在作业施工现场，处理管柱的砂埋卡钻事故时，通常采用大力上提、倒扣+套铣等作业手段来进行解除，但当油管砂埋深度较大（几十米）时，强提活动解卡很难奏效；采用倒扣+套铣的作业手段，不但处理事故的周期长，难以奏效，而且投入的人力、物力和费用也很大。针对现场作业中出现的压裂管柱砂卡的问题，我们采用在油管内下小直径管柱冲砂，加破胶剂浸泡，并配合采用抽汲工艺，经现场应用，取得了良好的效果。
一、常规砂卡解卡工艺技术
1.常规砂卡原因分析
常规油水井管柱砂卡主要有以下几个方面的原因：（1）油井生产时，油层中的砂子随着油流进入套管，随压力降低逐渐沉淀，使砂面上升埋住封隔器或一部分油管造成砂卡。注水井在注水过程中，由于压力不稳定或停注造成倒流现象，使砂子进入套管，也会造成砂卡。
（2）压裂时所用管柱的尾管过长，含砂比大，排量小，压裂后放压过猛等，均能造成砂卡。
（3）使用封隔器进行分层或选层压裂时，固井质量不好、油层薄造成压裂时管外窜或压裂砂窜入封隔器、水力锚等大直径井下工具之上，造成砂卡。（4）压裂后，大斜度定向井探砂面，操作方法和负荷控制不当，管柱擦入砂面，易造成砂卡。（5）冲砂时泵的排量不够，使液体上返速度过小，携砂能力差，不能将砂子完全携带到地面造成砂卡。井口倒灌或接单根时间过长，砂子下沉造成砂卡。（6）其它作业施工时，如填砂或注水井喷水压降时喷率过大等，也能造成砂卡。
2.常规砂卡解卡的方法
常规的解除管柱砂卡的方法主要有以下几种：（1）活动管柱解卡：对于卡钻时间不长或卡钻不严重的井，可上提或下放管柱，使砂子疏松解除卡钻事故。（2）憋压反循环解卡：发现砂卡后应立即开泵循环，进行反洗井。若能洗通，砂卡即解除；若洗不通，可采取憋压后放压的方法进行解卡。（3）大力上提解卡：在设备载荷及井下管柱强度许可的范围内，采用大力上提而解卡。（4）诱喷法解卡：当地层压力较高时，可采用靠地层压力引起套管井喷，使部分砂子随油流带到地面的方法解卡。（5）冲管解卡：利用小直径且出口带斜面的冲管下至砂面以上5-10米处，在油管内进行循环冲洗带出砂子，逐渐解除砂卡。（6）倒扣套铣解卡：将反扣钻杆下接反扣打捞工具，将被卡管柱砂面以上部分倒出，然后用套铣筒冲去被砂埋住部分管柱外面的砂子，再倒出这部分管柱。交替使用套和倒的方法，直到起出全部被卡管柱为止。
二、压裂管柱砂卡及组合解卡工艺技术
1.压裂管柱砂卡原因分析
（1）压裂后，放压过猛，造成压裂砂大量流入井筒，造成油管或井下工具卡。（2）使用封隔器及水力矛等工具进行压裂时，有时会因封隔器在高压下密封不严，压裂砂经过缝隙窜入封隔器之上，致使压裂管柱提不动，造成砂卡。（3）因固井质量不好造成压裂时管外竄，或因压裂时，高压情况下，地层破裂方向控制不当，造成层间窜，致使压裂砂窜入封隔器之上，造成砂卡。（4）放压后，提管柱施工不连续或带着大直径的井下工具探砂面，井筒压裂砂下沉，地层压裂砂外吐，造成砂卡。（5）地层压裂后，裂缝添砂量设计不准或因施工过程操作不当，造成砂堵，大量砂没有进入地层，留在井筒环空和油管内，在高压的压实作业下，以及压裂液没有破胶等原因，致使压裂砂固实，造成砂卡。
2.实施解卡的方法及现场事例
2004 年 2 月 28 日，崔9井限速下压裂管柱，Y531-115封隔器卡点：1714.0米，完成管柱深度1715.16米。从套管打压9Mpa多次，试提解封多次后成功，但管柱下放座吊卡时封隔器座封，正反循环出口都出水，提φ48.3mm油管。从该井砂卡原因分析为压裂串层，至使压裂砂返到封隔器之上；从处理压裂管柱砂卡的方法来看，走了很多弯路，需要进一步对压裂管柱砂卡的解卡方法进行探讨。
3.组合解卡的工艺原理
在∮139.7mm套管中，当油管被砂埋遇卡后，在活动、憋压解卡无效的情况下，下入小直径管柱到油管中（内外径基础数据如表1所示），在油管中建立液流的循环通道，并利用该循环通道把油管内的砂子带到地面，当小直径管柱把油管内的砂子全部冲出带到地面，继续冲出油管一直冲洗到人工井底或灰面，给油管外（油套环空）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，若砂子在井筒中胶结，可注入破胶剂浸泡，采取抽汲工艺，在油管内进行抽汲排液，在沉砂上下建立压差，让砂子下沉，达到解除油管砂卡目的。
4.现场应用情况
1.沙23-10井砂卡事故处理简况
沙23-10井是高邮凹陷沙23断块的一口生产井，该井于2005.4.24日压裂放喷后，用压裂管柱∮89mm平式油管探得砂面位置：1792.0m，冲砂至1820.63m处管柱被卡，经活动憋压冲洗无效后，在∮89mm平式油管内下入∮50mm小钻杆冲砂，实探油管内砂面位置1813.0m，由于环空砂子胶结严重，多次活动管柱仍无法解卡，调整小钻杆至1825.0m正替1%的破胶剂1.0m3至井中，把破胶剂1.0m3正挤入环空（冲砂时在1816.52m遇阻，地面判断为交联剂未能破胶），然后起出小钻杆，上抽汲设备，把油管中的液面从井口抽汲到1600m，后液面上涨到900m并伴随着油花，分析油套环空砂子已经破胶，并落到人工井底，上提油管恢复悬重，解除油管砂卡。
2、阳2井砂卡事故处理简况
阳2井是安徽采油厂的一口生产井，该井于2004年3月6日压裂放喷后，用压裂管柱∮73mm平式油管冲砂，在1667.58m处管柱被卡，经活动憋压冲洗无效后，决定在∮73mm平式油管内下入∮36mm电热杆冲砂。上提下放边冲边击砂面60次，冲散砂面，后反冲砂至1675.23 m该处又遇阻，正冲洗加压11Mpa，上提下放边冲边击砂面70次，冲散砂面，后反冲砂多处遇阻，采取相同的方法。排量500l/min，冲出压裂砂1.2 m3，出水100 m3，解除砂卡。提出井下全部油管。
5、经济效益分析
近三年来，共施工砂卡井五口，运用组合解卡，施工成功率100%，节约作业费用40.17万元，缩短占井周期47.5天，共创造经济效益约120万元。
三、结论
1、压裂管柱砂卡及组合解卡工艺技术是从现场施工的成败中总结出来的，实践证明是可行的、有效的。在压裂管柱砂卡后，合理运用组合解卡的工艺方法，不仅可以加快修井施工速度，而且还缩短修井周期，降低生产成本。
2、组合解卡工艺技术在常规砂卡事故中，也可以借鉴使用，对解决现场施工中出现的砂卡事故，提供了解除的新方法和新思路，但不是千篇一律，一成不变的，在实际施工中要做到具体情况具体分析。
3、组合解卡工艺技术还可以配合大修工艺技术相结合，对解除井下事故的处理将会更容易和方便。
[关键词]压裂管柱 砂卡 解卡 工艺技术
中图分类号：TE357 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-030-01
引 言
随着油田勘探开发的不断深入，在油田老区相继出现了第二、三次采油。为了疏通地层，解除堵塞，增大过流截面，提高渗透率，提高油井产量，而采用压裂对地层改造是目前行之有效的手段之一。在压裂施工中经常会出现因各种原因造成管柱砂卡，对于以往在作业施工现场，处理管柱的砂埋卡钻事故时，通常采用大力上提、倒扣+套铣等作业手段来进行解除，但当油管砂埋深度较大（几十米）时，强提活动解卡很难奏效；采用倒扣+套铣的作业手段，不但处理事故的周期长，难以奏效，而且投入的人力、物力和费用也很大。针对现场作业中出现的压裂管柱砂卡的问题，我们采用在油管内下小直径管柱冲砂，加破胶剂浸泡，并配合采用抽汲工艺，经现场应用，取得了良好的效果。
一、常规砂卡解卡工艺技术
1.常规砂卡原因分析
常规油水井管柱砂卡主要有以下几个方面的原因：（1）油井生产时，油层中的砂子随着油流进入套管，随压力降低逐渐沉淀，使砂面上升埋住封隔器或一部分油管造成砂卡。注水井在注水过程中，由于压力不稳定或停注造成倒流现象，使砂子进入套管，也会造成砂卡。
（2）压裂时所用管柱的尾管过长，含砂比大，排量小，压裂后放压过猛等，均能造成砂卡。
（3）使用封隔器进行分层或选层压裂时，固井质量不好、油层薄造成压裂时管外窜或压裂砂窜入封隔器、水力锚等大直径井下工具之上，造成砂卡。（4）压裂后，大斜度定向井探砂面，操作方法和负荷控制不当，管柱擦入砂面，易造成砂卡。（5）冲砂时泵的排量不够，使液体上返速度过小，携砂能力差，不能将砂子完全携带到地面造成砂卡。井口倒灌或接单根时间过长，砂子下沉造成砂卡。（6）其它作业施工时，如填砂或注水井喷水压降时喷率过大等，也能造成砂卡。
2.常规砂卡解卡的方法
常规的解除管柱砂卡的方法主要有以下几种：（1）活动管柱解卡：对于卡钻时间不长或卡钻不严重的井，可上提或下放管柱，使砂子疏松解除卡钻事故。（2）憋压反循环解卡：发现砂卡后应立即开泵循环，进行反洗井。若能洗通，砂卡即解除；若洗不通，可采取憋压后放压的方法进行解卡。（3）大力上提解卡：在设备载荷及井下管柱强度许可的范围内，采用大力上提而解卡。（4）诱喷法解卡：当地层压力较高时，可采用靠地层压力引起套管井喷，使部分砂子随油流带到地面的方法解卡。（5）冲管解卡：利用小直径且出口带斜面的冲管下至砂面以上5-10米处，在油管内进行循环冲洗带出砂子，逐渐解除砂卡。（6）倒扣套铣解卡：将反扣钻杆下接反扣打捞工具，将被卡管柱砂面以上部分倒出，然后用套铣筒冲去被砂埋住部分管柱外面的砂子，再倒出这部分管柱。交替使用套和倒的方法，直到起出全部被卡管柱为止。
二、压裂管柱砂卡及组合解卡工艺技术
1.压裂管柱砂卡原因分析
（1）压裂后，放压过猛，造成压裂砂大量流入井筒，造成油管或井下工具卡。（2）使用封隔器及水力矛等工具进行压裂时，有时会因封隔器在高压下密封不严，压裂砂经过缝隙窜入封隔器之上，致使压裂管柱提不动，造成砂卡。（3）因固井质量不好造成压裂时管外竄，或因压裂时，高压情况下，地层破裂方向控制不当，造成层间窜，致使压裂砂窜入封隔器之上，造成砂卡。（4）放压后，提管柱施工不连续或带着大直径的井下工具探砂面，井筒压裂砂下沉，地层压裂砂外吐，造成砂卡。（5）地层压裂后，裂缝添砂量设计不准或因施工过程操作不当，造成砂堵，大量砂没有进入地层，留在井筒环空和油管内，在高压的压实作业下，以及压裂液没有破胶等原因，致使压裂砂固实，造成砂卡。
2.实施解卡的方法及现场事例
2004 年 2 月 28 日，崔9井限速下压裂管柱，Y531-115封隔器卡点：1714.0米，完成管柱深度1715.16米。从套管打压9Mpa多次，试提解封多次后成功，但管柱下放座吊卡时封隔器座封，正反循环出口都出水，提φ48.3mm油管。从该井砂卡原因分析为压裂串层，至使压裂砂返到封隔器之上；从处理压裂管柱砂卡的方法来看，走了很多弯路，需要进一步对压裂管柱砂卡的解卡方法进行探讨。
3.组合解卡的工艺原理
在∮139.7mm套管中，当油管被砂埋遇卡后，在活动、憋压解卡无效的情况下，下入小直径管柱到油管中（内外径基础数据如表1所示），在油管中建立液流的循环通道，并利用该循环通道把油管内的砂子带到地面，当小直径管柱把油管内的砂子全部冲出带到地面，继续冲出油管一直冲洗到人工井底或灰面，给油管外（油套环空）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，若砂子在井筒中胶结，可注入破胶剂浸泡，采取抽汲工艺，在油管内进行抽汲排液，在沉砂上下建立压差，让砂子下沉，达到解除油管砂卡目的。
4.现场应用情况
1.沙23-10井砂卡事故处理简况
沙23-10井是高邮凹陷沙23断块的一口生产井，该井于2005.4.24日压裂放喷后，用压裂管柱∮89mm平式油管探得砂面位置：1792.0m，冲砂至1820.63m处管柱被卡，经活动憋压冲洗无效后，在∮89mm平式油管内下入∮50mm小钻杆冲砂，实探油管内砂面位置1813.0m，由于环空砂子胶结严重，多次活动管柱仍无法解卡，调整小钻杆至1825.0m正替1%的破胶剂1.0m3至井中，把破胶剂1.0m3正挤入环空（冲砂时在1816.52m遇阻，地面判断为交联剂未能破胶），然后起出小钻杆，上抽汲设备，把油管中的液面从井口抽汲到1600m，后液面上涨到900m并伴随着油花，分析油套环空砂子已经破胶，并落到人工井底，上提油管恢复悬重，解除油管砂卡。
2、阳2井砂卡事故处理简况
阳2井是安徽采油厂的一口生产井，该井于2004年3月6日压裂放喷后，用压裂管柱∮73mm平式油管冲砂，在1667.58m处管柱被卡，经活动憋压冲洗无效后，决定在∮73mm平式油管内下入∮36mm电热杆冲砂。上提下放边冲边击砂面60次，冲散砂面，后反冲砂至1675.23 m该处又遇阻，正冲洗加压11Mpa，上提下放边冲边击砂面70次，冲散砂面，后反冲砂多处遇阻，采取相同的方法。排量500l/min，冲出压裂砂1.2 m3，出水100 m3，解除砂卡。提出井下全部油管。
5、经济效益分析
近三年来，共施工砂卡井五口，运用组合解卡，施工成功率100%，节约作业费用40.17万元，缩短占井周期47.5天，共创造经济效益约120万元。
三、结论
1、压裂管柱砂卡及组合解卡工艺技术是从现场施工的成败中总结出来的，实践证明是可行的、有效的。在压裂管柱砂卡后，合理运用组合解卡的工艺方法，不仅可以加快修井施工速度，而且还缩短修井周期，降低生产成本。
2、组合解卡工艺技术在常规砂卡事故中，也可以借鉴使用，对解决现场施工中出现的砂卡事故，提供了解除的新方法和新思路，但不是千篇一律，一成不变的，在实际施工中要做到具体情况具体分析。
3、组合解卡工艺技术还可以配合大修工艺技术相结合，对解除井下事故的处理将会更容易和方便。