川渝頁巖氣復雜水平井連續油管作業關鍵技術

馮德華

摘要：本文通過分析川渝區域頁巖氣三類復雜水平井連續油管作業現狀，提出針對性技術措施，提高連續油管作業效率，避免復雜事故的發生，達到提速增效的目的。

關鍵詞：可溶橋塞;低壓漏失;套變;高壓;復雜井

1 長水平段鉆可溶橋塞技術

1.1可溶橋塞鉆磨易出現難題

隨著壓裂工藝變化，川渝區塊原本復合橋塞分段壓裂逐漸被可溶橋塞分段壓裂代替，在川渝地區鉆掃可溶橋塞的井越來越多，包括長寧區塊和涪陵區塊都有全井為全可溶橋塞的井。在鉆掃可溶橋塞過程中出現了鉆時慢、無進尺、遇阻遇卡的情況，導致這些情況的主要原因為工具選型不對、工作液體選擇不合適，以及施工工藝不匹配。

1.2鉆可溶橋塞工具優化

一般推薦鉆磨工具串組合從上到下為鉚釘式連接器+雙活瓣單流閥+液壓丟手+震擊器+（水力振蕩器）+螺桿馬達+磨鞋，水力振蕩器根據施工設計模擬情況決定是否增加[1]。推薦采用的清理井筒工具串，從上到下為鉚釘式連接器+雙活瓣單流閥+液壓丟手+旁通閥++噴嘴。若可溶橋塞結構有含鐵磁性的不溶物，可以在管串中增加強磁打撈器。

磨鞋選擇外徑不大于套管內徑92%，選擇寬水槽、凹面的磨鞋。根據燜井情況進行磨鞋優選，對于燜井時間長的井，選擇外徑φ95～100mm的磨鞋，可加快鉆掃時效。對于燜井時間不長的井，選用外徑φ100mm以上的磨鞋，并現場檢測返排液的礦化度情況。在工具串上進行改進，在震擊器上部增加循環閥，若碎屑堆積在磨鞋以上時，可打開循環閥，在磨鞋上部形成通道進行循環。

1.3鉆可溶橋塞工藝優化

作業前采用軟件模擬工具串下深及受力情況，若下放不到位或施加鉆壓小于5kN，應加裝水力振蕩器、準備金屬減摩劑或使用更大尺寸的連續油管。

現場必須提前配備2-5噸的KCL材料，保障出現遇卡情況下，可及時配置泵注解卡。采用小鉆壓、勤劃眼的方式進行鉆磨，每進尺0.3m進行上提5-10m，改變排量后再下放鉆磨，以達到改變磨鞋位置，減小碎屑的目的。短起時以8-10m/min的速度在水平段起油管，起至A點附近降至4-6m/min，打入膠液，盡量攜帶出橋塞碎屑。合理控制油嘴，準確地統計漏失量，原則上確保出口液量大于進口液量。入井前現場檢測膠液粘度，防止因粘度不達標，導致橋塞碎屑無法返出。建立金屬減摩劑循環利用流程，金屬減摩劑配置后經過分離器建立獨立的循環使用，減摩效果更強。

2 套變井連續油管作業技術

2.1套變井的狀況

因地質、工程原因導致套變井越來越多，在川渝地區連續油管施工的典型的套變井有焦頁195-5井（鉆水泥塞）、威206-H2井（修套）等。套變井因井筒內套管內徑發生變化，井筒通徑變小，可能會造成原來可用尺寸的井下工具無法正常通過，或者通過后工具在套變段發生遇卡的風險。

2.2套變井作業工具優化

鉆橋塞和水泥塞時，主要選擇小直徑磨鞋。針對套變段套管修復時，選擇相對應的修套銑錐和平底磨鞋交替使用。下橋塞時，選擇小直徑的復合橋塞或可溶橋塞，在川渝地區套變井常使用的是φ85mm、95mm等。

2.3施工工藝方面

在疑似套變點處，累計鉆磨60min無進尺且有頻繁憋泵或上提掛卡情況，應立即起出檢查工具，防止卡死。在對套變點打鉛印前，為防止雜物影響打印效果必，須清理干凈井筒，根據鉛印情況，選擇相匹配尺寸的小磨鞋進行鉆磨。小磨鞋鉆磨時，每鉆除2-3支橋塞，就必須起出工具，下入一趟強磁進行清理作業。

3 高壓氣井連續油管作業技術

3.1高壓井連續油管作業設備配套

對于連續油管作業，高壓井指井口壓力大于35MPa的施工井。而針對在川渝地區井口壓力大于45MPa的高壓氣井，建議使用105MPa的防噴系統進行施工。針對井口壓力大于52MPa的高壓氣井，建議使用兩組105MPa防噴器，并使用雙聯防噴盒。

3.2高壓氣井施工常見問題

高壓氣井連續油管施工常見問題一是內防噴工具單流閥因試高壓導致壽命縮短，基本每口井需更換幾個。二是防噴盒膠芯在高溫高壓情況下，膠芯磨損較快。三是滾筒的高壓旋轉接頭在高壓情況下，易失效滲漏。四是連續油管管材在高壓情況下作業，管材壽命對比正常壓力壽命會快速降低。

3.3工具、設備及工藝優化措施

工具方面，對單流閥進行改進，現場試壓實驗了連接兩個雙活瓣單流閥但是無法穩壓，建議改進為三活瓣式或其他先進工藝。設備材料方面，針對高壓氣井的高溫高壓情況，對高壓管線的盤根、防噴管的密封圈、防噴盒的膠芯等，勤加檢查，采用耐高溫的材質。防噴盒膠芯保證要求每趟起出后都進行單獨檢查，及時更換磨損的膠芯。在施工方面，起下和靜止情況下，要保證油管的外壓差不超過35MPa。在循環情況下，保證液體的減阻性能，且排量降低至300L/min，盡量降低油管的內壓。

4 常見復雜故障及處理情況

4.1遇阻遇卡的判斷和預防

（1）出砂明顯時，一定要通過加大排量、打膠液等方式清理干凈井筒。

（2）短起上提時，密切關注懸重變化，在同樣深度、同樣排量、同樣壓力情況下，懸重增加超過2噸，則必須降低上提速度，打膠液，充分循環，防止磨鞋上包裹碎屑，導致卡死的情況發生。每起500m，進行一次下放測試，記錄懸重變化。

（3）遇卡的幾種情況

硬遇卡類型主要表現為馬達憋停，起泵后泵壓偏高，返排出口液量變化不大。軟遇卡類型主要表現為馬達憋停，起泵后泵壓偏高，返排出口液量明顯變小。包裹工具或油管遇卡類型主要表現為馬達正常工作，返排出口無液返出，但可能有氣。

4.2處理措施

（1）硬遇卡處理措施

可以優選上下活動解卡、泵注金屬減摩劑解卡、反泵解卡、啟動震擊器解卡、投球丟手等解卡方式。

（2）軟遇卡處理措施

可以優選上下活動解卡、開大井口返排、井筒憋壓放壓、泵注金屬減摩劑解卡、反泵解卡等方式。

（3）包裹工具或油管遇卡處理措施

可以采用查井史，查地質資料，分析地層漏失情況。反打罐液：補滿遇卡點上部的井筒，再大排量大壓力反打。氮氣頂替：關井測井口壓力恢復情況，使用液氮泵車持續泵注氮氣，以改變包裹段的通道情況，以及增加上頂力。

5 結論

（1）針對川渝區塊頁巖氣長水平段鉆可溶橋塞、高壓井、套變井作業等三類復雜水平井，提出相對應連續油管技術解決措施。

（2）針對復雜井頁巖氣水平井連續油管作業易出現的遇阻遇卡復雜情況，提供了預防方案，對硬遇卡、軟遇卡、包裹卡三種類型，提出了解卡處理措施。

參考文獻

[1] 王偉佳，熊江勇，張國鋒，趙銘，尚瓊.頁巖氣井連續管輔助壓裂試氣技術[J].石油鉆探技術，2015，43（05）：88-93.

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