高压大通径送入悬挂系统的研制

吕芳蕾

高压大通径送入悬挂系统的研制

吕芳蕾

（胜利油田分公司采油工艺研究院，山东东营257000）①

水平井裸眼封隔器分段压裂完井工艺技术是提高低渗透油藏产能的重要技术手段。高压大通径送入悬挂系统是水平井裸眼分段压裂完井工艺管柱的主要配套工具之一。该工具送入预定位置后丢手，悬挂密封总成可以承接尾管悬重力和压裂过程中的上顶力，并能够实现尾管顶部环空的有效密封。整个系统具有工艺实施简单可靠，悬挂力大，密封压力高、内通径大等优点。该系统已在现场应用了7口井，有广阔的应用前景。

高压；大通径；悬挂

胜利油田特低渗油藏具有深埋、高温、层多、层薄、物性差的特点，储层改造难度大，增产效果差，制约特低渗透油藏的开发。低渗油藏的资源特点决定了无法直接照搬国外经验和技术［1］。自2010年以来，按照“边引进学习，边应用提升，边自主研发”［2］的技术思路，不断攻关，实现了压裂完井工具的突破，自主研发形成的177．8mm×114．3mm（7英寸×4英寸）水平井裸眼封隔器分段压裂完井管柱，通过对关键工具的改进与完善，具备了实施15段的能力。其主要配套工具高压大通径送入悬挂系统很好地实现了尾管的悬挂，密封以及压裂管柱的回接，在现场应用中取得了很好的应用效果。

1　技术分析

水平井裸眼封隔器分段压裂完井管柱主要采用裸眼完井，采用裸眼压裂封隔器分隔油层，通过投低密度球逐级打开压裂滑套的方式，实现多级压裂完井一体化［3］。管柱主要组成（由上而下）为：高压大通径送入悬挂系统、水平井裸眼压裂封隔器、水平井投球滑套、水平井压差滑套、水平井井筒隔离阀、水平井底部循环阀。

1．1 结构［4］

高压大通径送入悬挂系统主要包括送入总成和悬挂密封总成，其中送入总成采用串联大推力液缸设计，可根据现场需要的坐封力调节液缸的级数。主要用于连接钻杆与压裂完井管柱，将完井管柱送入预定位置后进行丢手。该部分主要由上接头、滑动套、上中心管、连接套、上液缸、下中心管、丢手座、外套、丢手头等部分组成，如图1所示。

图1　送入总成结构示意

悬挂密封总成主要用于承接尾管悬重，并实现尾管顶部环空的有效密封。主要由中心回接管、启动剪钉、上卡瓦座、上卡瓦、坐挂剪钉A、上胀头、组合胶筒、下胀头、坐挂剪钉B、下卡瓦、下接头等部分组成，如图2所示。

图2　悬挂密封总成结构示意

1．2 工艺原理

该高压大通径送入悬挂系统工作时将送入总成的丢手头与悬挂密封总成的中心回接管通过启动剪钉连接，丢手头插入中心管回接管中连接中心回接管，送入总成上接头连接钻杆，悬挂密封总成下接头连接完井尾管管串下入到设计位置，钻杆内加压，液缸产生液压力，剪断启动剪钉，开始坐封组合胶筒，当力达到坐挂剪钉B的设计值时，坐挂剪钉B剪断，开始坐挂下卡瓦，当力继续增大，下卡瓦和组合胶筒坐挂、坐封完全，并且达到坐挂剪钉A的设计值时，坐挂剪钉A剪断，开始坐挂上卡瓦。悬挂密封总成完成坐封、坐挂动作后，逆时针旋转管柱，丢手头与中心管回接管脱开，完成丢手，上提管柱，起出钻杆及丢手总成，下入回接管柱进行压裂［5］。

1．3 主要技术参数

对设计的高压大通径送入悬挂系统进行了顶部环空密封试验、卡瓦悬挂能力试验、送入工具丢手试验、回接插管后密封压力性能试验。该工具性能参数都达到了设计和现场施工要求。具体参数如表1。

表1　可丢手送入悬挂系统技术参数

1．4 技术特点

1） 工具的环空密封压差高，满足了压裂过程中压力高的要求。

2） 该工具设计了独立的丢手系统，丢手系统可反复使用，降低了成本，丢手采用倒扣的方式，操作简单、可靠。

3） 采用独立的串联液缸设计，可根据悬挂系统完全坐封、坐挂所需要的力调节液缸的级数，比较方便。

4） 压裂施工时，回接管柱直接插入悬挂密封总成的中心回接管，操作方便，且具有密封盒固定的作用，回接管柱无需采用水力锚。

5） 工具的内通径大，有利于后续其他工艺实施。

2　现场应用

该工具经过不断改进和完善，在胜利油田与其他工具配合共进行了7井次的水平井裸眼封隔器分段压裂现场试验，取得了很好的应用效果。实施的7口井水平段长度800～1 494m，单井分段级数10 ～12级，单段最大加砂50m3，最大排量5．7m3／min，累计增油3．66×104t。

典型井例：樊5410HF井属于樊154区块，为浊积岩油藏，水平段长为1052m，采用水平井裸眼封隔器分段压裂完井管柱对该井分11段压裂。压裂过程中，高压大通径送入悬挂系统启动压力18mPa，加压至25mPa，确保高压大通径送入悬挂系统坐挂、坐封完全，倒扣16圈丢手，顶部验封满足要求，压裂过程中总液量2651m3，最高砂比50%，最大施工排量4．8m3／min。该井2013-01-24投产，截止2014-10-18，该井累计增油6495．9t。

3　结论

高压大通径送入悬挂系统集悬挂、密封、丢手于一身，工具悬挂力和防上顶力大、环空密封压差高，性能可靠，坐封坐挂需要的液压力调节方便，具有很强的可控性和可操作性，工具内通径大，便于后期进行其他施工操作。该工具还可与其他工具配合使用。

［1］ Seale R，Packer S．O penhole completion systemenablesmultistage fracturing and stim ulation along horizontal wellbores［J］．Drilling Contractor，2007（8）：112-114．

［2］ 马洪芬，王炳，蔡景超．水平井裸眼分段压裂工艺在S201715 H井上的应用［J］．油气井测试，2011，20 （4）：31-33．

［3］ 张海燕，魏新芳，余金陵．水平井裸眼分段压裂完井关键工具研制［J］．石油钻采工艺，2013，35（2）：86-89．

［4］ 李洪春，蒲晓莉，贾长贵．水平井裸眼分段压裂工具设计要点分析［J］．石油机械，2012，40（5）：82-85．

［5］ 王励斌．水平井裸眼选择性分段压裂完井技术及工具［J］．石油矿场机械，2011，40（4）：70-74．

Development of Large Diameter High Pressure Feeding Suspension System

LYU Fanglei
（Research Institute of Production Technology，Shengli Oilfield Com pany，Dongying257000China）

Low permeability reservoir is rich in resources in Shengli Oilfield．Technology of horizontal wells with open hole packer staged fracturing completion is an im portant technology to improve the low permeability reservoir production capacity．High pressure and large diameter feeding suspension system is one of themainmatching tools．The system ismainly composed with release assem bly and suspension sealing assem bly．Among them release assem bly can connect the drill pipe and the fracturing completion string，and can release after sending the tail pipe into a predetermined position，suspension sealing assem bly can undertake tail hanging weight of the fracturing completion string and the up ward force of a string of In the process of fracturing and can realize effective sealing tail pipe at the top of the annulus．The w hole system has a process to im plement a sim ple and reliable process，suspension force is big，high sealing pressure，large in size etc．The system has been applied in 7 wells in the field application．With the increasing application of staged fracturing horizontal well completion，the system has broad application prospects．

high pressure；chase drive；suspension

TE931．2

B

10．3969／j．issn．10013842．2015．03．018

10013482（2015）03007503

①2014-10-20

国家科技重大专项“胜利油田薄互层低渗透油田开发示范工程”（2011Z-X05051）

吕芳蕾（1981-），女，山东莱阳人，工程师，从事压裂工艺与完井工艺研究，Email：lvfanglei．slyt＠sinopec．com。