分层压裂管柱解卡工艺在煤层气井上的应用

姚晓军 孙泽良 刘 斌 高利平 周 帅

(中国石油天然气股份有限公司华北油田公司，河北 062552)

二连盆地低煤阶煤层气井煤层厚度比较厚，为了提高压裂改造的效果，一般需要进行分层压裂。在分层压裂过程中管柱遇卡经常发生，延缓了压裂施工进程并造成储层伤害。分压管柱遇卡主要由砂埋管柱、砂卡管柱、封隔器无法解封、套管变形等几种原因造成，无论是什么情况，对于井下事故处理都是一件复杂的事情。如何能及时、快捷、有效的处理遇卡事故一直是井下作业工程技术人员的重要课题。利用小修设备处理井下事故，必须经过多方面的井下分析论证问题的所在，确定技术难点，从而制定技术措施，实现高效解卡打捞。

1 管柱遇卡基本情况

霍煤1井压裂施工前，作业队先期进行了通井、刮削施工，核实人工井底深度，均无异常后，按设计要求下分层压裂管柱。霍煤1井基本数据如表1所示。

该井所采用的压裂方式为分层压裂，其工艺管柱结构如图1所示。

表1 霍煤1井基本数据表

图1 分层压裂管柱结构示意图

该井在压裂过程中一切施工都正常，但是等到油、套先后放压至零后，上提管柱解封，当起出3根油管短节+D89mm平式油管7根，悬重由正常260kN上升至380kN，继续上提管柱，悬重直线上升。说明管柱遇卡，于是采用常规思路及做法上下活动管柱解卡，但是经过一段时间的尝试，解卡无效。

2 打捞难点分析

从压裂施工现象来看，施工压力：0～50.77MPa；排量：0～7.67m3/min；打携砂液555.4m3；加砂80.29m3；平衡压力：8～11MPa；套压始终未有大的变化，应不会出现压裂砂上窜的现象；而且放压后上提管柱72m后遇阻的，可以更加确定了管柱不是因为压裂过程及放压时有砂子返吐造成砂卡管柱上。对于活动解卡的做法效果不大。

管柱既然已经活动上移72m，推断管柱遇套变卡钻的可能性不大，主要是因为管柱最大外径的工具封隔器深度在724m，无论是从先期套变出现规律还是从开发地层情况看都不可能是套变造成的遇卡。此外，决定正打压循环试验，套管不返水，而泵压上升到了27MPa，伴随正循环打压的工艺同时进行了大力上提活动解卡20多次，仍未解开成功。由此推断，该井遇卡的可能是封隔器问题以及套管内的垢共同造成。

由以上分析认为该井管柱遇卡不是砂卡、砂埋管柱造成，最可能的是封隔器出现问题导致管柱卡。因此，该管柱最大的难点是如何让封隔器能完整的打捞出来，同时又不造成对井筒的伤害。

3 措施制定及实施

3.1 措施制定

根据以上分析，该井使用大力上提、循环解卡以及综合憋压上提等方法都无法进行解卡，这说明管柱遇卡严重，解卡施工难度大，特别是管柱上联接有封隔器，最大的风险是封隔器解体，如果封隔器不能正常分开，会给解卡后续工序带来更大的困难。因此，制定打捞方案为，总体采用倒扣打捞做法，但在具体实施上，需要考虑尽可能的不让封隔器解体。如果一旦封隔器解体，在套铣时必须保证打捞部分完整，以便为后续作业打捞创造较好的打捞基础条件。

3.2 措施制定

倒扣打捞：倒扣起封隔器以上管柱D89mm倒扣捞矛+D73mm反扣钻杆，共起下5趟，倒出封隔器上接头及以上全部管柱。查阅同型号封隔器数据，确定鱼头为出露上钢体中心管外径约60mm，内径47～49mm，长度约205mm。

冲洗鱼顶：冲洗封隔器顶面以上积砂，下弯头空心抽油杆笔尖+D73mm油管，边转动管柱，边下放冲洗砂至封隔器顶面，返出液不含砂后起出全部管柱。井口安装三通+D48mm油管全封及半封封井器。下空心抽油杆笔尖及自制合金齿钻头两次，戳冲管内积砂均无效；然后下合金齿钻头+微型螺杆钻具+空心抽油杆+D48mm油管，冲至封隔器上接头位置；下小冲管笔尖+空心抽油杆+ D48mm油管冲砂至管鞋以下13.09m。

打捞封隔器：下可退式D51mm油管捞矛(接头带扶正器)+D73mm油管短节1根+上震击器+D73mm油管，一次下放管柱抓获落鱼。上下活动管柱几次，悬重160kN↗320kN↘168kN，解卡成功，恢复正常悬重。起出全部管柱，同时带出砂卡封隔器。

3.3 现场实施效果分析

从后期打捞事实情况来看，基本上分为三个阶段，第一阶段为封隔器以上油管的倒扣打捞阶段；第二阶段为鱼顶清理阶段；第三阶段为封隔器打捞阶段。每个阶段都有不同的技术难点，也就是各阶段都有自己需要重点防范或是解决的重点问题。

第一阶段倒扣打捞的重点是倒出封隔器以上的管柱，最后是封隔器上边留有一根油管，这样有利于实现震击器解卡做法。最大的困难是要防止封隔器解体的问题。因此，在打捞时充分考虑了井筒环境、井斜、遇卡位置等因素，制定倒扣打捞的措施，确定打捞负荷。实际实施时多次进行了卡点测试，确保倒扣不使封隔器解体，达到了施工目的。

第二阶段鱼顶清理。该阶段主要难点是保护好鱼顶不被破坏，经过详细分析倒扣打捞出的油管，结合井筒打压情况，还有本区块井压后应有的现象分析认为鱼顶处内外可能存在东西堵塞，如果直接下捞矛打捞，捞矛无法捞获落鱼。因此，制定措施清理鱼顶。鱼顶外部打捞，接头短，捞获后震击解卡成功率低，内捞成功率较高，故制定了清理落鱼内腔的工艺。从实施打捞情况看，措施制定的非常正确，为以后的打捞做好了关键的一步。

第三阶段封隔器的打捞。由于整个打捞过程不断发现有利的现象，修正技术思路，使制定的措施更加得当。采用内捞、上震击解卡工艺打捞实施时一次成功完成管柱解卡打捞。

4 结论

综上分析，管柱解卡最重要的是必须充分收集证据，分析清楚落鱼状态是打捞措施制定的重要依据，也是实施效果的重要保证。通过霍煤1井的现场实施，可以得到以下结论：

(1)管柱遇卡时不能盲目确定措施，这样会使事故更加复杂化，而通过全面分析清风险后再制定措施，成功率会很高，并且还可以节省人力物力投入。

(2)管柱解卡应选择简单的打捞工艺，避免造成事故落事故，使问题复杂，甚至无法解决。

(3)在选择工艺、工具时，尽可能的使用简单工具，并且避免或最少对鱼顶的破坏。最好是能好得保护鱼顶。对遇有套变的井必须先修正套变位置，直到满足打捞要求才可进行下步工作。