王国栋
中石化华北石油工程有限公司井下作业分公司，河南 郑州 450042
摘要：连续油管带底封拖动压裂技术兼具水力喷砂射孔、环空加砂压裂、底部封隔和机械精确定位等技术特点,能够实现一趟管柱多段压裂改造，具有转层灵活、施工时效高、施工后井筒清洁等优点，为水平井分段压裂改造提供了一种安全可靠的技术手段。目前该工艺已经应用在大牛地气田及东胜气田诸多水平井压裂作业中，取得了较好的效果，同时也暴露出压裂工具存在的一些问题。本文主要针对D12-P27井拖动压裂工具落井问题进行分析，旨在防范该类情况的再次发生，为后续的开发项目提供指导。
关键词：大牛地气田；水平井；连续油管；拖动压裂；底封工具；问题分析
Analysis of coiled tubing drag fracturing tool with bottom packer in Well D12-P27
Wang Guodong
Downhole Operation Branch of Sinopec Huabei Oilfield Service Corporation,Zhengzhou 450042,He’nan,China
Abstract: The coiled tubing drag fracturing technology with bottom packer has the technical characteristics of hydraulic sand blasting perforation, annular sand fracturing, bottom sealing and mechanical precise positioning. It can realize the multi-stage fracturing reconstruction of one string, and has the advantages of flexible layer transfer, high construction efficiency and clean wellbore after construction. It provides a safe and reliable technical means for staged fracturing reconstruction of horizontal wells. At present, the technology has been applied to many horizontal wells in Daniudi Gas field and Dongsheng Gas field, and has achieved good results, but also exposed some problems of fracturing tools. This paper mainly analyzes the problem of drag fracturing tool falling in D12-P27 well, aiming to prevent the recurrence of this kind of situation and provide guidance for the follow-up development projects.
Key words: Daniudi Gas field, horizontal well, coiled tubing, drag fracturing, bottom packer, problem analysis
通过开展连续油管分层压裂先导试验项目研究，了解了国内外连续油管压裂技术现状，结合大牛地气田储层地质特征，认为在大牛地气田采用连续油管分层压裂是可行的，确定了连续油管喷砂射孔环空加砂压裂作为大牛地气田连续油管分层压裂工艺技术[1]。
1 连续油管拖动压裂技术
1.1 工艺原理
连续油管带底封拖动压裂工具利用机械式接箍定位器能实现快速精确定位射孔及压裂位置，封隔器实现套管内封隔，采用喷枪水力喷砂射孔射开套管，通过连续油管与套管之间的环空注入压裂液和支撑剂，加入支撑剂数量不受限制。完成一段压裂解封封隔器后，拖动压裂工具串至下一压裂位置，即可以实现无限级的压裂改造[2]。
1.2 工艺流程
工艺流程为:①连续油管带套管接箍定位器进行定位；②通过连续油管循环射孔液，达到一定的排量后开始加入石英砂进行喷砂射孔；③射开套管后，正循环洗井，将石英砂碎屑顶替至直井段或洗出井口；④对该层进行环空加砂压裂施工；⑤压完后，上提连续油管解封封隔器，定位至下一层，下放坐封封隔器，开始第二层施工。以此步骤完成所有层施工后，上提连续油管出井口[3]。
1.3工具组成
连续油管拖动压裂工具串组成（自下而上）：引鞋、机械接箍定位器、底部封隔器总成、反循环阀、水力喷枪、扶正器、机械液压双作用丢手、CT接头。
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CT接头：实现连续油管与井下工具的可靠连接，一般采用抗拉强度较高的外卡瓦式连接器。
机械液压双作用丢手：预防压裂工具串在井下卡死等情况，可以依靠注入头过度提拉形成的机械剪切力，亦可投球憋压剪切掉全部销钉，使下部工具串与连续油管脱开，起出连续油管，后进行打捞作业。
扶正器：保证压裂工具串在套管内居中，防止射孔孔眼不规则，影响射孔效果。保证喷嘴与套管壁的距离，以达到射孔液射流能够射开套管及水泥环的目的。
水力喷枪：内置高硬度合金喷嘴，完成对套管及水泥环的穿射。
反循环阀：喷砂射孔完成后，通过反循环将连续油管内残余射孔液替出；使工具串具有“自清洁”作用，解封时平衡封隔器上下压差，将封隔器上部的沉砂通过工具串内通道携至封隔器以下。
封隔器总成: 下入时工具处于短轨位置，工具不会提前工作，切换到长轨时卡瓦才会进入坐封状态，靠卡瓦和套管内壁的摩擦力，芯轴和卡瓦产生相对移动来坐封。
机械接箍定位器：精确定位射孔段的位置。
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备注：本井射孔器射孔排量满足0.85m3/min，过砂能力大于12m3，射孔时间大于210min。
2 现场应用情况
2018年，华北井下实现连续油管拖动压裂工具自主化施工，前期共购买4套41/2＂工具，1套51/2＂工具，累计施工18井166段，其中第一套工具施工10井66段，施工较为顺利；第二套工具施工5井45段，工具反循环阀以下断裂落井；第三套工具目前正在使用，第四套备用。
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3 D12-P27井问题分析
就目前现场施工统计来看，底封拖动压裂工具在压裂过程中偶尔会出现解封不畅，上提吨位过大，射孔不完善，试挤压力高等问题，尤其是第二套工具在D12-P27井发生工具落井事件，为防范此事件再次发生，就该井情况进行分析如下。
3.1 D12-P27井基本情况
D12-P27井完钻井深4274.0m（斜深）/2648.90m(垂深)，采用尾管悬挂方式固井完井，采用连续油管带底封拖动压裂工艺分14段压裂改造。该井在压裂10段后，在第11段施工时发现工具坐封不严，环空验封不合格，提出工具检查，发现封隔器下部工具刺断落井。
3.2 工具落井原因分析
3.2.1 喷砂射孔数据分析
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射孔全部采用40/70目石英砂，从射孔数据和压裂曲线分析，第9段并未见到加砂过量和压力异常情况；从工具结构来看，喷枪下部连接了反循环阀（上部单流阀作用完好），所以射孔砂刺断连续油管压裂工具的可能性几乎不存在。
3.2.2 压裂数据分析
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从压裂数据来看，第10段与前后几段比较，加砂量、入井总液量和最高砂比没有明显变化，排除因为加砂量过大造成工具刺断落井的原因。但该井在压裂第9段过程中加酸5m3，酸液对工具腐蚀的因素仍然存在。
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从压裂施工曲线看，在试挤时有两次超压，导致停泵，在封隔器上部瞬间压力有55MPa的突变，巨大的压差变化作用在反循环阀密封总成上，存在循环阀密封环及密封套损坏或者密封不严的风险，在后续的试挤时有明显的压力异常波动，应该为压裂砂进入密封套刺断工具过程。
3.2.3 工具分析
从本次落井工具（第二套）与第一套工具比较，厂家加大了循环阀中心杆及密封头的直径（未告知使用单位），直径由原来的30.4mm增大至38.6mm，直径增大了8.2mm，按停泵压力16.7MPa进行计算，作用在循环阀总成中心杆底部上顶力1994Kg，增加了757Kg，更改后的循环阀中心杆增大了井底压力顶开循环阀总成中心杆的风险。
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底封拖动压裂工具中的封隔器可以封隔工具串和套管环空，而循环阀内部的密封总成在坐封后可以封隔工具内部上下，从而形成压完层和未压层分隔开，保证压裂施工正常进行，同时压完后上提连续油管使反循环阀中心杆上移与下部已压地层压力连通，确保封隔器上下压力平衡，便于封隔器解封。
3.3 工具落井原因定性
从工具断裂位置（反循环阀中心杆）和以上分析可以看出，第十段射孔结束后，环空加砂压裂过程中，反循环阀密封不严，导致压裂砂在较高的压力作用下从循环阀密封环与密封套的空隙中进入，直接向下冲击进入底部封隔器内部，致使封隔器中心杆及其轨道冲刷损坏，此时封隔器锚定卡瓦及密封胶筒依旧是坐封状态，故单从连续油管悬重上无法判断工具出了问题，压裂过程中在打了两个段塞后地层进液正常，油套压差稳定，因此没有怀疑工具出了问题，直到压裂施工结束。
4 结论及认识
（1）底封拖动压裂工具在大牛地气田及东胜气田应用18井次166段，应用情况良好，取得了一定的效果。
（2）拖动压裂施工在试挤时应避免超压，防止压力过高和压力突变影响工具内部密封总成密封效果。
（3）拖动压裂设计时优选层位，放弃泥岩含量高的层位，避免过多加酸，注意观察压裂施工曲线，异常时应分析原因，严重时可停止施工，上提连续油管检查工具。
（4）底封拖动压裂工具应定期进行探伤检测，作业结束后按照规范进行维保。
参考文献
[1] 秦玉英.连续油管喷砂射孔环空分层压裂技术在大牛地气田的应用［J］.钻采工艺，2009，32（4）：49-50,57.
[2] 陈现义.水平井预置管柱完井与连续油管带底封分段压裂一体化技术［J］.石油钻采工艺，2017，39（1）：66-70.
[3] 钱斌，朱炬辉，李建忠，等.连续油管喷砂射孔套管分段压裂新技术的现场应用［J］.天然气工业，2011，31（5）：67-69.
作者简介：王国栋（1989-），男，山东潍坊人，工程师，2013年毕业于青岛科技大学机械设计制造及其自动化专业，本科学历（工学学士），主要从事连续油管技术及其应用方面的工作。E-mail：wangguodong1017@163.com