呂芳蕾

高壓大通徑送入懸掛系統(tǒng)的研制

呂芳蕾

（勝利油田分公司采油工藝研究院，山東東營257000）①

水平井裸眼封隔器分段壓裂完井工藝技術是提高低滲透油藏產(chǎn)能的重要技術手段。高壓大通徑送入懸掛系統(tǒng)是水平井裸眼分段壓裂完井工藝管柱的主要配套工具之一。該工具送入預定位置后丟手，懸掛密封總成可以承接尾管懸重力和壓裂過程中的上頂力，并能夠實現(xiàn)尾管頂部環(huán)空的有效密封。整個系統(tǒng)具有工藝實施簡單可靠，懸掛力大，密封壓力高、內通徑大等優(yōu)點。該系統(tǒng)已在現(xiàn)場應用了7口井，有廣闊的應用前景。

高壓；大通徑；懸掛

勝利油田特低滲油藏具有深埋、高溫、層多、層薄、物性差的特點，儲層改造難度大，增產(chǎn)效果差，制約特低滲透油藏的開發(fā)。低滲油藏的資源特點決定了無法直接照搬國外經(jīng)驗和技術［1］。自2010年以來，按照“邊引進學習，邊應用提升，邊自主研發(fā)”［2］的技術思路，不斷攻關，實現(xiàn)了壓裂完井工具的突破，自主研發(fā)形成的177．8mm×114．3mm（7英寸×4英寸）水平井裸眼封隔器分段壓裂完井管柱，通過對關鍵工具的改進與完善，具備了實施15段的能力。其主要配套工具高壓大通徑送入懸掛系統(tǒng)很好地實現(xiàn)了尾管的懸掛，密封以及壓裂管柱的回接，在現(xiàn)場應用中取得了很好的應用效果。

1　技術分析

水平井裸眼封隔器分段壓裂完井管柱主要采用裸眼完井，采用裸眼壓裂封隔器分隔油層，通過投低密度球逐級打開壓裂滑套的方式，實現(xiàn)多級壓裂完井一體化［3］。管柱主要組成（由上而下）為：高壓大通徑送入懸掛系統(tǒng)、水平井裸眼壓裂封隔器、水平井投球滑套、水平井壓差滑套、水平井井筒隔離閥、水平井底部循環(huán)閥。

1．1 結構［4］

高壓大通徑送入懸掛系統(tǒng)主要包括送入總成和懸掛密封總成，其中送入總成采用串聯(lián)大推力液缸設計，可根據(jù)現(xiàn)場需要的坐封力調節(jié)液缸的級數(shù)。主要用于連接鉆桿與壓裂完井管柱，將完井管柱送入預定位置后進行丟手。該部分主要由上接頭、滑動套、上中心管、連接套、上液缸、下中心管、丟手座、外套、丟手頭等部分組成，如圖1所示。

圖1　送入總成結構示意

懸掛密封總成主要用于承接尾管懸重，并實現(xiàn)尾管頂部環(huán)空的有效密封。主要由中心回接管、啟動剪釘、上卡瓦座、上卡瓦、坐掛剪釘A、上脹頭、組合膠筒、下脹頭、坐掛剪釘B、下卡瓦、下接頭等部分組成，如圖2所示。

圖2　懸掛密封總成結構示意

1．2 工藝原理

該高壓大通徑送入懸掛系統(tǒng)工作時將送入總成的丟手頭與懸掛密封總成的中心回接管通過啟動剪釘連接，丟手頭插入中心管回接管中連接中心回接管，送入總成上接頭連接鉆桿，懸掛密封總成下接頭連接完井尾管管串下入到設計位置，鉆桿內加壓，液缸產(chǎn)生液壓力，剪斷啟動剪釘，開始坐封組合膠筒，當力達到坐掛剪釘B的設計值時，坐掛剪釘B剪斷，開始坐掛下卡瓦，當力繼續(xù)增大，下卡瓦和組合膠筒坐掛、坐封完全，并且達到坐掛剪釘A的設計值時，坐掛剪釘A剪斷，開始坐掛上卡瓦。懸掛密封總成完成坐封、坐掛動作后，逆時針旋轉管柱，丟手頭與中心管回接管脫開，完成丟手，上提管柱，起出鉆桿及丟手總成，下入回接管柱進行壓裂［5］。

1．3 主要技術參數(shù)

對設計的高壓大通徑送入懸掛系統(tǒng)進行了頂部環(huán)空密封試驗、卡瓦懸掛能力試驗、送入工具丟手試驗、回接插管后密封壓力性能試驗。該工具性能參數(shù)都達到了設計和現(xiàn)場施工要求。具體參數(shù)如表1。

表1　可丟手送入懸掛系統(tǒng)技術參數(shù)

1．4 技術特點

1） 工具的環(huán)空密封壓差高，滿足了壓裂過程中壓力高的要求。

2） 該工具設計了獨立的丟手系統(tǒng)，丟手系統(tǒng)可反復使用，降低了成本，丟手采用倒扣的方式，操作簡單、可靠。

3） 采用獨立的串聯(lián)液缸設計，可根據(jù)懸掛系統(tǒng)完全坐封、坐掛所需要的力調節(jié)液缸的級數(shù)，比較方便。

4） 壓裂施工時，回接管柱直接插入懸掛密封總成的中心回接管，操作方便，且具有密封盒固定的作用，回接管柱無需采用水力錨。

5） 工具的內通徑大，有利于后續(xù)其他工藝實施。

2　現(xiàn)場應用

該工具經(jīng)過不斷改進和完善，在勝利油田與其他工具配合共進行了7井次的水平井裸眼封隔器分段壓裂現(xiàn)場試驗，取得了很好的應用效果。實施的7口井水平段長度800～1 494m，單井分段級數(shù)10 ～12級，單段最大加砂50m3，最大排量5．7m3／min，累計增油3．66×104t。

典型井例：樊5410HF井屬于樊154區(qū)塊，為濁積巖油藏，水平段長為1052m，采用水平井裸眼封隔器分段壓裂完井管柱對該井分11段壓裂。壓裂過程中，高壓大通徑送入懸掛系統(tǒng)啟動壓力18mPa，加壓至25mPa，確保高壓大通徑送入懸掛系統(tǒng)坐掛、坐封完全，倒扣16圈丟手，頂部驗封滿足要求，壓裂過程中總液量2651m3，最高砂比50%，最大施工排量4．8m3／min。該井2013-01-24投產(chǎn)，截止2014-10-18，該井累計增油6495．9t。

3　結論

高壓大通徑送入懸掛系統(tǒng)集懸掛、密封、丟手于一身，工具懸掛力和防上頂力大、環(huán)空密封壓差高，性能可靠，坐封坐掛需要的液壓力調節(jié)方便，具有很強的可控性和可操作性，工具內通徑大，便于后期進行其他施工操作。該工具還可與其他工具配合使用。

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

［2］ 馬洪芬，王炳，蔡景超．水平井裸眼分段壓裂工藝在S201715 H井上的應用［J］．油氣井測試，2011，20 （4）：31-33．

［3］ 張海燕，魏新芳，余金陵．水平井裸眼分段壓裂完井關鍵工具研制［J］．石油鉆采工藝，2013，35（2）：86-89．

［4］ 李洪春，蒲曉莉，賈長貴．水平井裸眼分段壓裂工具設計要點分析［J］．石油機械，2012，40（5）：82-85．

［5］ 王勵斌．水平井裸眼選擇性分段壓裂完井技術及工具［J］．石油礦場機械，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

國家科技重大專項“勝利油田薄互層低滲透油田開發(fā)示范工程”（2011Z-X05051）

呂芳蕾（1981-），女，山東萊陽人，工程師，從事壓裂工藝與完井工藝研究，Email：lvfanglei．slyt＠sinopec．com。