刍议井下作业施工中压裂及通井刮管技术

摘 要：石油井下作业涉及修井、作业、压裂三大作业板块，作业风险大，井喷事故易发。压裂是利用液体传递压力作用，用压裂车组将具有一定粘度的液体以高压大排量沿井筒注入油气层，在井底附近憋起高压，油气层就会在最薄弱的地方开始破裂形成一条或数条裂逢，之后继续注入支撑剂扩展裂缝并使之充填。形成一条具有足够长度、宽度和高度的填砂裂缝。通井是清除套管内壁上的杂物或毛刺，验证套管状况，核实人工井底深度，确保射孔或下其它大直径工具安全进行。刮管是清除水泥块和硬化钻井液、石蜡、结垢等，清除射孔毛刺；清除下钻头或打捞工具可能造成的撞击磕碰而在套管内壁上形成的致密的斑点等。

关键词：井下作业 压裂 刮管 通井

一、井下作业之刮管、通井

通井和刮管属于井筒准备工作，严格按照有关规程对套管进行通刮，是保障井筒质量、井眼畅通的重要途径，为工具和管柱的顺利下入创造条件。通井和刮管的作用和用途完全不同，通井是使用与套管规格相符的通井规下入井筒，检测套管内通径大小。刮管是使用与套管规格匹配的刮管器下入井筒，用于刮削套管内壁，清除残留在套管内壁上的软硬脏物或其他杂质。

1.刮管

刮管就是使用刮管器刮削套管内壁，清除残留在套管内壁上的水泥块、水泥环、硬腊、各种盐类结晶和沉积物、射孔毛刺以及套管锈蚀后所产生的氧化铁等杂物的作业工艺。其目的是保持套管内壁光滑畅通，以便畅通无阻地起下各种井下工具。刮削器的结构由壳体、橡胶支撑套、冲管密封圈、刀片和上下接头等组成。其原理是由均匀分布在本体上的刀片紧贴套管内壁，能够在每个方向上产生刮削力量。当上下活动管柱时，就能对套管内壁上的障碍物进行刮削净化，而又不损伤套管。

刮管的技术安全要求：连接刮削器。管柱自下而上依次为刮削器、油管（钻杆）。下套管刮削器管柱中，连接油管、上扣等执行 “起下管柱”中“作业程序”的要求；下管柱时平稳操作，下管柱速度不大于0.5m/s。下到距离设计要求刮削井段50m左右，下放速度不大于0.3/s。在设计要求反复刮削的井段，上提管柱反复刮削3次，悬重正常为合格；若中途遇阻，当悬重下降30～50KN时，应停止下管柱作业。先缓慢上提，再缓慢顺螺纹紧扣方向旋转管柱边缓慢下放通过，反复多次刮削直到悬重恢复正常为止。有必要时，应进行充分的反洗井，再重复如上步骤；对于产层已射开的井，在液面以下起刮削器时，速度应不大于0.5m/s；刮削器作业完毕后按照有关规定充分循环洗井干净；刮削器管柱不得带有其他工具，严禁用带有通径规等其他组合工具的管柱进行刮削。

2.通井

用规定的外径和长度的工具，下井直接检查套管内径和深度的作业施工，称为通井。套管通井作业一般用于新井射孔、老井大修、套管变形、下特殊工具（如完井工具、测试工具、酸化工具等）施工作业前进行。对套管完成井常用通井规或铅印来通井；对裸眼完成井常用钻头来完成通井（实际上是钻井上称呼的“划眼”），也是通井的一种方法。

通井的目的是用通井规来检查井筒是否畅通，为下步施工做准备，包括四个方面：一是清除套管内壁的固体物资，如钢渣、毛刺、水泥残留物等；二是检查套管通径及变形、破损情况；三是检查人工井底是否符合试油要求；四是调整井内的压井液，使之符合射孔要求。通井规外径小于套管最小内径6～8mm，有效长度大于1.2m，特殊作业井通井规有效长度应大于井下工具长度。如果在井身结构中套管程序在两级及以上，则应分别用与各级套管内径相匹配的通井规通井。但在同一级套管程序中，若内径不一致，则通井规尺寸应与最小套管内径相匹配。对于水平井、斜井通井规尺寸采用橄榄形状，最大外径小于套管最小内径6～8mm，有效长度为300～400mm。

套管内通井工艺的技术安全要求：入井前应仔细检查，并绘制草图，标出主要尺寸；根据设计要求配好入井管柱，一般管柱结构至下而上依次为通井规、油管或钻杆，入井管柱管内应保持畅通；下通井管柱操作应平稳，在直井中通井，管柱下放速度应小于0.5m/s，距设计位置或人工井底100m时，下放速度应减慢； 通至人工井底悬重下降10～20kN时，应重复两次；起出通井规后，详细检查，发现痕迹应进行描述，分析原因，以便采取下步措施。

二、井下作业之压裂施工工艺

随着压裂技术的发展，我们引进配套了高性能压裂车组，最高施工压力105MPa，最大施工排量6000l/min，最大施工用液500m3，最大砂比75%，平均砂比40%。研究和推广针对深井（大于3500m）、油层薄（0.5～1.0m），多层系（3～5个薄层）、油水层关系复杂等高难度井压裂工艺技术研究，形成了系统的压裂技术。 目前， 针对普通稀油油藏的成熟压裂技术比较多， 但适用于稠油地区， 而且能够见到较好压裂效果的尚无可借鉴资料。辽河油田在稠油井区采用的压裂方法主要是常规压裂、砂面分层和灰面分层压裂。 研究发现， 不同种砂型的复合支撑压裂工艺压裂效果是可观的， 而对于油藏埋深小于 2000 m 的油层， 根据同种砂型不同粒径所起到的复合支撑作用， 在 加砂期间先加入小粒径支撑剂来充填裂缝边缘地 带， 后尾追大粒径支撑剂， 能够形成稳固的裂缝， 可 以保证油流的顺利畅通。

三、结语

井下作业特别需要注意安全问题，井下作业施工安全检查是对施工井的提升系统、循环系统、承压承载件、电路、锅炉和压力容器等部位的列行检查。安全检查一般是在每班的交接班时进行，有时也在某项工序前进行安全检查，以便消除安全隐患，保证施工安全顺利。

参考文献

[1] 采油技术编写组.采油技术手册.石油工业出版社，2011.6

[2] 丁磊 井下作业管理信息系统规划研究？科学学研究，2009，15（2）