不动管柱三层压裂求产井口投球捕捉工艺及应用

摘要：论述了不动管柱三层压裂排液求产一体化及井口自动投球捕捉工艺技术。该技术是利用一趟管柱，在不动管柱的前提下对三个层实施压裂及排液，用空心钢球代替密封杆，在井口自动捕捉，省去了打捞工序，实现井下压力监测与压后井温测试，形成了集压裂、排液、求产、测压、测井温等于一体的完整配套的工艺技术。应用该技术在大庆油田P351-X1井中进行了3层压裂和井口投球自动捕捉。该技术能够满足探井多层压裂的需求，使试油工序衔接得更加紧密，既可减少压裂液对储集层的浸泡时间，降低储集层的损害程度，又可降低作业成本，改善作业环境，实现绿色施工，具有广泛的推广应用前景。

关键词：不动管柱压裂 多层压裂 排液 井温测试

目前大庆油田探井和评价井多为低渗透油层，具有单层厚度小、层数多的特点[1，2]，通常一口井中含有两个或两个以上需要压裂的油层。通常的多层压裂工艺是采用逐层压裂压后上提的办法：即压完第一层后，上提管柱逐层对第二层和第三层进行压裂，然后起出压裂管柱，再下入排液求产管柱，这样不仅劳动强度大，施工周期长，而且上提管柱过程中，油管内喷出的压裂液污染地面，不利于地面环保和员工人身健康，同时也会影响压裂液返排量的准确计量[3，4]。针对上述问题，研究出“试油井不动管柱三层压裂及排液一体化工艺技术”，把打捞密封杆的工序改为井口自动捕捉投球，节省了打捞密封杆的时间4h。

一、工艺原理

不动管柱三层压裂及排液技术工艺原理陈述如下：

1.压裂三层及排液一体化管柱

该技术是利用一趟管柱完成三个层的压裂，并在不动管柱的前提下，实现压后排液求产；同时通过管柱的结构设计与井下工具的合理设计，实现井下压力监测与压后井温测试，形成了集压裂、排液、求产、测压、测井温等于一体的工艺技术。

2.选择压裂两层及排液一体化管柱

该技术是利用三层压裂排液一体化管柱经过相应改进，由原来具有洗井功能的541封隔器改为具有单向卡瓦的241封隔器，避免了原管柱试油求产过程中油套在小于5MPa时自动联通，提高了资料录取的准确性。在井下已有多个射开层的条件下，选择压裂其中的两层，并在不动管柱的前提下实现压后排液求产；同时通过三种管柱结构与井下工具的合理设计，实现井下压力监测与压后井温测试，形成了集压裂、排液、求产、测压、测井温等于一体的工艺技术。

3.主要工具的技术参数

封隔器是主要的井下工具，其最大外径为115mm，通径为44 mm，耐压差为50MPa，耐温120℃。

4.井口投球自动捕捉工艺

在不动管柱三层压裂排液一体化工艺施工过程中，由原来逐层投杆工艺经过改进与完善，改为投球工艺，在井口安装投球器，在压裂关井扩散以后，油嘴控制放喷，在井口安装捕捉器。压裂时用投球器逐层投球，放喷时用捕捉器一起把投球全部收集起来，省去了原来下打捞工具逐层捞杆工序，节省了捞杆时间，提高了施工效率。

投球的材质可以选择金属、合金、尼龙等材料，投球的尺寸分别为38mm、41mm、47mm等规格，本工艺的投球采用金属空心球，主要是减小金属球的比重，有利于金属球随着压裂液返排时跟着排出进口被井口捕捉器捕捉到。与以往逐层投杆相比，具有操作简便、施工快捷、员工劳动强度降低、成功率提高的优点。

二、应用情况

P351-X1井是一口评价井，构造位置位于松辽盆地中央凹陷区大庆长垣葡萄花构造南部。试油目的是第S1-1层：葡萄花油层84、83、79、78、77、75、74、73、72号层，求压后产油量。

2012年3月9日18：02投棒点火。18：05引爆起爆器。油管传输清水全压井射孔。3月10日13：00-18：20下入压裂管柱。3月11日12：50-13：18不动管柱压裂P84、83号层。13：18-13：24释放投球B，打开控制开关B，堵P84、83号层。13：24-13：57压裂P79、78、77号层。13：57-14：02释放投球A，打开控制开关A，堵P79、78、77号层。14：02-14：35压裂P74、73、72号层。14：35-15：35关井60min扩散压力（拆井口投球器，装井口捕捉器）。15：35-20：00装10mm油嘴控制放喷。3月12日8：00-9：00测压后微差井温，井段：1350.0～1200.0m，未探到砂面（溢流4m3）。3月12日13：00-3月16日15：00在深度1250m处抽汲排液求产。

按照现场施工设计，实现了试油层的压裂施工目的。不动管柱三层压裂、排液、求产、井口投球捕捉一体化工艺施工。

三、结论

该技术解决了上提管柱不适用于CO2压裂液的难题，在压裂时用投球器逐层投球，放喷时用捕捉器一起把投球全部收集起来，省去了原来下打捞工具逐层捞杆工序，节省了捞杆时间，提高了施工效率。

参考文献

[1] 张衍臣， 于振东， 范学君. 不动管柱多层压裂及排液一体化工艺技术研究与应用[J]. 石油勘探与开发， 2006， 26（2）： 237-241.

[2] 刘国志， 于振东， 范学君. 科学试油试采技术的形成与发展[J]. 大庆石油地质与开发， 2009， 28（5）： 214-218.

[3] 郑新权.长庆上古生界气藏CO2泡沫压裂技术研究[J].石油勘探与开发，2003，30（4）：111-113.

[4] 乐金，刘雯林，胡素云，等.综合配套的勘探工程技术研究[J].石油勘探与开发，2001，28（3）：37-40.

作者简介：范学君（1968-），男，黑龙江人，中国石油大庆油田有限责任公司试油试采公司高级工程师，主要从事试油测试、试采、射孔等技术研究与生产管理工作。