压裂挤堵管柱介绍及其施工过程的安全防范工艺措施探讨

压裂挤堵措施管柱介绍及其 施工过程中的安全防范 措施探讨 交流材料 前 言 中原油田属低渗非均质严重的油气藏，且油田绝大部分采用注水开发。 目前主力油层开发已达到较高的程度，进入中高含水期开发阶段， 甚至无法动用 。 油田稳产开发工作的重点是 对主力油层控水稳油，对 高开发动用程度，以解决低渗非均质油藏后备储量不足的问题 调整油藏产出剖面增加水驱动用程度，达到稳产开发的目的。 前言 主要交流内容 分层压裂管柱介绍及施工过程 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 分层措施管柱的结构要求及工具组成 挤堵管柱事故原因分析 分层挤堵管柱施工中的安全防范措施 分层措施管柱中常用的几种配套工具介绍 交流内容 上层 下层 一、 分层措施管柱的结构要求 压缩式封隔器 卡封作业层 水力锚 锚定管柱防止蠕动 坐封泄液装置 出液作业下层； 泄液密封装置 出液作业上层； 安全反洗接头 保证施工安全； 压缩式封隔器 水 力 锚 安全反洗接头 坐封泄液装置 泄液密封装置 分层措施管柱的结构要求及工具组成 上层 下层 二、 分层措施管柱的工具组成 安全反洗接头 低伤害高压水力锚 压缩式高温高压封隔器 配套泄液密封装置 配套坐封泄液装置 安全反洗接头 封隔器水力锚 坐封泄液装置 封隔器水力锚 泄液密封装置 分层措施管柱的结构要求及工具组成 主要交流内容 分层压裂管柱介绍及施工过程 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 分层措施管柱的结构要求及工具组成 挤堵管柱事故原因分析 分层挤堵管柱施工中的安全防范措施 分层措施管柱中常用的几种配套工具介绍 交流内容 上层 下层 一、分层压裂管柱介绍 压裂下层 压裂上层 密封泄液装置 坐封泄液装置 封隔器 水力锚 封隔器 水力锚 安全反洗接头 分层压裂管柱介绍及施工过程 上层 下层 下管拄 二、分层压裂管柱 施工过程 压裂下层 压裂上层 密封泄液装置 坐封泄液装置 封隔器 水力锚 封隔器 水力锚 安全反洗接头 封 压裂 加 压 封泄液装置 封泄液装置 ,封闭下层 如果是气井，需要用原压裂管柱生产，可用专用工具捞出密封杆直接生产 分层压裂管柱介绍及施工过程 上层 下层 密封泄液装置 坐封泄液装置 封隔器 水力锚 封隔器 水力锚 安全反洗接头 正常反洗井 反洗通道打开 反洗通道打开反洗通道打开 反洗通道打开反洗通道打开 反洗通道打开洗井油套平衡 二、分层压裂管柱 施工过程 分层压裂管柱介绍及施工过程 上层 下层 油套平衡 锚爪回收解卡 上提管柱封隔器解封胶筒复原 起出管柱 完成压裂 二、分层压裂管柱 施工过程 分层压裂管柱介绍及施工过程 上层 下层 密封泄液装置 坐封泄液装置 封隔器 水力锚 封隔器 水力锚 安全反洗接头 提高反洗井压力 ,打开安全反洗阀 ,洗通油管。 如果解堵成功，再次试挤压裂。 如果解堵失败，即时起钻；如果起不动，倒扣起出油管。 三、分层压裂管砂堵处理 分层压裂管柱介绍及施工过程 主要交流内容 分层压裂管柱介绍及施工过程 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 分层措施管柱的结构要求及工具组成 挤堵管柱事故原因分析 分层挤堵管柱施工中的安全防范措施 分层措施管柱中常用的几种配套工具介绍 交流内容 一、目前挤堵管柱的类型 保护层 挤堵层 保护层 挤堵层 保护层 挤堵层 隔离砂 保护层 挤堵层 保护层 隔离砂 填砂保护下层，光油管挤堵 填砂保护下层，单封隔器保护上层，挤堵中间层 双封隔器保护上、下层，挤堵中间层 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 二、分层调驱一体化工艺管柱 借鉴偏心配水投捞方式，进行封隔器、调驱配水器、调驱保护、测试密封一体化装置等的协调、合理设计，优化管柱的配套及工艺方案，达到一体化工艺的目的 调驱层 保护层 调驱配水器 封隔器 封隔器 调驱配水器 锚 保护层 调驱配水器 调驱保护 测试密封装置 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 二、分层调驱一体化工艺管柱 调驱层 保护层 调驱配水器 封隔器 封隔器 调驱配水器 锚 保护层 调驱配水器 调驱保护、 测试密封装置 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 调驱配水器与封隔器配套设计、直接连接，减少 “口袋”沉积物 下 上 中 工艺原理 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 二、分层调驱一体化工艺管柱 下管柱、打压完成坐封 下 上 调驱层 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 调哪层捞该层堵塞器 工艺原理 二、分层调驱一体化工艺管柱 下 上 调驱层 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 同时在调配层下部投调驱保护堵赛杆，达到非措施层保护的目的 工艺原理 二、分层调驱一体化工艺管柱 下 上 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 注调驱剂完成调驱 工艺原理 二、分层调驱一体化工艺管柱 下 上 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 工艺原理 二、分层调驱一体化工艺管柱 反洗井清洗保护层以上井筒 下 上 调驱层 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 工艺原理 二、分层调驱一体化工艺管柱 捞出调驱保护堵赛杆，达各层到共同注水的目的 主要交流内容 分层压裂管柱介绍及施工过程 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 分层措施管柱的结构要求及工具组成 挤堵管柱事故原因分析 分层挤堵管柱施工中的安全防范措施 分层措施管柱中常用的几种配套工具介绍 交流内容 一、笼统挤堵管柱 理想情况下 上层 下层 水顶替 工作过程 挤堵管柱事故原因分析 上提 非理想情况下 上层 下层 6. 凝固后及有可能“插旗杆”事故 5. 压降堵剂随之返吐 一、笼统挤堵管柱 不安全因素 挤堵管柱事故原因分析 上提 非理想情况下 上层 下层 5. 挤完堵剂清水顶替 7. 凝固 后及有可能 “ 插旗杆 ” 事故 一、笼统挤堵管柱 不安全因素 挤堵管柱事故原因分析 上提 上层 下层 无论是上提油管压降造成地层挤入堵剂反吐上返，还是套管损坏堵挤上行，这两种情况 井口很难发现 ，所以往往很难采取得力措施，无法避免的造成工程上所谓的 “插旗杆”事故。 一、笼统挤堵管柱 可能出现的结果 挤堵管柱事故原因分析 二、利用封隔器分层挤堵管柱 保护层 保护层 挤堵层保护层 填 砂 填砂保护下层，单封隔器保护上层，挤堵中间层管柱 水力锚 封隔器 定泄压滑套 球座 结构 挤堵管柱事故原因分析 保护层 保护层 挤堵层保护层 封隔器 封隔器 球座 定泄压滑套 水力锚 二、利用封隔器分层挤堵管柱 结构 双封隔器保护上、下层，挤堵中间层管柱 挤堵管柱事故原因分析 保护层 施工层 保护层 下管柱 滑套打开 调堵施工 投球 打压，管柱座封 顶替、候凝、起钻 二、利用封隔器分层挤堵管柱 原理 以双封为例 挤堵管柱事故原因分析 保护层 施工层 保护层 下管柱 滑套打开 调堵施工 投球 打压，管柱座封 紧急情况下可反洗井 二、利用封隔器分层挤堵管柱 原理 以双封为例 挤堵管柱事故原因分析 下管柱 滑套打开 调堵施工 投球 打压，管柱座封 紧急情况下可反洗井 保护层 施工层 保护层 上提油管封隔器解封 原理 以双封为例 二、利用封隔器分层挤堵管柱 挤堵管柱事故原因分析 挤堵层 保护层 二、利用封隔器分层挤堵管柱 工具本身没有问题事故多发生在油管上 不安全因素 压力升高 油管蹩爆 压力突降 套管出液 挤堵管柱事故原因分析 挤堵层 保护层 二、利用封隔器分层挤堵管柱 工具本身没有问题，事故多发生在油管上 不安全因素 反洗井 挤堵管柱事故原因分析 挤堵层 保护层 二、利用封隔器分层挤堵管柱 工具本身没有问事故多发生在油管上 不安全因素 正洗井 反、正洗这段堵剂均无法洗出 比重差使油套压力不平衡，水力锚不回收解锚 管柱拔不动 挤堵管柱事故原因分析 二、利用封隔器分层挤堵管柱 堵层 护层 近期发生的不安全实利 采油一厂 文 227井 挤堵 施工打压 22封完好 清水试压 28间断挤入比重 0管敞开无溢流 顶替清水 力上升到 压突降为 0,判断为油管爆裂 挤堵管柱事故原因分析 二、利用封隔器分层挤堵管柱 堵层 护层 近期发生的不安全实利 采油一厂 文 227井 挤堵 反洗洗井 洗不通 起管柱 拔不动 解卡 无效 造成大修事故 挤堵管柱事故原因分析 二、利用封隔器分层挤堵管柱 堵层 护层 近期发生的不安全实利 采油一厂 文 227井 挤堵 倒出油管检查结果 油管爆裂位置： 第 241根 ,深 2280m 挤堵管柱事故原因分析 二、利用封隔器分层挤堵管柱 堵层 护层 近期发生的不安全实利 采油一厂 文 227井 挤堵 施工不连续，时间拖长 油管爆裂后，反洗井裂缝闭合洗不通 油管爆裂位置高，即便洗通，裂口到封隔器之间的堵剂也无法洗出 挤堵管柱事故原因分析 三、封隔器分层挤堵管主要特点 （与光油管挤堵管柱相比） 针对性强 堵剂不上返吐 保护套管 缩短施工时间 利用封隔器能够彻底分层，保护非挤堵层 适当过量顶替，不用动管柱保压初凝避免堵剂返吐 因封隔器的作用，套管不受压，不存在套管损坏情况 省去了填砂程序，缩短了施工时间提高了作业效率 通过光油及封隔器分层挤堵管柱原理及工作过程的比较我们认为性能良好可靠的封隔器挤堵管柱候凝时堵剂不会返吐，比光油管挤堵更安全可靠。 建议笼统挤堵管柱在施工时尽量使用顶封保护套管。 挤堵管柱事故原因分析 主要交流内容 分层压裂管柱介绍及施工过程 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 分层措施管柱的结构要求及工具组成 挤堵管柱事故原因分析 分层挤堵管柱施工中的安全防范措施 分层措施管柱中常用的几种配套工具介绍 交流内容 一、管理措施 通过分析认为封隔器分层挤堵相对光油管挤堵更安全，但实际上要真正达到万无一失还必须做到以下几方面 井况明确： 首先要套管完好，封隔器位置隔层承压力能力不低于挤堵压力 ; 油管完好 :承 压力能力不低于挤堵压力 ; 工具性能可靠 :组成管柱的封隔器 ,水力锚等性能可靠、组配合理、同时配置安全装置 ; 施工设备完善正确施工 :要保证施工的连续性 ,精确的顶替量 ; 分层挤堵管柱施工中的安全防范措施 二、工具的正确选择 保护层 保护层 保护层挤堵层保护层 组成管柱的封隔器 ,水力锚等性能必须可靠 ,组配合理 封隔器 封隔器 定泄压滑套 水力锚 首先选择性能可靠的封隔器 选择能够防止机械杂质沉积的水力锚 在工具最上端连接安全接头 分层挤堵管柱施工中的安全防范措施 三、正确选择使用安全接头 保护层 保护层 保护层挤堵层保护层 封隔器 封隔器 定泄压滑套 水力锚 液压水力锚 是通过油管压力高于套管压力的压力差来实现管柱锚定的，所以液压水力锚只有在油套压力平衡后才能解卡安全起出。 而有 液压锚定 的措施工艺管柱施工过程中遇到油管堵塞，油套液面差、比重差或者二者兼有的情况下造成油套压力不平衡、出现锚定工具的卡钻现象。 安全接头的作用 在无法实现油套压力平衡时，通过其在管柱工具上端形成一油套通道，平衡油套压解卡，顺利起出管柱； 当管柱死卡必须丢手时，随时可以在其位置丢手，起出油管，避免“插旗杆”等重大事故； 分层挤堵管柱施工中的安全防范措施 四、工具的合理组配 保护层 保护层 保护层挤堵层保护层 封隔器 封隔器 定泄压滑套 水力锚 双封组成管柱的封隔器 ,水力锚等组配合理方式 定泄压滑套置于挤堵层下界，紧接在下封隔器之上，以改变堵剂从出油管后的流向，保证在顶替时刺去下封隔器上端的残留堵剂 分层挤堵管柱施工中的安全防范措施 保护层 挤堵层保护层 封隔器 定泄压滑套 水力锚 单封 组成管柱的封隔器 ,水力锚等组配合理方式 球座 尽量靠近挤堵层上界，保证在顶替时将 定泄压滑套 出口到球座下端面的堵剂全部替入地层保证安全 四、工具的合理组配 分层挤堵管柱施工中的安全防范措施 主要交流内容 分层压裂管柱介绍及施工过程 挤堵、调剖、调驱管柱介绍 分层措施管柱的结构要求及工具组成 挤堵管柱事故原因分析 分层挤堵管柱施工中的安全防范措施 分层措施管柱中常用的几种配套工具介绍 交流内容 一、采油院 341封隔器 有限元模拟优化结构； 肩部特殊丝网的防突； 选择高性能胶筒； 结构先进 性能良好 耐压差： 40温： 135 ； 适用套管： 5 1/2 ;下入深度： 3500m； 分层措施管柱中常用的几种配套工具介绍 打压坐封 工作原理 反洗井 上提解封 一、采油院 341封隔器 分层措施管柱中常用的几种配套工具介绍 普通锚 加压锚定 普通锚 有可能出现沉砂 油套平衡后锚爪难以回收解锚 普通锚 防沉积锚 防沉积锚 防沉积锚 不出现沉砂油套平衡后锚爪顺利回收解锚 二、采油院 防沉积锚 分层措施管柱中常用的几种配套工具介绍 结构 连通丢手安全接头 中心管、上接头 平衡连接套 下接头 平衡连接套与下接头反扣连接 中心管与下接头反扣连接 平衡连接套上端内壁上均布四个键状锁爪 中心管下端均布着四个键状凸台 三、采油院 纯倒扣 安全接头 分层措施管柱中常用的几种配套工具介绍 工作原理 连通丢手安全接头 一次倒扣中心管上行 油套平衡管柱解卡起出 三、采油院 纯倒扣 安全接头 分层措施管柱中常用的几种配套工具介绍 工作原理 连通丢手安全接头 一次倒扣中心管上行 油套平衡管柱仍不能解卡起出时，二次倒扣起出油管 三、采油院 纯倒扣 安全接头 分层措施管柱中常用的几种配套工具介绍 安全反洗接头结构 反洗井平衡平衡油套压力，正转倒扣丢手的安全接头 四、 反洗扣 安全接头 分层措施管柱中常用的几种配套工具介绍 工