解决卡封压裂砂堵的新办法（新）.docx

研究解决卡封压裂砂堵的新方法不利 因素砂量降低，压裂规模 也相应降低，减少了 压裂层的控油面积， 同时被压开地层缝 隙支撑能力减弱，导 流能力变差没有可以借鉴的经验增加多趟起下油管工 序，工人劳动强度增 大，作业周期长，影响 油井压裂后的及时投产J子号对策方案vr-fi'r项；刘伟1练 伍 东史 长 平李郛东口 口 栓 和方 玉 如弋刘源张 宗们卜键综公 得分姐否 采川1减少Jk级 眇用口设计思畤☆O△O00☆OOO74不采用经济性O☆O△OOO△O△效果预测OO0O00△O0O不利因索△O☆O△0OO☆O2研制反洗装置没计出出各O☆O☆△O☆△☆△105采用经济性☆△O△0☆△△O☆效果倾测O△★0△O00☆△不利因素OOO★0△O★△O3降低 管相币:量设计忠略△☆OOO△OOOO78不采用经济性△O△★△O☆△OO效果预测OOOOO★△OO△不利因素OO☆OO△OOOO备注：^5分△ 3分 Q） 1分经过小组成员对三个方案的评估打分，最终确定方案二：研制反 洗井装置为实施方案五、制定对策确定方案后，制定如下实施对策：（表5）对策表要因对策目标措施t也点完成 日期负责人封裂堵 卡压砂研制反 洗井装 置1、在8小时 内解决卡封 压裂砂堵问 题；2、管柱内余 砂清理干净；1、研制反洗井装 置；2、组配卡封压裂 管柱进行试验；3、选井实施；濮城油田2007 年5月史长平 吕栓柱 郭东 方玉斌六、对策实施实施一、研制反洗井装置小组从濮城油田注水井分层注水管柱Y341-114封隔器可反洗井 这一功能上得到启示，提出设想。

设计思路：反洗井装置在正常状态下是关闭的，在压裂过程中如 果出现压裂砂不能进入地层的情况，可以立即从套管反洗，这时反洗 井装置翻开，将油管中余砂立即从管柱中洗出，防止砂沉形成砂桥而 增加后续作业困难设计数据：小组根据压裂施工的实际需要并参考多种井下管柱,对反洗井装置提出以下技术要求：(表6)反洗井装置技术要求孔道个数参数数值长度(mm)400-500外径(mm)110-114内通径(mm)38 〜50密封元件最高耐温温度(°C)1406孔道位置均匀分布中心位置孔道总过流面积(皿力450两端丝扣母扣2-7/8〃 EU TBG公扣2-7/8，z EU TBG适用套管(mm)钢级N-80按照技术要求，由中原油田总机厂加工反洗井装置反洗井装置 主要由本体、阀芯、密封胶件、上接头、下接头等组成密封胶件上接头阀芯本体下接头图3反洗并装置结构图图4 反洗装置实物图实施二、组配卡封压裂管柱进行试验1、组配卡封压裂管柱在反洗井装置设计制作后，小组将它与原卡封压裂管柱组配，主 要由反洗阀、水力锚、Y221封隔器组成图7 组配后的卡封管柱实物图工作原理：压裂前旋转管柱座封（上提解封），压裂时在液压作用下水力锚锚爪张开卡在套管内壁上，防止管柱蠕动。

压裂过程中出 现砂堵情况，立即从套管反洗井，反洗装置翻开，洗出管柱内部余砂一£向液孔禾间御时」出现砂堵 通过环空 打压，水力 压力作用 在网芯上, 使南芯向 上运动打 开洗井通 道图8 反洗井装置工作原理示意图2、试验验证卡封压裂管柱组配后，在我厂工艺所的10m深试验井，在模拟压 裂状态下进行试验验证试验目的：验证反洗井装置开关的灵活性；高压状态下密封件密 封性能试验过程：（1）反洗井装置开关灵活性试验分析:试验步骤试验结果结论将试验泵与套管闸门连接，油 管闸门接放空管线同时翻开放空闸 n；试验泵开泵，每升1MPa停泵稳 压；对每个停泵稳压点做记录，包 括压力、稳压时间、压降及出现的 问题压力升至7MPa时， 放空闸门出水反洗井装置开关翻开灵活试验时间：2007年2月27日试验地点：工艺所实验室试验人：史长平郭东（2）反洗井装置密封性能试验分析:试验步骤试验结果结论将试验泵与油管闸门连接，套 管闸门接放空管线，同时翻开放空 闸门；试斐泵开泵，每升5MPa停泵稳 压，最高压力30MPa；对每个停泵稳压点做记录，包 括压力、稳压时间、压降及出现的 问题；重复步骤2〜4二次压力升至5MPa 时，阀芯关闭通 孔，升至25MPa 时，放空闸门出 水。

反洗井装置密 封件耐高压性 能低试验时间：2007年2月27日试验地点：工艺所实验室试验人：史长平郭东经过2007年2月27日的模拟试验，小组认为反洗装置开关的 灵活性到达试验目的；存在问题是：密封件耐高压性能低，满足不了 压裂的高压要求3、改进措施小组各从江汉采油院和西安石油学院引进两种胶件，在同等条件 下进行胶体变形试验：微变形变形严重结论：比照两种胶体试验结果，小组决定采用江汉采油院胶件 做为反洗装置的密封件4、再次验证以江汉采油院胶件为密封件制作反洗井装置，再次进行密封性能 试验分析:试验步骤试验结果结论按第一次进行反洗井装置密 封性能试验步骤进行压力升至30MPa时， 稳定15分钟，放空闸 门不出水反洗井装置密 封件密封性能 良好试验时间：2007年3月5日 试验地点：工艺所实验室试验人：史长平郭东试验结果：反洗井装置开关灵活，座封后密封件密封性能良好, 到达试验目的实施三：选井实施组配的卡封压裂管柱试验后，小组在3-282、5-174,卫355-3 三口卡封压裂井上应用前两口井压裂顺利没有出现砂堵情况，卫 355-3井出现砂堵，检验了反洗井装置的性能反洗装置3 2 0 6m水力锚3 2 0 8 mY 221封隔器3 2 10m3 23 1.0 mS 3中3 2 7 2.1m喇叭口3 2 12m杯 银3 05 7.0m3 4 3 0m图11： V355-3井压裂管柱示意图曲线图12 卫355-3井压裂施工曲线图从该井施工曲线图可以看出，15时15分压裂车组开泵，随着泵压上升，从套管打15MPa压力平衡油、套管压差，15时20分地层压 开，破裂压力62.9MPa,此时套压监测仪器显示套压稳定在15MPa, 说明反洗装置密封性能良好；15时35分按照泵注程序加砂，15时 47分油压迅速上升，30秒内由55. 7MPa升至80MPa,出现砂堵。

随 后调整管线反洗井，17时15分，反洗井16/后出口见清水，共洗出 管柱内余砂5.4m〉说明反洗装置开关灵活试验结果：反洗井装置在卫355-3井压裂时有效的解决了砂堵问 题，说明解决卡封压裂砂堵的新方法应用成功七、效果检查1 ＞目标检查2007年6-12月，在濮城油田共有40 口卡封压裂井使用反洗井 装置，其中有6 口井出现砂堵:序号井号压裂方式设计砂 量⑹管柱余 砂（舟处理时间 （小时）应用效果1V355- 3卡封分层24.85.416时05分〜17时15 分反洗出砂 5. 4m'27-59卡封护套30.94.513时25分〜15时07 分反洗出砂 4. 5mJ343-28卡封分层3.511时30分〜14时42 分反洗出砂3. 5m：'451-69k封分层232. 117时08分〜19时20 分反洗出砂2. lm:,5153-4卡封分层6.012时20分〜16时08 分反洗出砂 6. 0m363-149卡封分层5.217时50分〜21时14 分反洗出砂 5. 2m3平均2.8（表7）2007年672月反洗井装置应用情况统计表调查时间：2007年12月5日调查人：李丽从统计表中看出，通过现场应用反洗井装置，平均处理卡封压裂 砂堵时间2. 8小时，该新方法能够在8小时内完全解决卡封压裂砂堵 问题，同时管柱内余砂全部被反洗出，因此，小组活动目标值完成。

182小时活动前活动目标活动后图13小组活动效果比照图2、经济效益（1）节约费用：活动前：2006年卡封压裂因砂堵原因造成大修5 口，增加作业费用，，—1-刖 百通过多年的开发，濮城油田油井套管老化问题严重，同时油藏补 孔合采情况比拟突出，纵向上含油井段长、油层多、层间差异大，采 用卡封护套、卡封分层压裂工艺可以保护套管免受损伤、实现层层压 开的目的，充分挖潜次主力层的生产潜力在卡封压裂过程中，由于 近井摩阻高、裂缝发育形态复杂等问题，会造成压裂时砂堵导致施工 失败多年来，我们油田一直采用先活动管柱解封，无效后用大修工 艺的方法来处理砂堵问题，虽然砂堵问题能够得到解决，但是存在着 施工周期长、作业本钱高等诸多问题随着油田作业本钱日益紧张， 研究解决卡封压裂砂堵问题的新方法亟待得到实施砂堵是由于地层天然微裂缝发育，滤失严重或近井筒弯曲摩阻大 而造成压裂砂无法全部进入地层，沉积在管柱内，增加下步工序的施 工难度，影响压裂后的及时见效134. 6万元；活动后：由于采用新方法解决砂堵问题，2007年没有一口井造成大修, 同比节约作业费用134. 6万元；（2）资金投入：研制费用5万元，制作一套反洗井装置费用1.2万元，共制作10套， 制作的反洗井装置可重复使用，投入：5+1.2X10= 17 万元（3）同2006年相比节约:134. 67 7=117. 6（万元）3、社会效益解决卡封压裂砂堵新方法的研究和应用，充分发挥了科技就是第 一生产力的作用，缩短了作业周期，缓解了油田生产本钱压力，使分 层压裂工艺的优越性得到充分表达，该新方法将在濮城油田的开发中 发挥重要作用。

八、标准化1、在编写卡封压裂工程方案时，增加安装反冼井装置工序，并 在压裂管柱图上标明下入深度2、按照新方法制定了《反洗井装置操作规程》，发放到相关作业 施工单位，并按规程执行3、活动中产生的技术资料及施工图纸（编号CY02GYYJ2007-10）, 归入工艺研究所资料室妥善保管4、对制作的工具统一归准备大队工具队保管，并制定了定期保养制度，由专人负责保养维护九、总结和今后的打算防止卡封压裂砂堵新方法的研究与应用，创造性地解决了生产中 的实际问题，获得了厂领导和职工的一致好评，进一步激发了小组成 员创新的意识，增强了员工参与QC小组活动的积极性和自信心小 组打算以《提高卡封压裂管柱解卡成功率》作为下步活动课题一、小组概况1二、选题理由2三、设定目标3四、对策方案的提出并确定最正确方案3五、制定对策7六、对策实施8七、效果检查14八、标准化16九、总结和今后。