页岩油气套变井连续油管作业技术

页岩油气套变井连续油管作业技术

牛牧原

河南濮阳市中原油田采油气工程服务中心

摘要：川渝、新疆等区块页岩油气水平井受地质、工程等因素影响，大量井在压裂前、压裂中途出现套变，给正常压裂试气带来巨大挑战。本文通过系统总结了连续油管在页岩油气套变井中套变检测、套变处理等技术应用和优缺点，同时也提出了现有技术存在的问题和下步攻关方向，为国内页岩油气套变井作业提供技术借鉴。

关键词：连续油管；水平井；套变；检测；修套

引  言

川渝、宜昌、新疆等区块页岩油气水平井受地质、工程以及地震等自然灾害影响，大量井在压裂前后出现套变，造成压裂中断，情况严重的可能面临全井报废。川渝某页岩气区块2018年共发生套变井24口，套变率44.44%，共放弃施工段数43段，影响段数195段。新疆某区块2019年压裂20口井中，50%井出现不同程度套变。连续油管在水平井作业中，因套变带来遇卡等故障频发，部分井放弃施工，页岩油气套变井给连续油管工程技术服务带来巨大挑战[1]。

1 套变井连续油管检测技术

页岩油气水平井套变井根据套变程度及阶段不一样，对检测目前需求也存在差别，按照检测需求可分为套损找漏和套变检测两大类，我们最主要介绍采用连续油管传输进行套变检测的技术。其中套损找漏可采用封隔器找漏、注酸找漏、温差测漏、放射性同位素找漏、多臂井径测井+电磁探伤以及井下电视找漏等技术，可以结合井况和现场条件优选工艺。套变检测主要是为判断井下套变严重程度，常用的技术手段有采用工具通井试通过、铅模打印、多臂井径测井+电磁探伤、井下电视等

1.1工具通井试通过

在判断疑似套变情况下，采用连续油管钻磨工具串，更换小直径磨鞋或者其它工具试通过，快速粗略判断井下套变情况。技术要点是试通过选用的工具应逐步减小工具外径，每次缩小3-5mm，针对5-1/2＂套管可直接选择φ89mm杆式强磁，现场原则上建议最多尝试2次。采用工具通井试通过技术，优点是可经济快速初步判断井下套变井情况，缺点是可能需要多次尝试，同时对套变情况判断不准确。

1.2铅模打印

根据遇阻工具外径及试通过情况，可选择进行连续油管下铅模打印，快速判断套管缩径程度，为后续作业提供支撑。连续油管下铅模打印技术要点是作业前，必须用强磁清理套变点以上井筒碎屑，防止井下碎屑影响铅模打印效果。同时根据遇阻工具外径，合理选择铅模尺寸，下入打印时，要一次加压成型，加压吨位2～5t。采用连续油管下铅模打印，优点是可快速简单判断套管缩径程度，缺点是仅能判断井下套变处单点情况，无法对可能存在的套变段无法准确判断，同时铅模打印易受井筒碎屑影响，打印的结果需要修井经验人员进行分析判断。

2套变井连续油管处理技术

在完成页岩油气水平井套变检测后，就是针对不同套变情况采用针对性的措施，从工艺目的上主要分为套变井钻磨疏通和辅助套变井分段压裂两大类。其中套变井钻磨疏通主要是套变井钻复合桥塞、套变井钻缩径可溶桥塞、套变井水平段带压修套4种常用技术。辅助套变井分段压裂主是过套变点下桥塞、射孔，穿电缆桥塞射孔联作，喷砂射孔及填砂压裂4种常用技术。

2.1套变井钻复合桥塞

水平井压裂中途及压裂后发生套变，需要采用连续钻除井内复合桥塞，疏通井筒保证生产通道，因为套管变形，钻磨工具及工艺对比常规作业存在较大差别，作业风险也相对增加。一是钻磨产生的碎屑大。由于选用的钻头较常规钻头小，容易产生大的碎屑，同时复合材料桥塞胶皮塑性强，延展性好，难以有效破碎，容易出现胶筒“穿糖葫芦”现象。二是返屑困难，容易出现遇阻遇卡。钻磨产生的大碎屑，易在套变井段堆积，很难返出。页岩油井受液罐总容积限制，钻磨时出口与入口排量差距不能过大，加剧返屑难度。三是选用的工具串规格受限，钻磨排量和扭矩小，也会对钻磨时效产生影响。

套变井钻磨复合桥塞关键点一是现场必须有备用放喷管线，在出现管线堵塞情况下能够倒换流程，防止无返排碎屑下沉埋卡。二是优选低磨阻、高粘性钻磨液，降低施工泵压和提高碎屑携带效果。三是要选用高强度、高耐磨平底磨鞋，提高桥塞磨铣效率。四是要提高短起频率，尽量携带出较大碎屑。五是合理利用碎屑清理工具，采用杆式强磁清理桥塞牙块，文丘里打捞非磁性碎屑。

2.2套变井钻可溶桥塞

目前可溶桥塞分段压裂后，仍需要采用连续油管进行钻磨通井，确保井筒畅通。套变井连续油管钻磨可溶桥塞与复合桥塞多数技术措施基本一致，在作业中重点是要做好压裂时泵注助溶剂，压裂完成后要进行焖井，间歇性放喷溶塞。钻磨过程可以根据情况，增加到每钻4-5支可溶桥塞短起，出现遇卡情况下，严禁乱操作导致复杂化，一般可泵注KCL溶液焖井解卡。

2.3套变带压修套

在水平段套变不是异常严重的情况下，可以选择压井后采用修井机进行修套，但是这种方式动用设备多、费用高，而且压井存在污染。采用连续油管可实现水平井带压修套，动用设备少、速度快，带压作业油气层保护好。修套重点是要根据井况，及时准备不同规格梨型磨鞋、铣锥等配套修套工具，同时根据铅模打印、多臂井径测井、试通过、磨鞋外观磨损情况等结果，合理选择修套工具。

2.4套变井下桥塞、射孔作业

压裂中途套变无法泵送情况下，部分井选用连续油管传输下入小直径桥塞和射孔枪进行分段，针对5-1/2″套管，常用Ф88、Ф93mm等小直径可溶桥塞，完成套变井压裂。为提高连续油管下桥塞和射孔效率，可采用小直径桥塞压控式液压坐封于多级射孔联作工具，可实现连续油管一趟下井，完成桥塞坐封与多级射孔。

2.5穿电缆连续油管坐桥塞与射孔联作技术

在需要采用连续油管下桥塞射孔情况下，也可选在穿电缆连续油管下桥塞与多级射孔联作，一趟管柱完成桥塞坐封与射孔，单趟可完成三簇及以上的射孔施工，在井筒带高压情况下，电控起爆安全可靠，同时可以采用CCL校核深度，射孔精度更高。

2.6套变井喷砂射孔及填砂压裂

针对套变严重的井，无法满足下入小直径桥塞分段，可选择连续油管喷砂射孔填砂压裂工艺完成压裂，该工艺要点是喷砂射孔工具串设计、喷砂射孔液选择以及作业过程控制。

3 结论与认识

（1）针对页岩油气套变水平井检测需求，综合技术和经济性，优选推荐采用通井试通过、打铅印和多臂井径测井。针对套变井分段压裂，优选推荐采用小直径可溶桥塞分段，在套变严重情况下，可采用穿电缆连续油管多级射孔完成全井射孔，然后配合为地震进行暂堵压裂。

（2）通过技术攻关和实践，虽然在页岩油气井连续油管套变检测、套变处理方面取得了较好的成果，但是仍存在作业风险高、工程技术投入与经济性不匹配、严重套变井暂时无法处理等问题。如威XX井套变严重，连续油管技术无法完成扩径，在确认小磨鞋也无法通过后，放弃了后续钻磨作业。宁XX井套管弯折严重，连续油管尝试下入稍长的工具就无法通过，最终放弃后续施工。页岩油气套变井连续油管作业仍将是我们当前和今后一段时间技术攻关、工程技术服务面临的热点和难题。

参考文献

[1] 李凡华 乔磊 田中兰 孙清华 杜卫强 付盼. 威远页岩气水平井压裂套变原因分析[J].石油钻采工艺,2019,41(06):734-737.

[2] 袁发勇,马卫国,张国锋. 连续管水平井工程技术 [M]，科学出版社,2017:258-280.