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试油压裂常见卡钻原因分析及处理措施

作者：李斌 孟磊 杨建平

来源：《中国科技博览》2018年第17期

[摘 要]我国各行迅猛发展，对能源的需要也日益增长，除了进口石油，我国也高度重视自给能力，加强了石油领域的发展，取得的成绩非常显著。对我国石油领域从上世纪90年代开始，很多先进石油开采工艺和技术被创新和应用，迅速提高了产量和质量，也提高企业的经济效益，其中比较具有代表性的一种新技术是试油压裂，已经广泛应用在石油开采过程中，但是这项技术也面临缺陷，容易出现卡钻现象，影响了试油压裂的成效，拖延的时间。因此，本文结合实际，分析试油压裂施工过程中卡钻事故原因，提出合理的处理措施，具有一定借鉴意义。

[关键词]压裂；卡钻；措施

中图分类号：TE28 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）17-0098-01 引言

通过压裂改造的效益非常明显，但在施工时容易发生各种卡钻事故，如果不会适当去应急处理，则会反复卡死，失却循环机会，因此，必须对卡钻的故障原因进行总结归类，掌握消除卡钻故障的方法，并总结经验，以便在发生该类故障了，能快速采取应对措施，及时排除故障，尽可能降低故障带来的损失。结合实际，将卡钻事故的原因主要分为两类，并提出相应的处理措施。

一、卡钻事故的原因

在压裂作业中有一项重要工序是活动管柱，需要重点关注。管柱由油管和下封隔器、喷砂器等组成，其主要作用是为传送施工压力提供通道和实现分层。因为它是一个传送的通道，所以其快慢直接影响到作业和压裂的效率，从而它与施工的效益就是直接相关联的了，想办法防止活动管柱不开而导致发生卡钻事故，意义就很明显。尽管施工时，多方给予重视，但是实际作业的水力压裂施工过程中，经常还是会发生管柱活动困难故障。根据生产的实际，导致发生卡钻故障的原因很多，主要分为以下两种类型： （一）封隔器卡钻

在现场施工过程中，封隔器卡钻是最常见的一种卡钻事故，主要分为以下几种情况。1、封隔器在高压作用下失灵。高压作用下，封隔器质量至关重要，如果质量不好，高压可能导致压裂结束后封隔器的胶筒不收缩，导致封隔器不解封。2、封隔器的水嘴被堵死而失效。封隔器水嘴被堵塞物堵塞，导致使胶筒内的压力不能释放，压力太高，封隔器不能再收缩。3、封隔器胶筒不收缩，造成管柱被卡住。胶筒弹性小、扩张收缩能力差，使胶筒胀开后不收缩；另

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外一种情况是胶筒内的防砂网不防砂，使压裂砂进入胶筒内，阻碍了胶筒的收缩。4、封隔器发生塑性变形而引发失效。一般的封隔器能过承受压力为40MPa上下，因为地层的复杂情况或者操作把握时机的原因，会有压力持续偏高或在瞬间压力过高的情况，这可能会对封隔器产生影响，很明显的一点是致使其内部结构有可能发生变化，即发生塑性变形，导致管柱活动不开。

（二）砂卡活动不开

砂卡管柱在施工中非常常见，常常是引发工程事故，在实践中，砂卡管柱的原因主要有以下几种沉砂情况导致的：1、替挤过程中，未严格控制替挤液的用量。替挤过量可能造成裂缝部分闭合，但是假如替挤量不足，则使井筒内液体上返速度过小，从而不能把砂未带上来，筒内的砂未再下沉就造成砂卡故障的发生。2、加砂过程中，因设备损坏、仪器故障停车更换或者修理而停止施工，如果时间较长，也可能造成沉砂。我们知道油层越厚加砂也应越多，因此加砂是必须的，但在操作过程中，一定要注意不能让井口设备或地面管汇破裂，如果出现这种情况，就必须紧急停车更换，否则会造成沉砂现象。另外，压裂施工过程中，设备质量原因也可引起沉砂，也需要注意。 二、卡钻处理措施

砂卡解卡方法有很多种，以下列举其中几种方法的操作方式，简要说明如下：

1、活动解卡法：如果沉沙数量较少，且砂粒个体较少，可以尝试把管柱上提下放，多次往复后，砂子可能松动，从而解除砂卡。2、憋压循环法解卡：发现砂卡也可首先用泵来洗井，对于沉沙数量较少且砂粒个体较少的情况一般可洗通，排除砂卡故障。但如此用泵来洗井不行的情况下，则可尝试憋压循环法解卡法，即一边憋压，一边活动管柱，待憋压到一定程度时，快速放压，而管柱同时不停止活动。需要注意的是，憋压压力应由小到大逐渐增加，待认为憋压可以了，可尝试一次，如何效果不佳，则再来一次憋压和放压，一定不能一下憋死。在生产实际中，技术员们还总结出连续冲管冲洗解卡法、大力上提解卡法、倒扣套冲法解卡法等，在此不一一列举这些方法。

具体来说，因封隔器的质量不好或在压裂结束后封隔器的胶筒不收缩，如果多次活动不开，应采取平衡套压的方法，使封隔器胶筒上下压力趋于相近，迫使封隔器收缩。封隔器的水嘴被堵死的情况，要重新连接好了压裂管柱，正向向地层注入大排量压裂液，然后停泵，瞬间憋放，再活动管柱，这样很快可使封隔器水嘴的堵塞物在憋放过程中排出，使胶筒内的压力释放，封隔器恢复正常的收缩状态。封隔器的承受压力持续偏高或在瞬间压力过高，导致管柱活动不开故障，解决的办法，一是平时要选择质量好的封隔器，从基础下减少发生故障的可能，二是要选择有经验的工作人员操作，在施工过程中要控制好施工压力，使封隔器在其能承受的压力范围内工作。目前来说，对于压裂封隔器问题引发的卡钻问题，一般是采用科学的方法预测深井内的详细温度压强等各种参数，再根据参数要求选择适当的工具，采用更为先进的封隔器。

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若出现砂卡管柱的情况，可立即放喷，也可采取反循环洗井的方式，等待压力参数值处于合理范围后，再置入前置液。

当然，在现实中还会遇到其他产生故障的情况，要根据经验来判断，比如对于地层压力低，改造后存在漏失的储层，压裂施工结束后，应根据压力扩散情况，合理掌握关井时间，控制放喷后应及时大排量反冲，必须保证油管内返出排量达到携砂要求（>400L/min），防止沉砂造成堵塞砂卡。 三、结言

通过对水力压裂后管柱活动不开，发生卡钻事故原因的分析以及处理方法的讨论，为了在以后工程施工中减少以上事故在自己机组发生的概率，提高一次施工的成功率。 参考文献

[1] 金碧涛，张文博，魏炜.试油压裂施工常见的卡钻成因与处理[J].工业，2016（7）：00010-00010.

[2] 王军锋，逄仁德，魏建锋.试油压裂施工常见卡钻事故分析[J].辽宁化工，2013（8）：978-980.

[3] 宋亚星.试油压裂施工常见的卡钻成因与处理[J].石化技术，2017（5）：203-203.