水力扩张式封隔器在XZ3-6井分层压裂中的应用

彭建东

（中石化中原石油工程公司井下特种作业公司，河南濮阳 457161）

水力扩张式封隔器在XZ3-6井分层压裂中的应用

彭建东

（中石化中原石油工程公司井下特种作业公司，河南濮阳 457161）

水力扩张式封隔器具有悬挂式固定，液压坐封，液压解封特点，可以应用于油气水井分层、分段压裂改造。介绍了水力扩张式封隔器结构组成和基本原理，并在直井XC3-6中成功应用，取得较好压裂效果。

水力扩张封隔器；坐封解封；压裂效果

K344是一种水力扩张式封隔器，具有悬挂式固定，液压坐封，液压解封特点，主要靠胶筒向外扩张来封隔油、套管环形空间[1]，广泛应用于油水井拖动压裂、分层压裂、分层注水、分层酸化、分层挤堵、分层测试等施工工艺。XZ3-6井是山水盆地一口重点开发井，目的层位为E1-2b2，为了改善地层的渗流条件，求取区块目的层储量资料，对目的层采取K344水力扩张封隔器封三封压三层方式压裂，取得较好压裂效果。

1 水力扩张式压裂封隔器的结构组成及工作原理

1.1 水力扩张式压裂封隔器结构组成

K344水力扩张式压裂封隔器主要结构组成由橡胶筒、中心管、浮动头、阀箍等组成，中心管采用高强度结构钢加工而成；橡胶筒采用带有软金属片叠加成的加强层与橡胶复合硫化成一体可承受高压的膨胀式的密封元件，具体组成如下：

图1 K344封隔器结构组成实物图

K344封隔器是以弹性钢结构骨架增强多重复合橡胶而组成的，可与相应的井下工具如水力锚、安全接头、压裂喷砂器等配套使用，主要应用于油水井的分层试油、注水、酸化、压裂、调剖、卡堵水等多项措施作业。

1.2 水力扩张式压裂封隔器工作原理

（1）坐封：管柱内加压，封隔器进液孔进液，活动头上移动，胶筒膨胀，直至紧贴井壁，封隔上下井段，压力越高，封隔效果越好。

（2）解封：放掉管柱内压力，靠胶筒自身收缩，挤出胶筒与中心管环空液体，即可解封。

2 现场应用

2.1 XZ3-6井基本情况

XZ3-6井为山水盆地一口重点开发井，2013年11月28日完钻，完钻井深为1 155.00m，完钻层位E1-2b2。

本次压裂目的层：737.5—1 078.6m，11.2m/5n，根据钻井、测井等资料表明，该井压裂目的层跨度大且较分散，需要采取三封压三层方式压裂，为此选用K344封隔器进行分层压裂。

2.2 分层管柱设计

2.2.1 施工管串设计

N80-Φ73mm加大油管+机械丢手+水力锚+K344-115型封隔器（725m）+N80-Φ73mm加大油管+喷砂滑套+K344-115型封隔器（765m）+接球座+N80-Φ73mm加大油管+喷砂滑套+K344-115型封隔器（974m）+水力锚+接球座+节流喷砂器（976m）（注：封隔器卡点位置避开套管接箍）。

2.2.2 施工管柱图

图2 -2 XZ3-6井分层压裂管柱示意图

2.3 分层压裂施工过程及效果分析

第一层压裂：先低排量供液坐封，封隔器坐封后逐渐提至设计排量，破裂压力29MPa，第一层排量2～2.2 m3/min，前置液40m3，携砂液38m3，顶替7.4m3，加砂8.3m3，平均砂比19.7%停泵压力17MPa。

第二层压裂：停泵投球后小排量送球，成功打开滑套后压裂第二层，提至设计排量2.8m3/min，破裂压力34.5MPa，第二层前置液50m3，携砂液50m3，顶替6.1m3，加砂10m3，平均砂比20%，停泵压力12.5MPa。

第三层压裂：停泵投球后0.7m3/min排量送球，油套压平衡，反复测试三次无果，将套压放掉后开泵施工第三层，第三层压力异常偏高，怀疑近井炮眼附近有堵塞物，造成憋压，引起压力异常，在经过前置液的突破以及段塞打磨过后，压力大幅下降，提排量至设计排量，后期加砂顺利。前置液39m3，携砂液54m3，顶替4.4m3，加砂10.9m3，平均砂比20.2%，停泵压力11.5MPa。

该井顺利施工三层，压裂施工成功率100%，后顺利解封。

3 结论

K344水力扩张式封隔器具有可保证封隔卡点稳定，不上下蠕动，缩小管柱受力距离，确保井下措施管柱及封隔器胶筒能安全可靠地进行工作的特点。该工具应用于山水盆地XZ3-6井直井分三层压裂，坐封、解封、施工成功率都达到100%。

[1] 邹长虹 李有盛.K344系列封隔器在三塘湖油田分层压裂改造中的应用[J].中国石油化工与标准质量，2014，（2）：182.

Application of Hydraulic Expansion Packer in Stratified Fracturing of XZ3-6 Well

Peng Jian-dong

The hydraulic expansion packer has the characteristics of hanging type fixed，hydraulic sealing and hydraulic decapsulation，which can be applied to oil and gas well stratif i cation and fracturing.The structure and basic principle of the hydraulic expansion packer are introduced and successfully applied in the straight well XC3-6 to obtain better fracturing effect.

hydraulic expansion packer；reclosing seal；fracturing effect

TE934.2

：B

：1003–6490（2017）04–0020–01

2017–04–02

彭建东（1974—），男，湖北新洲人，助理工程师，主要从事压裂封隔器技术服务工作。