插管封隔器对完井工艺的优化研究与应用

朱和明， 张亚洲， 曹海涛， 王志刚, 牛芳年, 李 婧

(1中国石化石油工程技术研究院 2德州大陆架石油工程技术有限公司 3中石油玉门油田分公司老君庙采油厂)

随着国内页岩气和低渗透油气藏的逐步开采，对封隔悬挂器提出了更高的要求，国内封隔悬挂器存在封压低、锚定效果差等问题，通常采用机械坐封的方式且坐封载荷要求高。常规封隔悬挂器无法满足低渗透油气藏的开发[1]，在此基础上设计大通径插管封隔悬挂器，利用大通径插管封隔悬挂器对各种类型完井工艺进行优化研究，并在大牛地气田多井次进行应用且取得良好的使用效果，包括优化桥塞分段压裂完井管串，降低施工风险及完井成本，采用插管封隔器作为其回接管柱的锚定及环空封隔(如JPH432等)，配合可提出球座的筛管完井管柱的悬挂(如J66P8H井等)。

图1 插管封隔悬挂器

1 插管封隔器结构参数

大通径插管封隔悬挂器主要包括三部分：封隔悬挂器,插管,送入插头。其中插管与封隔悬挂器采用扣连接，插管在封隔悬挂器的上部，送入插头在插管内部与插管采用锁紧扣连接，该锁紧扣用于管柱的送入以及丢手，为防止丢手过程中旋转管柱导致管柱卸扣，该丢手采用正转丢手，送入插头及封隔悬挂器内径与尾管内径相同，保证尾管的通径[2-4]。

2 桥塞分段压裂工艺优化及应用

2.1 存在问题及优化

桥塞分段压裂完井在施工过程中需要全井下入完井套管，若全井固井因水泥浆环空压力过高易压漏地层，通常采用回接固井的方式，为降低施工风险及完井成本，优化桥塞分段压裂工艺，在不影响桥塞压裂基础上调整完井管串结构，压裂施工之前进行套管回接，压裂施工结束后可起出上部套管，该套管可重复使用，降低成本[5]。

2.2 工艺流程

桥塞回接管串结构如图2，采用封隔式尾管悬挂器送入尾管，完成坐挂及固井，之后进行回接作业，回接管串最下部为常规回接插头，为防止桥塞压裂施工过程中管串上移，采用插管封隔悬挂器进行双向锚定，插管封隔器上部配套插管插头，在压裂结束后可进行丢手作业，管柱下入后管内憋压完成坐挂、坐封。

图2 桥塞回接管串结构图

2.3 现场应用

JPH432井是华北杭锦旗区块的一口评价井，完钻井深为4 416 m，完井套管为Ø114.3 mm套管，插管封隔悬挂器底深为3 075.1 m，该井采取尾管完井，水平段长1 000 m，分11段进行酸压改造，工艺上采用可钻桥塞分段酸压技术，有效改造目的层。进行尾管悬挂及固井后，依次下入常规回接插头、插管封隔悬挂器、Ø114.3 mm套管，坐封封隔器，环空验封后进行桥塞酸压施工，最终成功完成该井的压裂施工作业。

3 筛管完井优化及应用

针对华北大牛地气田某些低渗透油气藏，产层只有一层且产层相同，存在气顶及底水，井眼不稳定，为天然裂缝性硬质砂岩，同时水平井因其井斜过大易导致射孔枪等的下入困难，限制了完井方式的选择，割缝筛管完井是开发该种油气藏的有效手段[6]。

3.1 存在问题及优化

割缝筛管完井通常采用常规悬挂器悬挂筛管进行完井作业，然而在酸洗过程中因尾管截面压差会导致悬挂器解挂，尾管管柱出现回顶，同时管串下部需要增加盲板或球座用于悬挂器憋压坐挂，后期钻除易导致筛管堵塞影响产液。为解决上述问题，优化筛管完井管串结构，采用插管封隔悬挂器进行悬挂，配合可提出球座用于悬挂器的坐挂，之后送入钻具丢手后将球座提出，无需在管串下部配套常规球座或盲板[7]。

3.2 工艺流程

采用钻具或油管连接插管封隔悬挂器进行尾管的送入，丢手插头连接可提出球座组装在插管封隔悬挂器内部，插管封隔悬挂器下部连接套管及割缝筛管，管串下入至预定位置后投入憋压球，打压完成悬挂器坐挂后坐封，正转丢手后将送入钻具及可提出球座起出。

图3 筛管完井管串结构图

3.3 现场应用

J66P8H是位于内蒙古鄂尔多斯市东胜区的一口开发井，该井采用割缝筛管完井，后期进行酸洗，该井完钻井深3 360 m，垂深2 363 m，水平段长800 m，其中砂岩总长度为766 m，上层套管尺寸为177.8 mm，完井套管尺寸为114.3 mm，送入钻具尺寸为101.6 mm，在管串下入之前进行刮管作业，之后进行管串下入，坐封封隔器，环空试压25 MPa，稳压5 min无压降，正转丢手，下入酸洗管柱进行酸洗，最高泵压25 MPa，顺利完成完井施工作业，最终该井无阻流量16.8×104m3/d，创造该区块最高无阻流量记录。

4 结论与建议

插管封隔悬挂器具有可靠的双向锚定和环空密封性能，可实现管串的送入及丢手，适用于各种类型的完井工艺，并针对各工艺进行优化，进一步降低了作业成本及风险，但该悬挂器在使用过程中同样体现了其中的不足，需在该方面进一步研究，提高其适应性。

1)增加工具可解封、解挂功能，某些井在完成储层改造后因减产等原因需要进行二次改造，原有完井管柱限制了二次改造措施的使用，需要将原管柱提出后进行二次改造，因此要求封隔悬挂器具有可解封、解挂功能。

2)增加液压丢手功能，现有插管封隔悬挂器采用机械丢手，要求管柱下入过程中不能转动，防止提前丢手，针对某些复杂井眼存在管串下入困难的问题，限制了其解决方案的选择。