论文部分内容阅读
摘 要：随着科学技术的不断发展，近几年来我国油田中对双封单卡压裂工艺技术的运用在水平井分段压裂中已经占据了越来越重要的地位，但是在我国许多油田企业对于双封单卡压裂工艺技术的应用的了解不够深入，这一情况也是因为国内很少有着相关专家对其进行论文形式的探讨所造成的。因此，本文通过对双封单卡压裂工艺技术在油田中的水平井分段压裂中的实际应用情况进行分析和研究，然后分别从双封单卡压裂工艺的结构、原理、指标、适用的条件和具体的施工要求等方面来进行相应的阐述，最后对双封单卡压裂工艺所包含的三项关键技术进行了具体的分析和探讨。
关键词：双封单卡压裂工艺 技术 结构 原理 技术
引言：
我国对于双封单卡压裂工艺技术的使用是由大庆油田研发并且首次应用的，传统的水平井分段压裂中广泛应用着直径分层压裂技术，而随着科学技术的不断发展，也促进了水平井的发展，大庆油田通过对双封单卡压裂工具进行深入的研究和相应的改进之后，开始逐渐的将双封单卡压裂技术应用于油田的水平井分段压裂之中来，这一发现对水平井分段压裂来说是一个技术上的巨大改变，现今双封单卡压裂技术在不断的发展和完善的过程中已经广泛的应用于我国油田水平井分段压裂中来，许多油田在双封单卡压裂工艺技术对油田的水平井分段压裂中应用的比例已经超过了50%。
一、双封单卡压裂工艺中工艺管柱的结构和原理
1.双封单卡压裂工艺中工艺管柱的结构
工艺管柱是双封单卡压裂工艺技术应用的核心工具，工艺管柱的构成主要包含了：安全接头、水力锚、固定安全接头和水力锚的扶正器，还有K344型号的封隔器、导压喷砂器和导向丝堵等六种配件。
2.双封单卡压裂工艺中工艺管柱的工艺原理
在水平井压裂中对双封单卡压裂工艺技术进行应用时，入口处先导入了具有一定流速的高压液体，然后经过导压喷砂器和K344型号封隔器结合形成的节流嘴来进行降压工作，这样就在工艺管柱的内外就会形成一定量的节流压强差异，在节流压强差异的作用力下将K344型号的封隔器坐封起来，然后将气流进行了隔离，对隔离起来的目的层进行压裂工作。在压裂工作完成之后关闭阀门停泵，使工艺管柱内外没有压力差异，K344型封隔器在自动解封之后工作人员可以将管柱上提准备进行另外一个层段的压裂工作。当该层段的压裂工作完成结束之后关闭阀门停泵，连接工艺管柱的胶筒也自动回收，将油管阀门关闭结束放喷，用流体（水或空气）反向流动清洗填充层之后将管柱往上提到下一段压裂的位置，然后按照之前的步骤憋压重新坐封封隔器，重新开始新一轮的压裂工作。然后通过对上述过程的不断重复，一层一层的往上提循环压裂，达到对水平井中多个层段逐步压裂的目的。而且随着科学技术的不断发展，双封单卡压裂工艺中应用的材料质量也在不断的优化，使得喷嘴的耐磨性和K344型号的封隔器的耐温性与抗压性也得到了极大的提高，从而使一次工艺管柱施工对水平井多个层段进行逐级压裂的实现提供了可能。
二、双封单卡压裂工艺技术的技术指标、使用条件和施工要求
1.技术指标
双封单卡压裂工艺的技术指标有：1、K344型封隔器可以承受的温度需要达到95℃，耐压强差异70MPa；2、通过重复前文的过程层层上提，实现一次管柱上提对多层段进行施工；3、施工工具需要短且小，同时还需要具有相应的锚定和扶正功能；4、需要具有相应的防止卡死和解决卡死的机构，例如可以采用液压解决卡死的方法。
2.使用条件
双封单卡压裂工艺技术的使用条件包含了：1、双封单卡压裂工艺可以应用于油田直井或者水平井中；2、套管下到开发目标煤层之上并固井，然后通过套管射孔、套管喷射、开槽等地层进入技术，建立井筒与目标层联络通道，通过这种完井的方式来提高固井的质量。3、施工的直井或者水平井中的层段的温度需要小于95℃，施工时油套的压力差需要小于封隔器的耐压差。
3.施工的要求
雙封单卡压裂工艺技术对施工的具体要求有：1、当前期的压裂工作完成后需要进行放喷工作，放喷到压力差减小为零，然后用流体（水或空气）反向流动清洗填充层之后确保水平井施工层段没有沉砂，将管柱上提到下一段需要压裂的地方，不断重复此过程来实现对水平井多个层段进行逐级压裂的要求；2、进行压裂的设备需要能够满足连续不断的加砂要求，在加砂成功之后运行过程中不可以停泵；3、如果套管完井过程中套管出现液体要立刻用流体（水或空气）反向流动进行清洗；3、如果出现沉砂堵住管道的现象需要立刻用流体（水或空气）反向流动进行清洗。
三、双封单卡压裂工艺的三项关键技术
1.耐温、耐压的性能
K344型封隔器胶筒采用了共混纳米胶料，该胶料的耐温性能相当强，使封隔器的耐温性达到了95℃。而对封隔器的胶筒的组成上运用了肩部保护技术，对封隔器的结构也进行了相应的优化，极大的改善了胶筒受力产生的反映，使得封隔器的耐压差达到了70MPa。
2.耐磨性能
双封单卡压裂工艺技术在发展和改进的过程中优化了喷嘴和导压孔的组成材料以及工具的整体结构，在对喷嘴和导压孔进行优化改建的过程中采用了内衬套的材质和涂镀特种合金的方式来提高它们的耐磨性，从而为双封单卡压裂工艺的工艺管柱在使用过程中实现大卡距和水平井多层段逐级压裂提供了相应的技术保障。
3.锚定和扶正
双封单卡压裂工艺技术采用了水力锚来实现锚定的技术。我们通过水力锚来进行锚定，来提高封隔器胶筒管柱密闭性能，从而成功的避免了封隔器在使用过程中因为位移过大造成胶筒破损而导致封隔器的封隔效果失效。然后通过在工艺管柱中设置扶正器的方法来实现扶正器技术。通过扶正器进行扶正的过程中，成功的避免了封隔器在使用过程中因重力作用而太贴近水平井井筒下部的壁面的情况，从而提高了封隔器在进行坐封工作时的可靠性与安全性。
参考文献
[1] 张海龙，崔军，马凯等.关于水平井分段压裂的研究及探讨[J].中国石油和化工标准与质量 ，2013，（18）：118-118.
[2] 朱秀星，薛世峰，仝兴华等.水平井射孔与桥塞联作管串泵送参数控制方法[J].石油勘探与开发，2013，40（3）：371-376.
[3] 蔡文斌，李兆敏，张霞林等.低渗透油藏水平井压裂理论及现场工艺探讨[J].石油勘探与开发，2009，36（1）：80-85.
[4] 雷群，胥云，蒋廷学等.用于提高低-特低渗透油气藏改造效果的缝网压裂技术[J].石油学报，2009，30（2）：237-241.
[5] 翁定为，雷群，胥云等.缝网压裂技术及其现场应用[J].石油学报，2011，32（2）：280-284.
[6] 柴国兴，刘松，王慧莉等.新型水平井不动管柱封隔器分段压裂技术[J].中国石油大学学报（自然科学版），2010，34（4）：141-145.
关键词：双封单卡压裂工艺 技术 结构 原理 技术
引言：
我国对于双封单卡压裂工艺技术的使用是由大庆油田研发并且首次应用的，传统的水平井分段压裂中广泛应用着直径分层压裂技术，而随着科学技术的不断发展，也促进了水平井的发展，大庆油田通过对双封单卡压裂工具进行深入的研究和相应的改进之后，开始逐渐的将双封单卡压裂技术应用于油田的水平井分段压裂之中来，这一发现对水平井分段压裂来说是一个技术上的巨大改变，现今双封单卡压裂技术在不断的发展和完善的过程中已经广泛的应用于我国油田水平井分段压裂中来，许多油田在双封单卡压裂工艺技术对油田的水平井分段压裂中应用的比例已经超过了50%。
一、双封单卡压裂工艺中工艺管柱的结构和原理
1.双封单卡压裂工艺中工艺管柱的结构
工艺管柱是双封单卡压裂工艺技术应用的核心工具，工艺管柱的构成主要包含了：安全接头、水力锚、固定安全接头和水力锚的扶正器，还有K344型号的封隔器、导压喷砂器和导向丝堵等六种配件。
2.双封单卡压裂工艺中工艺管柱的工艺原理
在水平井压裂中对双封单卡压裂工艺技术进行应用时，入口处先导入了具有一定流速的高压液体，然后经过导压喷砂器和K344型号封隔器结合形成的节流嘴来进行降压工作，这样就在工艺管柱的内外就会形成一定量的节流压强差异，在节流压强差异的作用力下将K344型号的封隔器坐封起来，然后将气流进行了隔离，对隔离起来的目的层进行压裂工作。在压裂工作完成之后关闭阀门停泵，使工艺管柱内外没有压力差异，K344型封隔器在自动解封之后工作人员可以将管柱上提准备进行另外一个层段的压裂工作。当该层段的压裂工作完成结束之后关闭阀门停泵，连接工艺管柱的胶筒也自动回收，将油管阀门关闭结束放喷，用流体（水或空气）反向流动清洗填充层之后将管柱往上提到下一段压裂的位置，然后按照之前的步骤憋压重新坐封封隔器，重新开始新一轮的压裂工作。然后通过对上述过程的不断重复，一层一层的往上提循环压裂，达到对水平井中多个层段逐步压裂的目的。而且随着科学技术的不断发展，双封单卡压裂工艺中应用的材料质量也在不断的优化，使得喷嘴的耐磨性和K344型号的封隔器的耐温性与抗压性也得到了极大的提高，从而使一次工艺管柱施工对水平井多个层段进行逐级压裂的实现提供了可能。
二、双封单卡压裂工艺技术的技术指标、使用条件和施工要求
1.技术指标
双封单卡压裂工艺的技术指标有：1、K344型封隔器可以承受的温度需要达到95℃，耐压强差异70MPa；2、通过重复前文的过程层层上提，实现一次管柱上提对多层段进行施工；3、施工工具需要短且小，同时还需要具有相应的锚定和扶正功能；4、需要具有相应的防止卡死和解决卡死的机构，例如可以采用液压解决卡死的方法。
2.使用条件
双封单卡压裂工艺技术的使用条件包含了：1、双封单卡压裂工艺可以应用于油田直井或者水平井中；2、套管下到开发目标煤层之上并固井，然后通过套管射孔、套管喷射、开槽等地层进入技术，建立井筒与目标层联络通道，通过这种完井的方式来提高固井的质量。3、施工的直井或者水平井中的层段的温度需要小于95℃，施工时油套的压力差需要小于封隔器的耐压差。
3.施工的要求
雙封单卡压裂工艺技术对施工的具体要求有：1、当前期的压裂工作完成后需要进行放喷工作，放喷到压力差减小为零，然后用流体（水或空气）反向流动清洗填充层之后确保水平井施工层段没有沉砂，将管柱上提到下一段需要压裂的地方，不断重复此过程来实现对水平井多个层段进行逐级压裂的要求；2、进行压裂的设备需要能够满足连续不断的加砂要求，在加砂成功之后运行过程中不可以停泵；3、如果套管完井过程中套管出现液体要立刻用流体（水或空气）反向流动进行清洗；3、如果出现沉砂堵住管道的现象需要立刻用流体（水或空气）反向流动进行清洗。
三、双封单卡压裂工艺的三项关键技术
1.耐温、耐压的性能
K344型封隔器胶筒采用了共混纳米胶料，该胶料的耐温性能相当强，使封隔器的耐温性达到了95℃。而对封隔器的胶筒的组成上运用了肩部保护技术，对封隔器的结构也进行了相应的优化，极大的改善了胶筒受力产生的反映，使得封隔器的耐压差达到了70MPa。
2.耐磨性能
双封单卡压裂工艺技术在发展和改进的过程中优化了喷嘴和导压孔的组成材料以及工具的整体结构，在对喷嘴和导压孔进行优化改建的过程中采用了内衬套的材质和涂镀特种合金的方式来提高它们的耐磨性，从而为双封单卡压裂工艺的工艺管柱在使用过程中实现大卡距和水平井多层段逐级压裂提供了相应的技术保障。
3.锚定和扶正
双封单卡压裂工艺技术采用了水力锚来实现锚定的技术。我们通过水力锚来进行锚定，来提高封隔器胶筒管柱密闭性能，从而成功的避免了封隔器在使用过程中因为位移过大造成胶筒破损而导致封隔器的封隔效果失效。然后通过在工艺管柱中设置扶正器的方法来实现扶正器技术。通过扶正器进行扶正的过程中，成功的避免了封隔器在使用过程中因重力作用而太贴近水平井井筒下部的壁面的情况，从而提高了封隔器在进行坐封工作时的可靠性与安全性。
参考文献
[1] 张海龙，崔军，马凯等.关于水平井分段压裂的研究及探讨[J].中国石油和化工标准与质量 ，2013，（18）：118-118.
[2] 朱秀星，薛世峰，仝兴华等.水平井射孔与桥塞联作管串泵送参数控制方法[J].石油勘探与开发，2013，40（3）：371-376.
[3] 蔡文斌，李兆敏，张霞林等.低渗透油藏水平井压裂理论及现场工艺探讨[J].石油勘探与开发，2009，36（1）：80-85.
[4] 雷群，胥云，蒋廷学等.用于提高低-特低渗透油气藏改造效果的缝网压裂技术[J].石油学报，2009，30（2）：237-241.
[5] 翁定为，雷群，胥云等.缝网压裂技术及其现场应用[J].石油学报，2011，32（2）：280-284.
[6] 柴国兴，刘松，王慧莉等.新型水平井不动管柱封隔器分段压裂技术[J].中国石油大学学报（自然科学版），2010，34（4）：141-145.