工艺原理将球篮滑套开关、压裂封隔器、专用泵底阀及压裂用喷射泵筒(带滑套) ,一起下入井下预定位置后,投一级球,油管加压,压裂封隔器坐封,继续加压打开球篮滑套开关,从油管打入压裂液对目的层进行压裂。压裂结束后,投二级球,环空加压憋开喷射泵筒上的滑套,投泵芯进行排液,排液完成后,上提管柱旋转解封,结束施工。
管柱结构压裂与水力泵返排联作工艺管柱结构从下到上依此为:油管挂+压裂用水力泵工作筒+专用泵底阀+压裂封隔器+球篮滑套开关。地面控制系统地面动力设备采用700型压裂车。高压动力液经压裂车上的高压泵泵出后,流向采油树,从油管打入,带动喷射泵工作,残液和乏动力液混合后,经油套环空返出进入残液回收罐。至此,压裂车油管压裂用喷射泵残液回收罐等构成地面控制流程系统(见2)。
管柱特点( 1)一趟作业管柱可以同时完成压裂及排液二项工作,从而缩短了作业工期,减轻了现场工人的劳动强度。
( 2)与抽汲方式相比,具有排液强度大、及时快速的特点。
( 3)与抽汲方式相比,水力喷射排液具有明显的解堵作用。
( 4)与抽汲方式相比,水力喷射排液更加安全,实现了密闭试油。
配套工具的研制1.压裂用喷射泵压裂用喷射泵是在普通喷射泵的基础上,加装滑套,并对泵芯、泵工作筒长度加以改进而成的。
滑套式喷射泵排液方式采用正循环。动力液从油管打入,地层产液与乏动力液从油套环空返出。
喷射泵调参时,反循环即可洗出工作泵芯。
压裂用喷射泵具有如下特点< 2>:该泵不装滑套时与普通喷射泵一样,可完成排液工作,加装滑套后即可与压裂构成联作管柱,一泵两用;泵工作筒的长度为800 mm,比老式泵大为缩短,使施工更加方便;泵芯总长1069 mm,大大改善了泵的起下性能;泵体使用灵活,可下挂压力计;滑套式喷射泵操作简单,起下泵方便。
压裂用封隔器压裂用封隔器是在普通卡瓦封隔器的基础上,为满足压裂与水力泵返排联作要求而改进的。压裂封隔器耐压可达50 M Pa,具有坐封、解封方便的特点。
现场应用压裂与水力泵排液联作工艺现已在长庆油田现场试验4井次,均取得成功。其中,董XX井是一口采油井, 2006年10月21日完钻,完钻井深2036. 00 m,人工井底2013. 0 m(试油通井) ,大井斜27. 0.2006年12月1日采用压裂与水力泵排液联作管柱对该井成功实施了压裂, 12: 05水力泵开始工作,工作时间共计840min, 12月2日21: 12套管大量返液并伴有大量地层气,套管返出液呈井喷状,水力泵解堵效果明显。
结论1.压裂与水力泵排液联作工艺一趟作业管柱可以同时完成压裂及排液两项工作。2.设计的压裂用喷射泵实现了地面排液流程密闭化,有效地消除了有毒有害气体中毒的安全隐患,具有排液强度大、及时快速等特点。3.设计的压裂封隔器坐封、解封可靠,能够满足压裂与排液联作管柱的要求。