大牛地气田压裂卡钻及解卡技术浅析

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摘 要：大牛地气田储层特征为低压、低渗、低孔，水力压裂技术被广泛应用于储层的改造，但在压裂过程中出现的卡钻事故却严重影响施工质量。结合近几年在鄂尔多斯大牛地工区压裂卡钻事故现场实例，总结和分析该区块卡钻事故的类型及原因，并提出处理卡钻事故的一些常用解卡方法，以及在现场施工中的预防措施。

关键词：大牛地气田 压裂 卡钻 解卡 分析 预防

一、卡钻事故类型及原因分析

压裂卡钻事故是指在压裂过程中，由于各种原因造成井内施工管柱或井下工具在井内被卡，按正常悬重不能上提的一种井下事故。压裂卡钻事故类型主要有以下几种：一、封隔器不收缩卡钻；二、砂卡；三、套管变形卡钻；四、封隔器卡瓦或锚爪不收回卡钻；五、小件落物卡钻。

1.封隔器不收缩卡钻

封隔器打开顺利完成压裂后，当井底压力（地层压力）小于油管内液体施加在封隔器上压力，即P井底

2.砂卡

2.1压裂砂堵导致砂埋砂卡：因地层非均质性严重导致压裂液滤失过快或地层过于致密吸收能力较差，易造成井筒出现砂堵；施工加砂不稳、砂排量及砂比过高，压裂液交联不好，携砂能力较差，也容易造成砂堵。

2.2地层出砂吐砂导致砂卡：由于地层岩性比较疏松，在储层排液时压差过大易导致地层出砂，另外当压裂液未完全破胶时压后放压排液时可能带出压裂砂，由此造成抽汲管内抽子被卡、拉断钢丝绳或抽油泵磨损严重卡死报废，严重者使地层坍塌、破坏油气层、套管变形，甚至油气井报废。

2.3压裂卡封管柱失封导致砂卡：采取顶封压裂工艺时，因压裂施工过程中压力较高，当套管无平衡压力或较小时，使封隔器胶筒上下压差过大，导致封隔器胶筒瞬间失封或胶筒损坏，压裂砂进入封隔器以上环空，当上提管柱时被砂卡。

2.4套管外窜槽导致管柱砂卡：封隔器上下地层之间跨度较小或固井质量较差，压裂时缝高难以控制和压力过高，造成卡封层之间或卡封段套管外窜槽，压裂砂窜入封隔器上部地层或封隔器上部地层吐砂，封隔器以上环空形成沉砂或砂桥，引起管柱砂卡。

3.套管变形卡钻

油气水井在长期注采过程中，地层发生蠕变、套管长期承受高压并遭受腐蚀[1]，必然产生不同程度的变形，当变形积累到一定程度，就会使油层套管局部产生错位、断裂，缩径和改变截面形状，使得入井管柱与工具难以通过。果压裂施工施加的高压促使该变化进一步加强，则套变更加严重，起下管柱必然受到阻力，若管串局部本体较大，有可能卡死不能提拔，严重时井内管串无法处理，只能使油水井报废。

4.封隔器卡瓦或锚爪不收回卡钻

压裂卡钻现场证明，压裂液交联不好，压裂时会造成砂堵，压裂液返排期间若不能及时破胶会导致排液吐砂，支撑剂选择不合理造成裂缝闭合时被压碎会使返排带砂；压裂钻具组合不合理、封隔器及其配件存在问题，尤其使用存在问题的大直径工具易发生卡钻事故，并且难以处理；压裂施工发现砂堵，后续措施处理不当将会使事故复杂化，不是砂埋、就是砂卡。

5.小件落物卡钻

施工人员违章操作，不严格贯彻操作规程，错误选用不合理管柱组合、起下钻时未按要求安装好自封，导致小件物品落入井内导致卡钻。

二、压裂卡钻事故的处理

压裂过程中一旦发生卡钻事故，其解决办法种类庞杂，具体情况要视卡钻现场事故原因采取针对性的措施，综合应用各种手段与方法进行处理，现场常用的解卡方法有：

1.活动解卡：对于卡钻时间不长或卡钻不严重的井，可采取上下活动管柱，使砂桥、砂柱逐渐产生松动，必要时在管柱安全负荷范围内增大提拉悬重进行解卡。

2.憋压恢复循环法解卡：卡钻后尽量恢复油套循环通道，若洗井不通，可采取憋

压方法憋开被堵通道，当建立起循环通道后尽可能大排量洗井，把井内砂子及一些杂物冲洗出地面，其目的有二，一是清除井内杂物便于后续处理，二是有可能把沉砂、砂桥冲散，直接解除砂卡。

3.震动解卡：利用震击器或其他手段震击被卡管柱，因瞬间冲击力使管外砂子产生松动解卡或使被卡部位发生相对位移解除被卡状态。

4.长时间悬吊解卡：当采用活动管柱和憋压恢复循环法不能见效时，可考虑加大提拉悬重长时间悬吊，由于油管的弹性收缩，被卡管柱有可能在长时间大负荷悬拉下向上蠕动，被卡部位得到释放或砂体产生松动解卡。

5.倒扣套铣解卡：利用上述方法均不见效，可考虑采取把被卡部位上部油管倒出，接近被卡部位进行处理。油管倒出后，采取套铣方法并大排量冲洗，清除油管外杂物及砂子，使管柱解卡。

6.诱喷法解卡：当地层压力较高时，利用地层与油套环空之间压差引起套管井喷，使部分或大部砂子随排出液带到地面，破坏砂卡状态而解除砂卡。

7.内冲管解卡：发生砂卡，也可以利用出口带斜面的小直径冲管从油管内砂面以上开始进行循环冲洗带出砂子，并可能使油管外砂体发生垮塌，逐渐解除砂卡，如果配合活动管柱，效果可能更加明显。

三、压裂卡钻事故的预防

结合压裂卡钻事故原因分析，建议从以下几个方面预防压裂卡钻事故。

1.优化管柱组合，尽量减少大直径工具入井，防止因套变发生大直径工具卡钻。

2.压裂液配制要符合设计要求，压裂时加砂平稳，尽可能避免砂堵，引起压力较大幅度变化，避免出现压裂液未破胶而返排携砂。

3.杜绝不合格工具及附件入井，入井工具及附件要严格按照有关标准要求进行地面检查、检验，保证入井工具、附件性能可靠、安全好用。

4.压后油气井管理要科学，视具体情况控制放压排液强度，避免地层出砂、返砂，出现管柱遇卡现象，冷静思考，综合运用各种方法进行解卡，严禁盲目处理使事故复杂化。

参考文献：

[1]韩振华，曾久长主编.井下作业技术数据手册.石油工业出版社，2000

[2]万永，顾凤睿 张祖松.油管套卡处理方案初探.钻采工艺.2006，29（5）：121～123

[3]吴奇主编.井下作业工程师手册. 石油工业出版社，2002