连续油管喷砂切割技术

连续管水力喷砂双层切割技术在修井中的应用水力切割是油田修井作业常用的工艺技术。

文章结合高速、高压水射流可产生穿刺的功效，提出了连续油管水力喷砂切割双层管柱的方法，并进行现场切割实验应用，对比分析了实例井内外管柱的四次切割效果。

结果表明，内层管柱连续油管切割能顺利完成作业，外管柱切割成功受内管柱居中情况和内外管柱间砂埋严重程度等因素影响，提出了相应的工艺技术改进措施，为油气井大修作业中，不断进行工艺技术革新和应用，进一步提高施工质量和效率提供了技术借鉴。

标签：连续油管；水力喷砂；双层切割；砂埋卡钻是井下故障中常见的问题。

油田在处理这类事故时，主要是通过钻杆下入切割工具进行切割来实现。

这种技术方法尽管十分有效，但作业周期较长。

对于生产层段较长，且有两层或两层以上管柱的，其施工难度和周期则会成倍增长。

在此背景下，利用连续油管进行水力喷砂切割的技术被提出并逐步在油田修井作业中使用。

笔者从水力喷砂切割工具和喷嘴结构分析入手，多方面探讨了连续管水力喷砂双层切割技术在解决海上套管卡钻中的应用可行性及现场试验。

1 连续管水力喷砂双层切割技术方法水力喷砂切割技术的原理是基于水力学的动量-冲量定律及砂粒的冲蚀作用。

当带砂流体通过喷嘴时，液流的压头被喷嘴转换为动量，并高速冲击目的物。

此时动量在瞬时被转换成冲量，砂粒在冲击力的作用下犹如砂轮一样连续不断地冲蚀目的物。

当该冲击力超过管柱的耐压强度时，在持续冲蚀作用下，管柱即会被切断。

水力喷砂切割技术具有施工速度快、切割和破碎能力强、污染少的特点。

连续油管水力喷砂双层切割技术主要分两步：第一步，井筒清洗。

第二步，将水或清洗液改成携砂液，利用高压泵将携有沙粒的携砂液通过喷嘴向管柱喷射，进而达到喷砂切割的目的。

2 水力喷砂双层切割工具2.1 切割工具结构组成连续油管水力喷砂切割工具主要有三个部分：液压驱动锚定装置、Hydra-blast工具和切割头。

液压锚定装置的作用是对连续油管管柱进行固定，确保切割期间切割位置保持不变。

目录前言: (3)管柱切割技术: (3)连续油管喷砂切割技术： (4)Hydra-blast工具介绍： (4)切割作业准备工作： (5)设备的选择： (5)胶液及切割材料的选择： (5)切割喷嘴的选择： (6)井下工具的选择： (7)作业前的准备： (7)推荐的作业程序： (7)作业结束后的工作： (8)切割头的制作指导方针： (8)地面切割测试： (9)地面设备准备： (9)工具准备： (10)材料准备： (11)切割试验程序： (11)切割试验结果： (11)切割试验总结： (18)连续油管切割服务市场投入： (19)作业设备的使用： (19)井下工具的使用： (19)切割材料的使用： (19)总结： (20)前言:为了完成海油总三千万方的目标，各油田区块都在增加新井的数量，同时以不同方式增加老井的产量，这就增加了钻井和修井的次数，同时钻井和修井过程中的卡钻次数也随即增加，有些时候为了节约成本和作业时间考虑，需要在某一深度切断管柱达到解卡目的；生产部每年都有多口井的修井作业，需要切断管柱达到修井目的，为了节约时间和成本，生产部要求服务公司能够针对以下几种情况，提供一种快速，有效和安全的管柱切割方法；1.切割单根管柱（2-7/8”; 3-1/2”; 4-1/2”; 5”）。

2.过油管切割盲管或套管（过2-7/8”或3-1/2”油管切割4-1//2”或5”盲/套管）。

3.切割双层管柱（2-7/8”和4-1/2”盲管；3-1/2”和5”盲管）管柱切割技术:常规的管柱切割技术主要有以下三种方式：•化学/爆破切割：使用电缆或连续油管下入工具通过腐蚀或爆破方式进行切割；–优点：如果使用电缆，作业速度较快，成本较低；–缺点：需要根据被切割管柱的参数精确化学药剂的用量，如爆破不成功，需要再次作业；电缆作业要求井斜不能太大，工具的组装过程比较危险；•机械切割：使用钻杆或连续油管下入马达和机械割刀进行切割；–优点：可以在大斜度井或水平井使用，作业过程不使用任何化学药剂；–缺点：切割不同尺寸管柱需要使用不同尺寸的割刀，需要锚定装置，割刀所能切割的壁厚尺寸有限，工具容易磨损或失效；•水力切割：使用钻杆或连续油管下入切割工具利用带研磨性质的流体进行切割作业；–优点：可以在大斜度或水平井使用；可以进行过油管作业；一种尺寸工具可以满足多种尺寸和壁厚的管柱切割作业；可以进行双层管柱的切割作业；–缺点：需要锚定装置，需要配制具有研磨作用的流体；通过对以上三种常规切割技术分析可以看出，水力切割技术有多种优点；我们从Halliburton引进了1.75”Hydra-blast连续油管工具可以作为切割工具使用；通过2周的地面试验和测试，证明该工具完全能够胜任单根（不同尺寸）管柱的水力切割作业；对于双层管柱以及过油管切割技术需要进一步的试验证明；作为我们公司的一项高新技术，连续油管水力喷砂切割技术在更多的试验和测试后，可以在油田大范围推广，同时需要公司各相关部门配合协助，在短期内完成测试，投入连续油管服务市场；连续油管喷砂切割技术：Hydra-blast工具介绍：我们知道Hydra-blast高压旋转冲洗工具配合高效清洗液可以完全胜任管柱的除垢及清洗作业；如果我们使用切割头更换冲洗头，使用混合砂子的胶液作为切割液，就可以完成管柱切割作业；下图显示的是Hydra-blast切割工具在4”外径2.25”内径的螺旋式钻铤内的切割作业，图片是在钻铤刚被切割后拍下的；整个切割作业持续了20分钟左右；虽然切割剖面有些粗糙，但是完成切割后，钻铤内外径没有产生任何毛刺及喇叭口变形（导致大部分打捞作业失败的关键部分）；该项测试使用1.8”切割头，使用0.093”碳合金喷嘴；右图显示的是使用Hydra-blast工具切割3.5”油管及侧面的电泵电缆的图片；其他，例如爆破或化学切割等方式是不能完全切掉电缆的；切割作业准备工作：在使用Hydra-blast工具进行切割作业前需要获取以下信息：•管柱最小的内径；•被切割管柱的内外径；•被切割管柱的强度；•切割深度；•井底压力和温度；•井的循环能力（切割碎屑是否能循环出井口）；•被切割管柱最大允许的拉力；•连续油管的尺寸和长度；•连续油管设备的压力等级；设备的选择：•连续油管设备：–最少满足5000psi压力等级的设备，通过切割喷嘴的压力损失要达到3000-3500psi；•泵送设备：–能够提供5000psi泵送压力情况下保持稳定排量，同时必须能够记录压力及排量；•胶液储存罐及搅拌设备–推荐配制最少1500gal，30lb/Mgal浓度的胶液用于切割作业；–储存罐一定要干净，在配制胶液之前要，流体要经过过滤；胶液及切割材料的选择：•胶液的选择–浓度为30lb/Mgal的凝胶比较适合切割作业；–胶液的选择取决于井底温度，井内流体类型等井况，需要同甲方商定；•切割材料的选择–推荐的切割材料为100目的砂子与胶液混合，最大砂比浓度不超过0.5lb/gal；–最佳配置为,在泵排量为0.5bbl/min时按照0.3-0.5lb/gal砂比浓度混合胶液；–推荐使用30-35gal/min的泵送排量，此时在切割喷嘴端会产生3500psi的压降；切割喷嘴的选择：下表是推荐的浓度为30lb/Mgal的胶液通过喷嘴的压降达到3500psi所需要的切割喷嘴尺寸；使用摩阻计算表格：CT Friction pressure spreadsheet；通过输入喷嘴大小，数量，以及排量在喷嘴处早正至少3500psi的压降，胶液的n和k值需要通过实验室或仪器测量获得，同时输入连续油管的参数，最终我们会得到切割作业过程中的地面泵压；井下工具的选择：•连续油管接头：尽量使用大尺寸内径的工具，减少压力损失；•切割头：需要根据被切割油管的尺寸而定；下图为切割头的制作方法介绍；•渗碳合金喷嘴：1/4”npt扣型；•锚定工具：锚定工具是用来保证切割头不会随着油管内排量变化或环空压力变化导致油管上下移动；1英寸的移动都会导致工具形成新的切痕；作业前的准备：•如果可能，尽量做一次需要切割管柱的地面测试，记录切割所需时间；•预期的井下切割时间为2倍的地面测试时间；•如果不能进行地面测试，则需要配制1500gal的胶液以及500-750lb的砂子；推荐的作业程序：•通过上提需要切割的管柱对其产生一定的拉伸力，在连接井口设备之前坐好卡瓦；推荐的最小上提管柱拉力为超过管柱自重10000-20000lb/ft；•在连接hydra-blast工具之前，使用干净的液体循环连续油管，保证除去油管内部的残渣及结垢；•连接Hydra-blast工具，泵入液体检查工具的旋转情况，并通过记录确定泵压及排量；•连接注入器至井口，进行试压等标准连续油管程序；•慢慢下入切割工具并小心通过进口设备及变径位置进入油管或套管，不要施加任何钻压于工具，否则会损坏工具•在hydra-blast工具到达切割点之前开始混合胶液（不要加入砂子），30lb/Mgal的胶液有充足的携砂能力并能够有效减少液体在连续油管内的摩阻；•当到达切割点后不要再移动连续油管；•向连续油管泵入一些干净的胶液作为液垫隔离井内流体和砂子；•向胶液中混合砂子，注意保持推荐的砂比（0.3-0.5lb/gal)避免形成砂桥；•慢慢泵入砂浆至切割工具，这样会防止工具的磨损并确保切割喷嘴不会被流体损坏；•增加泵压及排量至预先由软件模拟的推荐配置；必须确保泵的排量非常稳定，从而保证胶液在切割头形成的压降在设计范围内；•向连续油管泵入一些干净的胶液作为液垫隔离井内流体和砂子；•向胶液中混合砂子，注意保持推荐的砂比（0.3-0.5lb/gal)避免形成砂桥（？）•慢慢泵入砂浆至切割工具，这样会防止工具的磨损并确保切割喷嘴不会被剪切损坏；注意：切割作业时的最大排量限制在35gal/min以内，否则工具会被流体严重腐蚀；•观察返出液的变化可以很好的反应切割作业进展情况（管柱被完全切割后，返出会消失）；如果可能，观察被切割管柱的拉力变化，当发现悬重下降可以确定管柱已经切断；•如果返出显示切割结束，立即减小排量确保切割头的压降在500psi以内，防止套管被切割；•如果返出没有变化，则切割不成功，停止加砂并继续泵入干净液体，保证砂子从连续油管中替出，并返出至切割点以上1000ft；•缓慢上提油管同时要持续泵送干净液体，上提速度不要超过砂子返出速度，否则会有砂子留在井内；作业结束后的工作：•切割作业结束后按照下面程序进行：–从井口提出连续油管；–从连续油管泵入液体确保工具头部旋转；–用清水顶替油管及工具；–保养切割工具并检查工具是否损坏；–修井机可以上提被切割管柱确认管柱已经被切割；–如果被切割管柱没有解卡，需要再次执行切割作业；尽量保证第二次的切割点在第一次切割点以上，防止工具在第一次切割点遇卡；切割头的制作指导方针：•切割头的外径取决于被切割管柱的内径，通常切割头尺寸的选择要小于被切割管柱1-2in；例如：切割2.99in内径的油管，我们可以选择1.75in-2in的切割头；最小的切割头外径为1.75in，同我们的Hydra-blast工具外径一样；•切割喷嘴的设计要求围绕切割头每120°钻一个1/4in NPT扣型的孔，这种设计可以使工具在井内保持居中；•推荐使用能够在30-35gal/min排量下，形成3500psi左右压降的喷嘴；0.089in的喷嘴尺寸效果较好；•使用最少0.5in内径的切割头，保证足够的壁厚能够紧固切割喷嘴；•下图为常用的1.75“切割头的制作图纸：地面切割测试：由于是第一次进行该工具的切割测试，所以没有连接连续油管，直接将1.75”Hydra-blast工具连在高压管汇（与泵出口连接）的2”出口；地面设备准备：1.HT-400泵，可以提供5000psi的泵压；2.30m3水罐，用于地面管线通水试压，功能测试以及配制胶液；3.4m3搅拌罐，用于配制胶液；4.混砂车，混合砂子并为HT-400泵供液；地面设备连接方式工具准备：1. 1.75” Hydra-blast工具，1.75” 切割头，3个0.089”碳合金喷嘴；2.2-7/8”外径，2.441”内径油管一根；4-1/2”外径，3.9”内径油管一根；3.2-7/8”套5-1/2”外径油管，外面套9-5/8”外径套管，观察双管切割后套管的损伤情况工具及被切割管柱连接方式材料准备：1.淡水：24m3（20m3用于通水试压和备用）；2.WG-11：6袋50lbs（每4m3胶液使用32lbs）；3.100目砂子：145袋X 50lbs切割试验程序：1.开准备会议，进行风险分析及职责分配；2.连接地面设备及管线（详见流程图）；3.地面管线通水试压（试压5000psi，遵循试压程序）；4.在4m3搅拌罐内配制胶液WG-11（浓度30lb/Mgal），循环搅拌20分钟；5.用台钳固定Hydra-blast工具，并使用清水做功能测试，记录压力排量；6.用台钳固定要切割油管（2-7/8”油管，2.441”内径）；将Hydra-blast工具插入油管内，并保证工具居中；7.第一次切割，使用搅拌罐直接混砂；均匀加500lbs砂子（9袋）至4m3搅拌罐，循环搅拌20分钟，砂比：0.5lbs/gal；8.第二次切割，使用混砂车直接混砂：以0.5lbs/gal的砂比混砂并给泵供液；9.第三次切割，使用混砂车直接混砂：以0.5lbs/gal的砂比混砂并给泵供液；10.开始导入泵的吸入流程至搅拌罐；使用恒定排量(30-35gpm/0.7-0.8bpm)开始泵胶液；11.观察工具是否工作并记录压力排量和时间（数采）；12.当油管被切割后，停泵记录排量，压力，时间；13.如果4m3液没有将油管切割，再配制4M3胶液继续切割作业，直到切割成功；14.切割完成后，用清水顶替管汇和工具；切割试验结果：•第一次切割作业，切割2-7/8”油管：–当增加泵排量至33gal/min时，泵压3100psi，马达失速（油管在2分钟内被射穿3个孔）；–换位置再次切割，当排量增至32gal/min时，泵压3200psi，马达再次失速（油管在2分钟内再次被射穿3个孔）；–换位置再次切割，控制排量在28-29gal/min，保证马达不失速，等稳定5-6分钟后，提高排量至32gal/min，马达再次失速，油管穿孔；观察油管被切割位置，发现管壁被切割掉50%；–换位置再次切割，此次控制排量在28-29gal/min，保证马达不失速，等稳定10分钟后，缓慢提高排量至32gal/min马达没有失速，继续切割，直到使用完所有配好的砂子和胶液；停泵观察油管，发现管壁已经被切割掉90%；上面所示为2-7/8”油管经过5次切割作业后的照片•第二次切割作业，切割2-7/8”油管和4-1/2”油管：–经过第一次切割作业的经验，重新进行一次2-7/8”油管的切割试验，本次切割以稳定的排量30-32gal/min，泵压2900-3300psi，经过15分钟的切割作业，2-7/8”油管几乎被完全切断；由于工具的不居中原因，导致管壁未在同一时间切断；–切割4-1/2”油管试验，本次切割以稳定的排量30-33gal/min，泵压3000-3400psi，经过30分钟的切割作业，4-1/2”油管被完全切断（如下图）；•第三次切割作业，切割2-7/8”油管套5-1/2”油管双管，外面套9-5/8”套管观察损伤情况：–经过前两次单管切割试验，证明该工具可以切割2-7/8”至4-1/2”外径的油管，本次切割试验为了证明该工具是否能够单次作业直接切割双管，同时观察双管切割后套管的损伤情况；下图为切割前油管和工具连接方式：–由于搅拌罐容积只有4m3，固中途停泵2次重新配制胶液后继续进行切割作业；下表为整个切割作业过程数据：–下面以图片形式描述整个切割过程：1.开始切割作业，返排液由连续油管和2-7/8”油管之间环空返出；2.2-7/8”油管被完全切割后，连续油管和2-7/8”油管之间环空没有返出，返排液由2-7/8”油管和5-1/2”油管环空之间返出；3.5-1/2”油管部分断裂，返排液分别从2-7/8” - 5-1/2”环空和5-1/2” - 9-5/8”环空返出；4.由于工具不居中，而且2-7/8”油管套入5-1/2”油管也不居中，导致5-1/2”油管壁没有被均匀切断，当油管1/3被完全切断由于搅拌罐容积限制，停泵并再次配制4m3胶液，观察套管损伤情况：5.再次配制4 m3胶液继续切割，由于工具不居中，以及2-7/8”油管套5-1/2”油管也不居中，导致4 m3胶液仍旧没有完全切断5-1/2”油管，管壁有2/3被切断，割缝宽度为8.1mm，观察套管损伤情况，发现套管在最初的5-1/2”油管壁1/3被切断的位置磨损较大；6.再次配制4 m3胶液继续切割，由于5-1/2”油管内壁已经几乎被完全切断，所以此次切割过程只用了1 m3胶液后，双管被完全切断；套管壁有1mm损伤；切割试验总结：通过几次地面试验，得到以下经验：–配制胶液时不要形成鱼眼，鱼眼会瞬间增大切割头部压降，导致切割头抖动，影响切割效果；最好使用真空泵混合胶粉来配制胶液；–作业过程强烈推荐使用混砂设备，否则在搅拌罐内混砂会导致砂子沉淀，与胶液的混合不均匀，形成砂桥或段塞砂，导致切割工具抖动，严重时会损坏工具；–工具的马达内，定子和转子的配合间隙决定了切割作业使用的砂子尺寸不能大于100目，否则高速运动的砂子会损坏马达转子；–作业过程泵速的排量一定要稳定，在作业开始阶段要保证排量缓慢稳定的增至30gal以上，突然变化的排量会导致工具抖动，或马达失速；–这里说的马达失速并非真正的马达不旋转，由于该工具切割头与马达传动轴的连接非丝扣形式，而是靠摩阻传动，所以该工具不能传递扭矩至切割头，所以在作业过程，很小的扭矩就会导致切割头不旋转，但是传动轴是在旋转的，排量的突然变化，胶液中鱼眼，砂子的混合不均匀，都会导致切割头失速，这是前几次切割试验失败主要原因；–由于工具的很小移动都会导致切割作业重新开始，所以实际下井作业中，必须使用锚定装置，防止切割头的移动；同时尽量保证泵的排量非常稳定；–只有不发散的砂浆射流才能保证切割作业能够完成，所以碳合金喷嘴的新旧程度，切割头至管壁的距离，流体在切割头形成至少3000psi以上的压降是决定切割时间的关键因素；–切割双管在实际应用中的分析：⏹如果将双管切割应用于实际中，双管在井底处于拉伸状态，所以在内管柱被切断后一定会产生应力变形，导致工具会移位，所以在进一步切割过程有可能再切割一次内管柱后，工具才能够对外管柱进行切割；⏹切割作业必须要使用锚定装置，确保工具居中，从而可以均匀切割管壁，避免出现试验中的切割不均匀导致管壁不能够一次完全切割，同时，如果不能均匀切割管壁，研磨液会从预先切断的位置喷射出而损伤套管；⏹如果双管中环空有砂子，当内管柱被切割后，研磨液不能接触到外管柱，会导致外管柱不能被切割，除非环空内砂子全部被清洗干净；可以在内管柱被切割后尝试循环冲砂作业，清理干净环空内的砂子后再次进行切割作业；在双管切割作业中，切割头尺寸的选择很重要，要尽量使用与外管柱配套尺寸的切割头，同时要保证内管柱与切割头的间距，防止切割头在切割内管柱过程中，研磨液反蚀切割头，导致工具损坏；连续油管切割服务市场投入：作业设备的使用：–连续油管设备：尽量使用大尺寸的油管，减少摩阻；–泵送设备：作业要求稳定的低排量：0.7bbl/min；高压力：5000psi以上）；–搅拌设备：能够均匀搅拌至少6m3胶液的设备；–混砂设备：能够均匀混砂的设备，砂比较小，控制在0.3-0.5lb/gal；–过滤设备：保证配制胶液使用的液体干净；井下工具的使用：–标准工具串组合：尽量使用内径较大尺寸的工具，减少摩阻；–锚定装置：根据不同管柱选择合适的锚定工具，防止工具上下移动；–扶正器：根据不同管柱选择合适的扶正器，保证工具的居中，减少切割时间；–Hydra-blast高压冲洗工具：用于切割作业；–碳合金喷嘴：在常规作业中，使用5-6次后需要更换；–切割头：根据要切割管柱的尺寸，选择切割头尺寸，需要提前制作，使用5-6次更换；切割材料的使用：–100目砂子：常规作业每次最少准备15袋x 50lb/袋的砂子；–胶液及添加剂：常规作业每次最少准备1500gal胶液及少量添加剂；总结：通过以上分析，我们可以看到喷砂切割作为一项连续油管新技术，有着成本投入小，作业时间短，效果显著等显著优势有着非常广泛的市场前景；同时，我们在其他连续油管服务公司在踏进该服务领域之间完成了地面测试，并获得成功以及客户认可，添补了海油以及国内连续油管服务在该领域的空白，也是我们公司引进先进技术的一项重大突破。

连续油管喷砂射孔分段压裂技术的现场应用【摘要】连续油管压裂技术特别适合于具有多个薄油、气层的井进行逐层压裂作业，而且是一种安全、经济、高效的油气田服务技术，从上世纪90年代后期开始在油、气田上应用，连续油管压裂作业已经在加拿大、美国应用多年。

【关键词】多级压裂喷砂射孔封隔器套管分段连续油管喷砂射孔、套管分段压裂是新近发展起来的一种多级压裂技术，该技术结合了封隔器分层、套管大排量注入和连续油管精确定位的优势，对于纵向上具有多个产层的油气藏分层压裂，特别是薄层压裂具有显著优势。

1 原理及特点1.1 连续油管喷砂射孔分段压裂技术原理连续油管喷砂射孔分段压裂技术是通过连续油管下喷砂工具定位后采用高速水流射开套管和地层并形成一定深度的喷孔，流体动能转化为压能，在喷孔附近产生水力裂缝，实现压裂作业。

1.2 工艺流程工艺流程为：（1）连续油管带机械式套管节箍定位器进行定位；（2）连续油管循环射孔液，达到一定排量后加入石英砂射孔；（3）射开套管后，进行反循环洗井，此时平衡阀打开，将射孔液和石英砂洗出井口；（4）进行该层主压裂施工；（5）施工后，上提连续油管解封封隔器，再次定位进入下一层后下放坐封封隔器，开始进行第二层施工。

2 主要工具工具结构包括连续油管接头或丢手部分（发生特殊情况可进行丢手），扶正器、水力喷射工具、平衡阀/反循环接头（进行反循环）、封隔器、封隔器锚定装置、机械式节箍定位器。

3 现场应用情况及效果3.1 合川001-70-X3井基本情况（表1）3.2 注入方式喷砂射孔：Φ44.5 mm 连续油管带喷射工具加砂压裂：Φ44.5 m m 连续油管Φ139.7mm 套管环空注入3.3 施工管串Φ77.8m m引鞋+Φ135m m机械定位器下端+Φ100.0m m机械定位器上段端+Φ117.0mm封隔器+Φ85 mm平衡阀+Φ94mm喷枪（Φ5.5mm×3孔，孔眼相位120o）+Φ117.0mm扶正器+Φ73.15mm变扣接头+Φ73.15mm液压丢手+ NC16转2-3/8”PAC接头+Φ79.5mm连续油管接头3.4 喷砂射孔参数3.5 返排及测试效果2012年2月16～2月27日用油嘴控制连续自喷排液，累计排液968.4m3，余液42.75m3，后期最高氯根含量117654mg/L；期间井口压力20.5↘5.2↗10.1↘3.0MPa，放喷累计产气52000m3。

连续油管拖动底封水力喷射环空加砂分段压裂技术王金友;许国文;李琳;姚国庆;张宏岩;王澈【摘要】The technology of abrasive perforating and annulus fracturing with coiled tubing is a no-vel stimulation method that integrates perforation with fracturing and zonal isolation.The bottom packer is set to seal the annulus between casing and tubing to plug lowerreservoirs.Conventional structure Y211 packer or K344 packer and spray gun does not fully meet the technical require-ments .So the design of the inflatable packers and hydraulic j et was optimized and improved by the software of Ansys and Solidworks.Both the innovative design of packing element and its shoulder protection mechanism and the formula of elastomer with high tensile strength and elongation could reduce the setting pressure and improve the bearing performance.Optimized slip structure and sand stuck prevention mechanism could improve the packers'anchor and sealing reliability. The integral embedded hydraulic j et improves the wear resistance of the string to fracture the multiple stages with high efficiency.The pipe string rated up to 70 MPa at 120 degrees Celsius with maximum 14 stages in one trip.The cost was reduced more than 50% compared with that of foreign countries.%连续油管拖动底封水力喷射环空加砂压裂工艺是集射孔、压裂、封隔于一体的新型增产改造技术.针对常规结构Y211型封隔器或K344型封隔器及喷枪不完全满足工艺需求的问题,采用Solidworks、Ansys等软件对新型Y211型封隔器、喷枪等工具进行优化设计.创新设计特殊密封结构胶筒及其肩部保护机构,研制抗拉强度和延伸率高的胶料配方,降低了坐封力,提高了承压性能.优化卡瓦结构,设计防砂卡机构,提高了封隔器锚定及坐封可靠性.研制了内嵌整体式喷枪,提高耐磨性能,满足多段压裂需要.通过攻关研究,工艺管柱达到耐温120℃、承压70 MPa指标,单趟管柱可压裂14段,成本比国外降低50%以上.【期刊名称】《石油矿场机械》【年(卷),期】2016(045)005【总页数】4页(P69-72)【关键词】连续油管;封隔器;分段压裂;工艺【作者】王金友;许国文;李琳;姚国庆;张宏岩;王澈【作者单位】大庆油田有限责任公司采油工程研究院,黑龙江大庆 163453;大庆油田有限责任公司采油工程研究院,黑龙江大庆 163453;大庆油田有限责任公司采油工程研究院,黑龙江大庆 163453;大庆油田有限责任公司采油工程研究院,黑龙江大庆 163453;大庆油田有限责任公司采油工程研究院,黑龙江大庆 163453;大庆油田有限责任公司第六采油厂,黑龙江大庆 163453【正文语种】中文【中图分类】TE934.207连续油管拖动底封水力喷射环空加砂压裂技术是近年来研究的集射孔、压裂于一体的新型增产改造技术，可实现多簇射孔大规模压裂，管柱配套底部封隔器实现了层段间有效封隔，改造针对性强[1-2]。

连续油管喷砂射孔技术发展方向探索近年来连续油管喷砂射孔分段压裂技术是为了解决逐层压裂的技术难题，在研究连续油管水力喷射压裂技术机理的基础上，利用伯努利原理，连续多层段完成压裂和水利射孔，实现水力封隔，不需要另外进行机械封隔。

现阶段连续油管喷砂射孔技术方面已经设计研制了相应的水力喷射分层压裂的井下作业工具，并且也通过了喷嘴耐磨性测试和射穿套管实验证明。

文章则主要针对连续油管喷砂射孔技术的发展方向进行相应的探索研究。

标签：连续油管；喷砂射孔技术；压裂；井下工具引言连续油管技术的应用于90年代初开始，现阶段仍旧处于开发和研究的初级发展阶段。

作为一项正处于石油天然气勘测开发蓬勃发展中的技术，已经在全球范围内应用于钻井、修井、洗井、氮气举升和增产等许多领域。

近年来，随着连续油管技术的进一步发展，大管径连续油管车的引进，大大增加了连续油管喷砂射孔压裂技术的可行性。

连续油管喷砂射孔压裂技术是应用水利喷砂射孔、水力压裂以及水力隔离等多种工艺于一体的综合型技术，较之常规的水力压裂技术，连续油管喷砂射孔技术可以更加准确的造缝、简化井下作业程序、无需机械封隔、降低作业风险等，适用于薄层、多产层的直井逐层压裂改造。

低渗透油田作为我国石油产业稳定发展的重要资源，连续油管喷砂射孔技术对其具有非常重要的意义。

1 水力喷射原理水利喷砂射孔技术的发展方向是集水利喷砂射孔技术和水力喷射压裂技术于一体的水力喷射压裂技术，它的水动力学的基本原理是，在进行水利喷砂射孔之后，通过两套泵压系统分别向连续油管和同时环空泵入压裂流体完成的喷射压裂技术。

水利喷砂射孔技术是通过地面上的压裂车将有一定浓度的混合磨料经过液体加压，通过油管泵送到井下，经过加压后的混合磨料液体通过喷射工具的喷嘴，将其拥有的高压势能转换为动能，形成高速射流，磨料液体通过这种方式做功射穿套管和进井的地层，从而打出一定深度和直径的孔眼。

水利喷砂射孔比较常规的聚能炮弹射孔，它没有形成压实带污染，能够减轻近井简地带的应力集中，能够相应的提高近井简地带的渗透率，穿透近井简污染带，伴随着泄油面积的增大，有助于降低生产中的压降，增大渗流速度，相应的提高了未污染地层流向井简中的量度，从而提高整个油井的产量。

连续油管喷砂射孔套管分段压裂新技术的应用基于非常规油的勘测与开发工作逐步拓展，压裂增产技术的应用范围不断拓宽，所以，研究以及分析连续油管喷砂射孔套管分段压裂新技术的应用，是确保非常规油开发与应用的有效手段。

本文以压裂增产技术的应用原理以及应用流程为理论依据，重点对压裂增产新技术的现场应用进行重点分析，希望通过对油管封隔器的分级设定、作业周期以及操作工艺选择等方面的研究，可以为致密气藏、多级增产等方面提供微薄帮助。

标签：喷砂射孔；封隔器；应用0 引言连续油管喷砂射孔套管分段压裂新技术的应用，其实质是采用多级压裂的方式，对非常规油开采方面进行作业，该项技术的应用主要以封隔器进行分层开发，并利用不同的排管对连续油管进行精确定位，这是实现多层油管压裂的有效途径。

在对连续油管喷砂射孔套管分段压裂新技术进行针对性研究的过程中，需要从技术应用、分层设计等方面进行综合分析，在落实喷砂射孔的基础上，实现压裂增产技术的应用效果提升。

在利用新型技术对连续油管进行定位的过程中，需要注重喷砂射管的有效套用，这是实加砂压裂的有效途径。

之所以对连续油管喷砂射孔套管分段压裂新技术的现场应用展开讨论，是因为非常规油的勘测以及开发仍然需要进一步提高，这是本次对压裂增产技术现场应用方面进行针对性研究的核心目的。

1 技术应用原理及流程1.1 技术应用原理在利用连续油管喷砂射孔套管分段压裂新技术实非常规油勘测与开发阿德过程中，其工艺原理主要以喷砂射孔设定为主，并利用贝努利原理，对喷嘴进行节流设定，以此确保喷射冲蚀的有效控制。

连续油管喷砂射孔套管分段压裂新技术在具体应用的过程中，是利用压裂车泵进行高压输送，通过混砂车对实现射孔液的地层注入。

在对喷射孔道进行设计的过程中，其孔道直径控制以25mm为基本参数。

在落实射开套管后，需要对套管进行压裂，以此实现施工排量的有效提升[1]。

1.2 技术应用流程首先，连续油管喷砂射孔套管分段压裂新技术的工艺流程是从连续油管开始，其油管主要以机械式的套管定位为中心，充分利用套管喉箍对其管道位置进行定位。

小直径连续油管水力喷砂射孔环空压裂技术在切六9—15井的试验应用【摘要】连续油管技术是石油天然气勘探开发中一项蓬勃发展的技术，在世界范围内已经用于到了新技术方面，连续油管也已经广泛用于压裂施工。

青海油田自2009年5月引进1-1/2〞连续油管作业车以来只能应用于一些简单的运用，如：气举、冲砂、酸化等，为了更高效的应用此设备，由工程技术人员牵头与江汉机械研究所合作、大胆尝试了国内首次使用1-1/2〞连续管进行的压裂试验取得了成功，为青海油田高原油田开发作业的提速提效，提供了新的思路和发展方向。

本文重要阐述了连续油管水力射孔环空压裂技术在切六9-15井的试验应用情况。

【关键词】连续油管水力喷砂射孔环空压裂试验低渗透油气田是我国石油工业稳定发展的重要资源，水力压裂能经济有效开发低渗透油气藏的重要手段，而连续油管水力喷射压裂是集射孔、压裂、隔离一体化的新型增产改造技术，适用于低渗透油藏直井、水平井的增产改造，是低渗透油藏压裂增产的一种有效方法，此技术已经在国内得到广泛应用。

在切六9-15井进行工艺应用试验验中，施工人员连续作战，应用连续油管试压、通井、替泥浆工艺后，立即连接连续油管喷砂射孔工具，安装环空压裂专用井口，成功完成了环空压裂施工作业，使新井压裂投产施工工期由常规作业8天缩短至4天，实现了提速、提效。

1 工艺原理1.1 连续油管水力喷砂射孔连续油管水力喷砂射孔是用地面压裂车将混有一定浓度磨料（一般为石英砂、陶粒）液体加压，通过油管泵送至井下，液体经喷射工具的喷嘴，高压势能转换成动能产生高速射流，磨料射流以冲量做功射穿套管和近井地层，形成一定直径和深度的射孔孔眼。

水力喷砂射流的破岩能力随压力和排量的增加而增加，一定条件下，磨料的浓度和粒度存在最佳值，存在着最优射孔时间和最大射孔深度。

水力喷砂射孔优于常规聚能炮射孔，没有形成压实带污染，可以减轻近井筒地带应力集中，有利于提高近井筒地带渗透率，穿透近井筒污染带，泄油面积增大，有利于降低生产压降，增加向井筒的渗流速度，提高未污染地层流向井筒的液体，从而提高油井产量。

先进的连续油管喷射技术《JPT》2000年6月号报道，与其它清除井下沉积物的方法(如扩孔和磨铣及化学浸泡)相比，连续油管喷射技术清除井下沉积物的效率要高几倍，而且能清洗变经管柱，速度快、经济。

连续油管进行喷射作业时，喷嘴浸没在要被泵出的液体或产出液中，其目的是要确保最大的动能，以便在液流喷射和将要被清除的沉积物之间的接触点处产生最大的冲击压力。

连续油管在进行喷射作业时，其内的摩擦损失最小，可优化孔口结构，获得最大的排放系数，并可优化液流，使喷射速度达到最大。

常规喷嘴其内为锥形，4个孔要么向上倾斜，要么向下倾斜，另外还有一个孔直接向下。

孔径通常为0.25～0.5英寸，排放系数一般为0.6。

由于喷射头是固定的，因此这种喷嘴不可能完全覆盖井眼。

涡流喷嘴通过产生的高速涡流来清洗井底沉积物，四个切向偏移的喷嘴可产生大功率涡流。

由于喷射速度与孔口直径成函数关系，因此在液流导向器中加工了一系列的螺旋、锥形，以便通过该工具提供最佳的液流通道。

此外，液流导向器可以将流向孔口的液流加速，并在较小的工具孔经内顺利地将液流转向到所要求的角度。

这种涡流喷嘴的排放系数已达到0.95，它的机械效率比常规喷嘴的机械效率高35%，喷射速度和涡流旋转速度通常超过450英尺/秒和8000min-1。

试验证明，涡流喷嘴技术在清除钻后泥浆泥饼时非常有效，可有效地将井壁堵塞减少到忽略不计。

目前，人们已认识到通过旋转喷嘴可将应力循环应用于井下，用以清除井下坚硬的污垢。

当射流通过某一区域时，通过喷射该位置来产生应力，当射流流过后，应力也就随之释放。

一般来讲，由切向喷射产生的扭矩都较小，有效喷射能量都花在了旋转喷射头上，实际上不可能控制喷射头的速度。

给旋转头供能的另一种方法是消耗很少的有效压力且不会消耗喷射能的动能传输涡轮。

这种方法可使排放系数达到0.8，并可准确地控制工具内的速度，如果使用磁性制动装置还可对速度进行微调。

试验证明，井下喷射技术能非常有效地清除坚硬的污垢，采用井下两相分离可确保两相流的喷射效率。

连续油管旋转喷砂切割工艺研究作者：袁得芳陈微熙焦士杰师成灿来源：《城市建设理论研究》2012年第22期摘要：随着井下作业设备的不断发展，连续油管车在井下作业中的引进，为井下作业提速、高效生产提供了设备依据。

但受到配套工具和工艺技术的制约，发展相对较慢，利用率低下。

鉴于此引进旋转喷砂切割工艺和连续油管车配套，应用在油水井管柱被卡无法取出，需要将管柱卡点以上部分割断取出后，再实施打捞作业中，来提高连续油管车的使用率和加快油水井大修作业效率。

关键词：连续油管车；旋转喷砂切割；喷嘴中图分类号： U464 文献标识码： A 文章编号：一、旋转喷砂切割技术背景在常规的油水井大修作业中，遇到管柱被卡，较为普遍的做法是利用机械切割工具切割或者采用倒扣打捞的方式，这种施工作业方式耗时费力，成功率低下，占井周期长，成本高。

其次是连续油管车多是应用在诸如冲砂、排液、通井刮削等简单的施工作业中，未能充分发挥连续油管作业机的功能。

旋转喷砂切割工艺的提出就是基于上述原因，使喷砂射孔的喷射器旋转起来和连续油管作业机相配套使用，以此来提高管柱切割成功率，加快油水井大修作业效率。

二、旋转喷砂切割机理基于喷砂射孔机理，利用高速射流粒子的冲蚀作用射穿油管。

在井下水力喷砂切割初期，水射流夹带石英砂颗粒，旋转冲击油管表面，在沙粒入射能量大到足以使油管表面产生塑性变形的情况下，油管内表面冲蚀典型的形状是唇形压坑，石英砂一般具有负前角，冲击难以一次切削材料，只能推挤或犁削材料而使材料变形，产生凸起或唇缘，当沙粒一次或多次冲击使材料变形，且变形程度超过材料允许的延伸极限后，便会在材料表面产生裂纹，同时在冲蚀坑内，旋转飞溅的砂粒反复以冲击角切削形成犁沟，最终实现切割。

连续油管车下入旋转喷砂切割工具至井内预定位置，混砂车把80~100目石英砂按比例混合，压裂车泵入混砂液驱动喷射头高速旋转，高速射流石英砂的冲砂作用下实现管柱切割。

图2-1旋转喷砂切割井内示意图三、旋转喷砂切割工具工具组合：连接器+扶正器+可限速旋转接头+旋转切割喷射器。

[训练]连续油管喷砂射孔分段压裂新技术的应用译自:IADC/SPE 155594连续油管喷砂射孔分段压裂新技术的应用Xiude Lu, Dengsheng Ye, Juhui Zhu, Dan Song, Congbin Yin, Bin Guan, andGuigang Wang川庆钻探工程有限公司井下作业公司摘要随着我国逐步对致密气藏、页岩气藏等非常规油气藏实施勘探开发,压裂增产技术也逐步呈现大规模、多段分段压裂的趋势。

连续油管带封隔器套管分级压裂技术是目前国外较新研发的一种既能实现大规模改造,又能达到分层压裂、精细压裂的一种新型分级压裂技术。

这一技术通过连续油管结合带封隔器的喷射工具,利用封隔器的多次上提下放坐封解封达到不限次数多级压裂的目的;通过连续油管喷砂射孔、套管进行主压裂,可实现较大规模改造;通过连续油管的精确定位,可对储层纵向上的多个薄互层进行灵活分层,进而达到精细压裂的目的。

为此,详细阐述了连续油管带封隔器环空分级压裂的工艺技术特点以及这一技术在国内四川盆地HC井区首次现场应用情况,并对HC井区7口油井施工过程进行了计算和分析。

事实证明,连续油管带封隔器环空分级压裂、作业周期短、分层灵活精细、封隔可靠且施工后井筒清洁,可直接多层测试投产的新型压裂技术。

为我国致密气藏、页岩气藏的多级分段改造提供了新的且行之有效的解决手段。

关键词:连续油管封隔器分段压裂支撑剂随着四川盆地低渗透油藏石油和天然气的勘探和开发，应用新型压裂技术实现多层增产变得越来越重要。

常规的压裂如产层压裂、混合压裂，封隔器压裂均采用一次性压开多个油层的方法 [1]。

利用这种压裂方法可能会出现两个问题:(1)不能有针对性的压开目油层;(2)压裂处理后的参数优化问题。

常规的压裂方法花费较高且费时，增产效果不明显，因此，新型带底部的环形封隔器连续油管多级分段压裂技术得到了发展和应用。

通过连续油管喷砂射孔套管进行主压裂, 可实现精确定位, 对储层纵向上的多个薄互层进行灵活分层, 进而达到精细压裂的目的。

修井作业中使用连续管水力喷砂双层切割技术的研究连续管水力喷砂双层切割技术（Continuous Casing Hydrodynamic Jetting and Dual-Layer Cutting Technology）是一种常用于修井作业的高效切割方法。

本文将对该技术进行研究，探讨其在修井作业中的应用。

修井作业是指利用管柱将油井或气井的井筒重新完好，使其恢复到最佳工作状态的过程。

在修井作业中，通常会遇到需要割除的防喷器（casing shoe），防喷器高强度，切割困难。

随着石油开采技术的不断发展，传统的切割方法已无法满足需求，水力喷砂切割技术应运而生。

连续管水力喷砂双层切割技术采用了双层切割装置，通过高压水流喷射和砂粒冲刷相结合的方式，实现对防喷器的精确切割。

该技术的主要原理是：先通过高压水射流切割外层防喷器，然后在内层的支持下利用喷砂切割内层防喷器。

由于连续管水力喷砂双层切割技术能够同时切割两层防喷器，所以具有更高的效率和更好的水平。

在实际应用中，连续管水力喷砂双层切割技术具有一系列优点。

首先，该技术不需要预先钻孔，能够直接对防喷器进行切割，节省了很多时间和资源。

其次，喷砂切割能够提供更均匀的切割效果，并且能够调节砂粒的尺寸和流量，以满足不同修井需求。

此外，连续管水力喷砂双层切割技术具有切割速度快、操作简便且无毒污染等优点。

然而，连续管水力喷砂双层切割技术也存在一些挑战和改进的空间。

首先，喷砂切割过程中容易引起噪音和振动，可能会影响周围环境和设备。

其次，如果操作不当或者砂粒流量过大，可能会引起砂粒堵塞或者漏喷砂等问题。

此外，连续管水力喷砂双层切割技术需要一定的技术和经验，需要操作人员具备专业的技能和知识。

综上所述，连续管水力喷砂双层切割技术在修井作业中具有重要的应用价值。

通过对该技术的研究和改进，可以提高修井作业的效率和质量，降低成本和风险。