速鉆橋塞的研制及其壓裂工藝技術(shù)的應(yīng)用

陳遼望（遼河油田公司 鉆采工藝研究院，遼寧 盤錦 124010）

速鉆橋塞的研制及其壓裂工藝技術(shù)的應(yīng)用

陳遼望（遼河油田公司 鉆采工藝研究院，遼寧 盤錦 124010）

橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂工藝是改造致密油藏的重要手段，目前已在國內(nèi)油田廣泛使用，其中速鉆橋塞是實現(xiàn)這項技術(shù)的關(guān)鍵，本文針對這種工藝技術(shù)，研制出速鉆橋塞，并對其進(jìn)行中間樣機(jī)試驗，試驗結(jié)果表明橋塞坐封效果良好，并在遼河油田根據(jù)雷平2井井況，進(jìn)行速鉆橋塞與射孔聯(lián)作工藝進(jìn)行分層壓裂作業(yè)，施工過程順利，壓后自噴返排，返排量高，可為日后遼河油田致密油藏區(qū)塊的有效開發(fā)提供重要的手段。

速鉆橋塞;分段壓裂;射孔聯(lián)作

橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂工藝是針對北美致密油藏開發(fā)應(yīng)用的一種體積壓裂技術(shù)，目前已在國內(nèi)油田推廣使用[1-3]，其射孔與橋塞聯(lián)作工藝能夠在水平井壓裂施工中解決橋塞的下入、座封以及解封回收等方面存在的技術(shù)難題，通過大排量壓裂施工，達(dá)到提高儲層改造效果的目的，而該壓裂技術(shù)中核心關(guān)鍵部件是速鉆橋塞，為了滿足遼河油田致密油藏的開發(fā)，需要開發(fā)出能夠。

1 速鉆橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂工藝技術(shù)

1.1 施工工藝

電纜橋塞工具串由電纜+校深工具+射孔槍+坐封工具+橋塞五部分組成，如圖1所示。

圖1

首先用連續(xù)油管下入射孔槍及橋塞至預(yù)定位置，點火坐封橋塞，并對第一層進(jìn)行射孔，起出射孔槍，進(jìn)行壓裂作業(yè)；壓裂后，下入電纜橋塞工具串至預(yù)定位置，點火坐封橋塞，然后對第二層進(jìn)行射孔，起出射孔槍后壓裂，以此類推，完成多層段的壓裂施工，當(dāng)全部層段施工完后，下入鉆磨工具鉆掉所有橋塞，放噴排液。

1.2 橋塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計

速鉆橋塞是實現(xiàn)此工藝的關(guān)鍵工具，橋塞主要由上外套、擋環(huán)、護(hù)罩、鎖環(huán)、上下卡瓦、上下錐體、膠筒組件、下外套、中心管組成，如圖2所示。

該橋塞的工作原理：當(dāng)電纜坐封橋塞時，坐封工具推動擋環(huán)，剪斷剪釘，擋環(huán)帶動鎖環(huán)、上下卡瓦、上下錐體擠壓膠筒組件，密封套管環(huán)空，上下卡瓦錨定橋塞，完成坐封。當(dāng)泄壓后，拖拽坐封工具，橋塞的中心管會在拉力的作用下在薄弱處斷開，實現(xiàn)坐封工具與橋塞的分離。

圖2

該橋塞具有如下技術(shù)指標(biāo)：

（1）橋塞耐溫150℃；（2）組裝后的橋塞可耐受50MPa壓力；（3）中心管薄弱處能被15噸拉斷；（4）可機(jī)械切削破碎；（5）可實現(xiàn)快速鉆除。

2 橋塞零件加工

研制速鉆橋塞，要保證其鉆除時間短的要求，因此擋環(huán)、護(hù)罩、中心管、上下錐體、上下外套、鎖環(huán)等部件需要采用高性能工程塑料制備，針對此橋塞，開發(fā)的耐高溫PPBESK復(fù)合材料綜合性能完全滿足橋塞的性能指標(biāo)。

PPBESK材料棒材和部分加工好的橋塞部件，成型率較好，材料的加工性能良好，加工后的零件能進(jìn)行比較精確的裝配。

3 橋塞坐封試驗

將橋塞與坐封工具放入試驗套管內(nèi)，對橋塞進(jìn)行打壓坐封試驗，套管試壓30MPa并穩(wěn)壓1h，驗封合格。將試驗套管割開觀察，橋塞膠筒組件漲起充分，并緊湊與套管貼合在一起，密封效果良好。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

遼河油田雷平2井為泥質(zhì)白云巖，其完井情況是6.5”井眼掛4.5”套管，已完成了下套管固定作業(yè)，從工藝技術(shù)角度來看適合橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂工藝，因此采用4.5"套管，電纜下入橋塞進(jìn)行橋塞分段壓裂，分7段壓裂，施工井深為3524—2839m，施工排量5m3/min，砂比20%，加入支撐劑495 m3，注入壓裂液7345m3，施工順利完成，液體破膠好，自噴返排，返排量高。

5 結(jié)語

（1）新設(shè)計一種橋塞，該橋塞包括丟手機(jī)構(gòu)、錨定機(jī)構(gòu)、密封機(jī)構(gòu)等。

（2）橋塞采用新型復(fù)合材料PPBESK，滿足橋塞的速鉆的性能指標(biāo)。

（3）橋塞樣機(jī)試驗后膠筒組件密封性能良好，上下漲環(huán)脹開撕裂，卡瓦本體開裂，咬住套管，坐封穩(wěn)定。

（4）橋塞和在雷平2井中的現(xiàn)場試驗表明：其橋塞射孔聯(lián)作工藝技術(shù)施工順利，壓后自噴返排，施工效果良好。

[1]葉登勝等.新型速鉆復(fù)合橋塞的開發(fā)與應(yīng)用.天然氣工業(yè)，2014,37（4）：62-66.

[2]韓鋒.遼河油田雷家致密油儲層改造研究.鉆采工藝，2014,37（2）:64-66.

陳遼望（1984-），男，遼寧盤錦人，碩士，2010年畢業(yè)于西南石油大學(xué)機(jī)械制造及自動化專業(yè)，現(xiàn)從事壓裂工藝管柱技術(shù)研究。