電纜橋塞射孔、壓裂聯作技術在樁23區塊的應用

郇光輝

摘 要：電纜橋塞射孔、壓裂聯作技術是根據地層特點，優化射孔參數，采用井口防噴系統注脂建立壓力平衡使用電纜輸送的方式將射孔儀器串下至目的層，先坐封橋塞，然后上提電纜進行分簇射孔；采用水力分段壓裂技術，提高工藝成功率和壓后效果，具有施工安全可靠，射孔深度精確、分級壓裂改造效果好、施工成本低等技術特點。采用該施工技術已在樁23斷塊應用推廣應用了13口井，總計51個層采用該施工工藝，取得了良好的開發效果。

關鍵詞：電纜橋塞射孔 壓裂聯作技術 樁23區塊 效果

中圖分類號：TE2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（a）-0038-01

樁23斷塊構造上位于濟陽坳陷沾化凹陷東北部五號樁洼陷的北部，其主要含油層系為沙三下Ⅱ油層組，沙三下Ⅱ油組分為五個砂層組，含油小層主要集中在一、二砂層組，分布穩定，厚度大，其余砂層組厚度相對較薄。

樁23區塊儲層縱向跨度大，不能實現各小層均衡動用，在達到采油工程方案要求的半縫長和導流能力的基礎上，進行分段數優化和施工參數優化，實現效益的最大化。

1 技術原理及性能指標

電纜橋塞射孔、壓裂聯作技術包括分級多簇點火控制技術、可鉆式復合材料橋塞技術、水力泵送優化設計技術、深度校正技術、電纜密閉帶壓作業技術、井下安全控制技術、非常規儲層優化射孔技術、分段壓裂技術。

1.1 技術原理

該工藝首先采用爬行器或油管輸送完成地層最下端第一段射孔任務，再采用電纜輸送方式利用水力泵送技術將井下安全工具、射孔器和橋塞工具等輸送至目的層，深度校正后首先點火坐封橋塞，然后上提管柱到射孔位置，利用分級點火控制裝置逐級引爆各簇射孔槍，從而實現分簇射孔與橋塞聯作施工，然后進行分段壓裂，最大限度的改造地層，提高采收率。

1.2 主要技術指標

（1）可實現10簇以內分級點火起爆；

（2）電纜防噴裝置耐壓1.5×104psi，防硫EE級，通徑162 mm；

（3）耐溫220 ℃/4 h，耐壓105 MPa。

2 工藝技術設計

2.1 電纜密閉帶壓作業技術

根據非常規井內壓力和電纜的類型選擇阻流管的長度和內徑、優選注脂方式和注脂壓力，優化管柱結構及重量；根據分簇射孔的儀器串長度選擇防噴管柱的長度；根據入井工具的外徑選擇防噴管柱的通徑；并根據其配套相應的三翼防噴器和剪切防噴器的閘板等核心部件。

2.2 分級多簇點火控制技術

針對非常規油氣層施工中，常需要采用多簇射孔器射孔。目前主要采取液控式和編碼式兩種分級點火控制技術，實現多簇射孔器準確的點火控制。

液控式分級點火控制技術通過分級點火控制裝置使電纜與第一級點火裝置相連通，利用井內壓力或者橋塞火藥產生的壓力改變分級點火控制裝置中電子線路的開關狀態，使纜芯與次級射孔槍的起爆元件物理溝通。

2.3 水力泵送優化設計技術

為了確保電纜泵送的安全性和泵送效率，采取了逐漸增大外徑的方法。泵入的液體流過槍串時與槍串之間產生的推動力，并能保證不將電纜弱點泵脫。在推送過程中，優化泵入排量和泵壓，確保施工安全。

2.4 深度校正技術

利用磁定位儀器測量套管接箍信號，射孔儀器串進入水力推送后，保持地面儀器的下測狀態，并記錄接箍曲線。當射孔槍串下入到預定深度后停車，對比測量曲線和固放磁曲線。上提電纜至橋塞位置，點火坐封橋塞，依次完成各簇射孔。

2.5 井下安全技術

2.5.1 爆炸飛片雷管EFI

EFI雷管不含敏感的起爆藥，推動并加速特定力學特性材料起爆鈍感炸藥的原理研制而成。EFI雷管特別適用于非常規施工現場復雜的井場環境和井下環境，避免了地面爆炸和誤射孔。

2.5.2 井下安全工具

為減輕橋塞座封和射孔器發射時劇烈震動對下井儀器及線路產生影響，設計了配套減震裝置；為保障射孔器在井下的安全性，設計加工了耐高壓射孔槍；為保證火工品和施工的安全性，設計制作了電壓保護下井儀；為保障井下出現遇卡時電纜及儀器的可靠分離，提高處理工程事故的效率，研究成功了可編址釋放下井儀。

2.6 非常規儲層優化射孔技術

根據樁23區塊非常規油氣井射孔完井要求，施工壓力高，為降低施工風險，優選射孔器，能夠穿透污染帶的射孔彈；優選60 °相位角，改善射孔孔道和流動性能，提高壓裂的效果。

2.7 分段壓裂技術

2.7.1 樁23區塊油層特點

樁23區塊地層具有孔隙度、滲透率比較低，儲層較均質。其地層含油性質屬低密度、低粘度、高凝固點、低含硫輕質稀油油藏。為巖性控制的深層低孔特低滲稀油油藏。

2.7.2 壓裂優化設計原則

（1）根據產能建設方案，需要優化各段施工參數、加砂規模等，實現對儲層的有效改造。

（2）對加砂規模、排量及施工壓力確定最佳的施工參數，并優化泵注程序、進行縫高控制，保證裂縫不串通的前提下實現泄油面積最大化。

（3）在樁23塊采用電纜橋塞分層壓裂工藝已施工井認識評價的基礎上，指導本次壓裂參數優化設計，提高工藝成功率和壓后效果。

（4）針對儲層溫度高（155 ℃）和儲層水敏礦物含量高、中等水敏的特點，降低壓裂液對儲層的傷害。

3 現場應用

截止目前，勝利測井公司采用自主設計的電纜橋塞射孔、分層壓裂聯作技術，共完成了12口非常規井，共51余層的施工任務，射孔一次成功率達到了100%。電纜橋塞分層壓裂工藝較好的解決了樁23區塊精細分層的需求，平均日產油8 m3以上，而且穩產周較長。目前，樁23區塊后續非常規儲層均采用電纜橋塞射孔、分段壓裂技術完井。

4 結論及建議

（1）電纜橋塞射孔、壓裂聯作技術提高了儲層改造效果；薄層開采中采用該技術大大節省時間和成本；安全性高。

（2）管內機械封隔分段壓裂技術：施工安全可靠；電纜橋塞射孔、壓裂聯作技術與連續油管噴砂分段射孔壓裂技術相比，壓裂排量大，壓裂儲層改造效果好。

（3）電纜防噴控制技術。電纜防噴系統耐壓105 MPa、防噴器通徑162 mm、120 mm，能夠適應大直徑、高壓井筒作業。

（4）電纜橋塞射孔、壓裂聯作技術減少了射孔器下井次數，有效降低勞動強度，消除長跨距油管輸送射孔帶來的安全風險。

（5）無起爆藥安全點火技術。有效地消除了通訊電磁干擾，保障了非常規現場施工安全。

（6）多項射孔安全技術的應用，有效地保證了射孔施工安全和人身安全，社會效益顯著。

（7）施工費用偏高，需要對單井分層數進行優化，提高投入產出比，進行后續跟蹤分析評價，實現區塊高效、經濟開發。

參考文獻

[1] 劉德華，肖佳林，關富佳.頁巖氣開發技術現狀及研究方向[J].石油天然氣學報，2011，33（1）：119-123.

[2] 孫贊東，賈承造，李相方，等.非常規油氣勘探與開發[M].石油工業出版社，2010.

[3] 趙榮華，李斌，萬愛娥.復合橋塞在水平井分段壓裂中的應用[J].江漢石油職工大學學報，2012，25（5）：53-55.