速鉆橋塞的研制及其壓裂工藝技術的應用

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的應用

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，目前已在國內油田廣泛使用，其中速鉆橋塞是實現這項技術的關鍵，本文針對這種工藝技術，研制出速鉆橋塞，并對其進行中間樣機試驗，試驗結果表明橋塞坐封效果良好，并在遼河油田根據雷平2井井況，進行速鉆橋塞與射孔聯作工藝進行分層壓裂作業，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塊的有效開發提供重要的手段。

速鉆橋塞;分段壓裂;射孔聯作

橋塞射孔聯作分段壓裂工藝是針對北美致密油藏開發應用的一種體積壓裂技術，目前已在國內油田推廣使用[1-3]，其射孔與橋塞聯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難題，通過大排量壓裂施工，達到提高儲層改造效果的目的，而該壓裂技術中核心關鍵部件是速鉆橋塞，為了滿足遼河油田致密油藏的開發，需要開發出能夠。

1 速鉆橋塞射孔聯作分段壓裂工藝技術

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

首先用連續油管下入射孔槍及橋塞至預定位置，點火坐封橋塞，并對第一層進行射孔，起出射孔槍，進行壓裂作業；壓裂后，下入電纜橋塞工具串至預定位置，點火坐封橋塞，然后對第二層進行射孔，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 橋塞的結構設計

速鉆橋塞是實現此工藝的關鍵工具，橋塞主要由上外套、擋環、護罩、鎖環、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：當電纜坐封橋塞時，坐封工具推動擋環，剪斷剪釘，擋環帶動鎖環、上下卡瓦、上下錐體擠壓膠筒組件，密封套管環空，上下卡瓦錨定橋塞，完成坐封。當泄壓后，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，實現坐封工具與橋塞的分離。

圖2

該橋塞具有如下技術指標：

（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）可機械切削破碎；（5）可實現快速鉆除。

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、護罩、中心管、上下錐體、上下外套、鎖環等部件需要采用高性能工程塑料制備，針對此橋塞，開發的耐高溫PPBESK復合材料綜合性能完全滿足橋塞的性能指標。

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，對橋塞進行打壓坐封試驗，套管試壓30MPa并穩壓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 現場應用

遼河油田雷平2井為泥質白云巖，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，從工藝技術角度來看適合橋塞射孔聯作分段壓裂工藝，因此采用4.5"套管，電纜下入橋塞進行橋塞分段壓裂，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 結語

（1）新設計一種橋塞，該橋塞包括丟手機構、錨定機構、密封機構等。

（2）橋塞采用新型復合材料PPBESK，滿足橋塞的速鉆的性能指標。

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

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

[1]葉登勝等.新型速鉆復合橋塞的開發與應用.天然氣工業，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年畢業于西南石油大學機械制造及自動化專業，現從事壓裂工藝管柱技術研究。