分簇射孔—复合桥塞联作分段压裂技术

分簇射孔一复合桥塞联作分段压裂技术-工程论文

分簇射孔一复合桥塞联作分段压裂技术

慕光华成随牛冯滨

随着国内页岩气、致密油气的开发，在水平井施工中，分簇射孔一复合桥塞联作的分段压裂开发模式得到广泛应用。与其他开发模式相比，它具有可实现大排量注入、分簇射孔、分段体积压裂和作业效率高等优点。

分簇射孔一复合桥塞的分段压裂的核心技术为水力泵送工艺技术、多级点火分簇射孔技术、快钻复合桥塞技术、滑溜水多段体积压裂技术。前三项技术由射孔施工队伍承担完成。

分簇射孔一复合桥塞分段压裂示意图

将水平井段分成若干段（一段的控制距离为100〜150m ），第一段采用油管、连续油管及电缆爬行器进行射孔后压裂，其他段采用分簇射孔-复合桥塞联作工艺技术施工。用电缆将联作仪器串下入井内，在大斜度及水平井段用水力泵送的方式推进，即水力泵送工艺技术。首先用复合桥塞封堵前一段，再对本段进行分簇射孔，起出联作仪器串，再对该段进行体积压裂施工。

联作仪器串示意图

多级点火分簇射孔技术是将串接的电缆射孔器和桥塞座封工具下放到预定

射孔位置后，从底部逐级进行分层点火。主要通过两种方式来实现：

分簇射孔一复合桥塞联作分段压裂技术

一是采用压力机械开关装置，由下部射孔枪起爆后，产生的爆炸压力推动机械开关闭合，接通上部射孔枪雷管的原理，实现电缆分级射孔。如果某级压力开关未闭合，则本级和后级射孔器无法点火起爆。

二是利用可编码的电子开关技术，通过地面仪器控制可编码电子开关，有

选择地将雷管与电缆缆芯导通，完成分级点火。特点是可以串接数量比较多

（10〜20级）的下井射孔器，跳过故障级对后一级进行点火，提高分簇射孔的下井一次成率。

多级点火分簇射孔还具有以下特点：电缆传输+液体推送+座封桥塞+分级起爆多根射孔枪，每级分2〜6簇射孔，每簇长度0.46〜0.77m，簇间距20〜30m。

快钻复合桥塞是从常规铸铁桥塞发展而来，通常采用连续油管或电缆水力泵入下入方式。技术特点是采用分级点火联作施工，先坐封复合桥塞，后进行分簇射孔。因为主体为复合材料，易钻、易排出（小于60min钻掉，常规铸铁

大于4h ），适用于套管井压裂。

快钻复合桥塞有投球封堵、笼式球封堵和丝堵封堵3种形式，耐压

70MPa，耐温分别为125 C、150 C和75 C。

体积压裂就是指在水力压裂过程中，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络，从而增加改造体积，提高初始产量和最终采收率。通过压裂的方式将可以进行渗流的有效储集体“打碎”，形成网络裂缝，使裂缝壁面与储层基质的接触面积最大，使得油气从任意方向的基质向裂缝的渗流距离最短，极大地提高储层整体渗透率，实现对储层在长、宽、高三维方向的“立体改造”。

体积压裂颠覆了经典压裂理论，体积改造形成的已经不再是对称裂缝，而是复杂的网状裂缝系统。裂缝的起裂与扩展再是不简单的裂缝的张性破坏，而且还存在着剪切、滑移、错段等复杂的力学行为

大型滑溜水体积压裂技术的特点为大排量、大液量、大砂量、小粒径、低

砂比。主要施工参数为：排量10m3/min 以上；每段压裂液量1000〜1500m3 ;每段支撑剂量100〜200m3。

泵送电缆分簇射孔+复合桥塞分段体积压裂施工的流程为：

①第一段采用油管或连续油管传输射孔，提出射孔枪；

②进行第一段压裂；

③冲洗井筒；

④水力泵送复合桥塞+分簇射孔联作仪器串入井；

⑤点火座封桥塞，射孔枪与桥塞分离；

⑥电缆拖动射孔枪在预定位置进行分簇射孔，起出电缆；

⑦压裂第二层，重复步骤④〜⑦，实现多层分段体积压裂。

2013年，中国石油集团测井有限公司在长庆油田安平XX井水平井中完成

了7段复合桥塞封堵和31簇分级射孔施工作业。目前，长庆、吐哈和华北等事业部在油田均开展此项施工作业，共施工230 口井。随着油田对页岩气和致

密油气开发力度的加大，分簇射孔一复合桥塞联作分段压裂技术将得到广泛的应用，成为中国石油集团测井有限公司的工艺技术亮点和效益增长点