免钻磨大通径桥塞技术在页岩气水平井分段改造中的应用_陈海力
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［5 － 6 ］
2． 可溶性压裂球室内评价情况 可溶性压裂球的溶解性能直接决定了压裂施工的成败 和后期井筒的通畅性 。 溶解实验采用 10． 0 L CLH3 井组的 返排液作为溶解介质， 在实验过程中可溶性压裂球前 8 h 质 8 量、 体积均未发生变化， 溶解速率为 0% ， 球外壁仍然光滑， ～ 20 h 期间， 可溶性压裂球开始变化， 外壁皲裂， 呈碎蛋壳状 均匀脱落。20 h 后压裂球表面继续像鸡蛋壳一样层层均匀 脱落。到 202 h， 质量从 455． 39 g 下降到 41． 91 g， 质量损失 413． 48 g， 质 量 损 失 率 90． 80% ； 体 积 由 82． 34 mm 减 少 到 33. 12 mm， 减少了 49． 22 mm， 如图 2 所示。 3． 大通径桥塞室内常温承压试验情况 为验证大通径桥塞承压能力， 进行了室内常温承压试 验。地面连接准备工具完成后， 升压直至桥塞丢手（ 最高不 超过 25 MPa） ， 最终丢手压力值为 13． 6 MPa。桥塞顺利完成 丢手后， 进行坐封情况检查， 测量桥塞卡瓦离下端面距离为 262 mm。试压 65 MPa， 稳压 15 min 情况下， 下降为 2． 5 MPa，
二、 免钻磨大通径桥塞现场应用及效果
1． WH3 － 1 井基本情况 WH3 － 1 井位于四川省内江市境内， 井深 4 884 m， 垂深 3 126 m， 水平段长 1 505 m， 最大井斜角 97． 15° ， 油层套管采 用外径 139． 7 mm 钢级 TP140V 的套管。 根据工艺类型的要求， 该井采用桥塞作， 压裂过程中套管变形风险较大， 压裂后钻磨桥塞难 度较大， 因此采用大通径桥塞 + 分簇射孔联作分段压裂工 艺
5． 大通径桥塞室内钻磨试验情况 如果要实现全通径井筒， 需要对桥塞进行钻磨。由于桥 塞锁紧装置在上部， 只要用连续油管带捞矛磨铣掉上部锁紧 装置， 捞矛即可抓住桥塞， 起出剩余部分。相对传统桥塞， 节 约了钻磨周期且井下不会留下残余部件 。 在试验钻井平台上安装与大通径桥塞配套的磨鞋， 磨鞋 长 1 200 mm， 最大外径 114． 3 mm。开钻后， 以钻压 0． 4 t、 转 25 速 108 r / min 进行钻磨， 过程中发现悬重显示变为负值， min 后停钻检查， 测量出桥塞上端与喇叭口顶端距离为 680 mm， 表明开钻后进尺为 40 mm。23 min 后再次开钻， 钻压为 0． 8 ～ 1 t， 27 min 后测得进尺 110 mm。 完 转速为 138 r / min， 成钻磨后， 测得进尺 160 mm， 钻磨总耗时 1. 67 h。 钻磨结束后， 取下磨鞋， 收集钻屑， 清洗井口。观察发现
施工主要流程： 第 1 段使用连续油管传输定面射孔， 环 空憋压的方式引爆， 起连续油管， 进行第 1 段压裂。 第 2 段 泵送射孔枪及第 1 个 109． 55 mm 大通径免钻桥塞至设计井
3 深， 排量控制在 0． 4 ～ 2． 2 m / min， 管串结构： 43 mm 打捞头
+ 73 mm 加重杆 + 柔性短节 + 83 mm 加重 + 73 加强筒 + 68CCL + 73 mm 点火头 + 89 mm 枪组合 + 97 mm 桥塞点 火头 + 97 mm 桥塞工具 + 109. 55 mm 座封筒 + 109. 55 mm 桥塞， 对桥塞点火坐封后， 起电缆至设计井深， 进行分簇 射孔， 起射孔枪完， 投直径 82． 55 mm 可溶性压裂球， 可溶性 压裂球入座曲线如图 6 所示， 入座坐封后进行第 2 段压裂。 第 3 ～ 19 段重复第 2 段的压裂流程。
图5 施工泵压范围 ［ 1］ 叶静， 胡永全， 叶生林， 等． 页岩气藏水力压裂技术进展［J］． 天 2012 ， 35 （ 4 ） ： 64 － 66． 然气勘探与开发， ． 石油钻探技术， ［ 2］ 薛承瑾． 页岩气压裂技术现状及发展建议［J］ 2011 ， 39 （ 3 ） ： 24 － 29． ［ 3］ 吴奇， 胥云， 王腾飞， 等． 增产改造理念的重大变革—体积改造 J］ ． 天然气工业， 2011 ， 31 （ 4 ） ： 7 － 12． 技术概论［ ［ 4］ 吴奇， 胥云， 刘玉章， 等． 美国页岩气体积改造技术现状及对我 J］ ． 石油钻采工艺， 2011 ， 33 （ 2 ） ： 1 － 7． 国的启示［ ［ 5］ 尹丛彬， 叶登胜， 段国彬， 等． 四川盆地页岩气水平井分段压裂 ． 天然气工业，2014 ， 34 （ 4 ） ： 技术系列国产化研究及应用［J］ 67 － 71． ［ 6］ 叶登胜，李斌， 周正， 等． 新型速钻复合桥塞的开发与应用［J］． 图6 可溶性压裂球入座曲线 2014 ， 34 （ 4 ） ： 62 － 66． 天然气工业， ［ 7］ 朱秀星， 薛世峰， 仝兴华， 等． 非常规水平井多簇射孔与分段压 ． 测井技术， 2013 ， 37 （ 5 ） ： 572 － 裂联作管串泵入控制模型［J］ 578． ［ 8］ 任勇， 叶登胜， 李剑秋， 等． 易钻桥塞射孔联座技术在水平井分 J］ ． 石油钻采工艺， 2013 ， 35 （ 2 ） ： 90 － 93． 段压裂中的实践［ ［ 9］ 刘祖林， 杨保军， 曾雨辰． 页岩气水平井泵送桥塞射孔联作常见 J］ ． 石油钻采工艺， 2014 ， 36 （ 3 ） ： 75 － 78． 问题及对策［ ［ 10］ 张志强，张林， 刘毅， 等． 分段多簇射孔桥塞联作技术研究与应 J］ ． 石油仪器， 2014 ， 28 （ 1 ） ： 13 － 16． 用［ ［ 11］ 王永辉， 卢拥军， 李永平， 等． 非常规储层压裂改造技术进展及 J］ ． 石油学报， 2012 ， 33 （ S． 1 ） ： 149 － 158． 应用［ ［ 12］ 曾雨辰， 杨保军， 王凌冰． 涪页 HF － 1 井泵送易钻桥塞分段大 J］ ． 石油钻采工艺， 2012 ， 34 （ 5 ） ： 75 － 79． 型压裂技术［ ［ 13］ 邹刚， 李一村， 潘南林， 等． 基于复合材料桥塞的水平井套管分 J］ ． 石油机械， 2013 ， 41 （ 3 ） ： 44 － 47． 段压裂技术［ ［ 14］ 刘虎， 孙传山， 李文锦， 等． 丁页 2HF 井分段压裂配套技术的研 J］ ． 钻采工艺， 2014 ， 37 （ 4 ） ： 70 － 72． 究与应用［ ［ 15］ 汪于博， 陈远林， 李明， 等． 可钻式复合桥塞多层段压裂技术的 J］ ． 钻采工艺， 2013 ， 36 （ 3 ） 45 － 48． 现场应用［ ［ 16］ 潘林华， “多段分簇 ” 张士诚， 程礼军， 等． 水平井 压裂簇间干扰 J］ ． 天然气工业， 2014 ， 34 （ 1 ） ： 74 － 79． 的数值模拟［ （ 编辑： 黄晓川）
作者简介： 陈海力（ 1982 － ） ， 硕士， 主要从事钻井试油工程技术管理与现场应用工作。地址： （ 646000 ） 四川省泸州市江阳区百子 工程师， 13608286956 ， E － mail： snchenhaili@ petrochina． com． cn 图蜀南气矿工程技术与监督部， 电话： （ 0813 ） 3920526 ，
第 39 卷
Vol. 39
第2 期
No. 2
钻
采
工
艺
DＲILLING ＆ PＲODUCTION TECHNOLOGY
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要， 确保入井后 24 h 内的完全密封。 （ 3 ） 免钻磨大通径桥塞具有大通径 、 可过流的特点， 压后 无需连续油管钻磨， 比传统复合桥塞更高效， 可降低作业成 本和降低 HSE 风险。 （ 4 ） 由于无需连续油管钻磨， 所以桥塞 坐 封 的 井 深 可 大于连续油管传输磨铣工具作业的井深， 可以有效提高压 裂段长度， 增加泄流面积， 并满足深井水平井压裂作业的 要求 。 参考文献
［1 － 3 ］
耐温 204° ， 压裂球尺寸 82． 55 mm。桥塞无需钻磨， 压裂后即 可排液测试， 由于具有大通径的特点， 能够满足生产测井的 要求。如图 1 所示。
图1
大通径桥塞实物图
。
采用可钻式复合桥塞压裂后， 必须采用连续油管把桥塞 全部磨铣掉， 才能进行生产测井。 但长宁、 威远地区在体积 压裂过程中， 多口井出现套管变形现象， 造成桥塞钻磨周期 长、 风险大、 成本高等问题。 随着威远地区页岩气勘探向深 层页岩气迈进， 连续油管传输的磨铣工具作业井深已经不能 满足深层页岩气勘探开发的需求， 因此需要引进一种新型免 钻磨大通径桥塞技术 。目前国外已经开发出该类技术， 并在 北美页岩气开发中投入生产 。 蜀南地区在国内率先引入该 技术并投入现场应用， 获得成功， 为下步深层页岩气的开发 提供了技术支撑
第 39 卷
Vol. 39
第2 期
No. 2
钻
采
工
艺
DＲILLING ＆ PＲODUCTION TECHNOLOGY
· 123·
生产线上
免钻磨大通径桥塞技术在页岩气水平井分段改造中的应用
陈海力，邓素芬，王 琳，周 峰，曾肃超
（ 中国石油西南油气田公司蜀南气矿） 2016 ， 39 （ 2 ） ： 123 － 125 陈海力等． 免钻磨大通径桥塞技术在页岩气水平井分段改造中的应用 ． 钻采工艺， 摘 要： 目前国内页岩气水平井分段压裂主要采用单流阀式复合桥塞， 在压裂后桥塞钻磨阶段面临着套管变 形、 钻磨周期长、 工程费用高等问题。通过引进免钻磨大通径桥塞技术， 从可溶性压裂球溶解试验 、 桥塞常温承压 试验、 桥塞 120℃ 高温承压试验、 桥塞室内钻磨试验几个内容进行室内评价， 证明桥塞能够满足现场施工要求 。 在 WYH3 － 1 井投入现场使用， 结果证明， 免钻磨大通径桥塞可满足不同排量泵送要求， 坐封可靠。 可溶性压裂球在 在生产流体环境下自然分解， 并能确保入井后 24 h 内的完全密封。使用该桥塞， 压后无需连续油 压裂作业时抗压， 管钻磨， 比传统复合桥塞更高效 。由于无需连续油管钻磨， 所以采用该桥塞可以有效提高压裂段长度， 增加泄流面 积， 并满足深井水平井压裂作业的要求 。 关键词： 免钻磨大通径桥塞； 页岩气； 水平井； 可溶性压裂球； 连续油管
图3 试压曲线
120℃ 、 66 MPa 密封承 压 实 验， 100 无 压 降。1 次 钻 磨 实 验， min 钻磨进尺 160 mm， 钻磨后桥塞能顺利取出 。
4． 大通径桥塞室内 120℃ 高温承压实验 为更好模拟井下状况， 验证桥塞的高温承压能力， 将套 管短节放入高温箱后， 连接试压接头， 将高温箱门关闭， 设置 加温温度 120℃ ， 然后加温及恒温 24 h。 在恒温 24 h 后， 缓 慢升压至 66 MPa， 稳压 30 min， 压力上升至 69 MPa， 实验压 力曲线如图 4 所示。
DOI： 10． 3969 / J． ISSN． 1006 － 768X． 2016． 02． 36
可钻式复合桥塞多层段压裂技术不受分段压裂层数限 制， 可以采用大排量施工， 最大程度地减小施工水马力的损 失和施工风险， 有效降低施工成本， 是目前国内外进行页岩 气藏开发使用的主体储层改造技术 。 复合桥塞结构上主要 分为三类： 全堵塞式复合桥塞、 单流阀式复合桥塞和投球式 复合桥塞， 其中投球式和单流阀式桥塞， 可以在磨掉桥塞之 前进行试气。全堵塞式在压裂完成后必须全部磨铣掉， 才能 进行生产。蜀南地区从国内第一口页岩气水平井威 201 － H1 井压裂开始， 均采用单流阀式复合桥塞， 通过大量的攻关 试验， 逐渐实现了工具的国产化
［7 － 16 ］
。
2． 加砂压裂情况
3 支撑剂 该井分 19 段压裂， 共注入压裂液 38 418． 46 m ，
1 518． 79 t， 暂 堵 剂 4 400 kg， 滑 溜 水 最 大 加 砂 浓 度 226
图4 试验压力曲线
3 kg / m3 ， 线性胶最大加砂浓度 320 kg / m 。 施工排量 8． 27 ～ 3 14． 9 m3 / min， 施工压力 62 ～ 80． 2 m / min， 如图 5 所示。
钻
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工
艺
2016 年 3 月
March 2016
· 124·
DＲILLING ＆ PＲODUCTION TECHNOLOGY
试验曲线如图 3 所示。 测量卡瓦距离与未试压前的卡瓦距
离比较， 有 9 mm 滑移。
图2
82 h、 120 h、 170 h、 202 h 溶解状态图
大部分钻屑细小均匀成粉末状， 少量片状钻屑、 胶筒碎屑成 颗粒状， 表明该桥塞具有可钻性 。 将套管短接倒置撞击地面， 剩余大通径桥塞轻松取出， 表明桥塞具有可捞性。测量剩余桥塞长度为 223 mm。 6． 桥塞室内评价实验结论 通过室内实验， 桥塞工具与液压坐封工具能顺利配合连 接， 在设计范围内能顺利坐封丢手 。 室内密封承压实验： 承 压 65 MPa， 稳压 15 min 情况下， 下降为 2． 5 MPa。1 次高温
。
一、 免钻磨大通径桥塞室内评价实验
1． 大通径桥塞技术参数 结 构 简 单 可 靠。 外 径 大 通 径 桥 塞 采 用 单 卡 瓦 设 计， 109. 55 mm， 内径 76． 2 mm， 长度 381 mm， 压差等级 70 MPa，
收稿日期： 2015 － 06 － 25 ； 修回日期： 2016 － 03 － 04
2． 可溶性压裂球室内评价情况 可溶性压裂球的溶解性能直接决定了压裂施工的成败 和后期井筒的通畅性 。 溶解实验采用 10． 0 L CLH3 井组的 返排液作为溶解介质， 在实验过程中可溶性压裂球前 8 h 质 8 量、 体积均未发生变化， 溶解速率为 0% ， 球外壁仍然光滑， ～ 20 h 期间， 可溶性压裂球开始变化， 外壁皲裂， 呈碎蛋壳状 均匀脱落。20 h 后压裂球表面继续像鸡蛋壳一样层层均匀 脱落。到 202 h， 质量从 455． 39 g 下降到 41． 91 g， 质量损失 413． 48 g， 质 量 损 失 率 90． 80% ； 体 积 由 82． 34 mm 减 少 到 33. 12 mm， 减少了 49． 22 mm， 如图 2 所示。 3． 大通径桥塞室内常温承压试验情况 为验证大通径桥塞承压能力， 进行了室内常温承压试 验。地面连接准备工具完成后， 升压直至桥塞丢手（ 最高不 超过 25 MPa） ， 最终丢手压力值为 13． 6 MPa。桥塞顺利完成 丢手后， 进行坐封情况检查， 测量桥塞卡瓦离下端面距离为 262 mm。试压 65 MPa， 稳压 15 min 情况下， 下降为 2． 5 MPa，
二、 免钻磨大通径桥塞现场应用及效果
1． WH3 － 1 井基本情况 WH3 － 1 井位于四川省内江市境内， 井深 4 884 m， 垂深 3 126 m， 水平段长 1 505 m， 最大井斜角 97． 15° ， 油层套管采 用外径 139． 7 mm 钢级 TP140V 的套管。 根据工艺类型的要求， 该井采用桥塞作， 压裂过程中套管变形风险较大， 压裂后钻磨桥塞难 度较大， 因此采用大通径桥塞 + 分簇射孔联作分段压裂工 艺
5． 大通径桥塞室内钻磨试验情况 如果要实现全通径井筒， 需要对桥塞进行钻磨。由于桥 塞锁紧装置在上部， 只要用连续油管带捞矛磨铣掉上部锁紧 装置， 捞矛即可抓住桥塞， 起出剩余部分。相对传统桥塞， 节 约了钻磨周期且井下不会留下残余部件 。 在试验钻井平台上安装与大通径桥塞配套的磨鞋， 磨鞋 长 1 200 mm， 最大外径 114． 3 mm。开钻后， 以钻压 0． 4 t、 转 25 速 108 r / min 进行钻磨， 过程中发现悬重显示变为负值， min 后停钻检查， 测量出桥塞上端与喇叭口顶端距离为 680 mm， 表明开钻后进尺为 40 mm。23 min 后再次开钻， 钻压为 0． 8 ～ 1 t， 27 min 后测得进尺 110 mm。 完 转速为 138 r / min， 成钻磨后， 测得进尺 160 mm， 钻磨总耗时 1. 67 h。 钻磨结束后， 取下磨鞋， 收集钻屑， 清洗井口。观察发现
施工主要流程： 第 1 段使用连续油管传输定面射孔， 环 空憋压的方式引爆， 起连续油管， 进行第 1 段压裂。 第 2 段 泵送射孔枪及第 1 个 109． 55 mm 大通径免钻桥塞至设计井
3 深， 排量控制在 0． 4 ～ 2． 2 m / min， 管串结构： 43 mm 打捞头
+ 73 mm 加重杆 + 柔性短节 + 83 mm 加重 + 73 加强筒 + 68CCL + 73 mm 点火头 + 89 mm 枪组合 + 97 mm 桥塞点 火头 + 97 mm 桥塞工具 + 109. 55 mm 座封筒 + 109. 55 mm 桥塞， 对桥塞点火坐封后， 起电缆至设计井深， 进行分簇 射孔， 起射孔枪完， 投直径 82． 55 mm 可溶性压裂球， 可溶性 压裂球入座曲线如图 6 所示， 入座坐封后进行第 2 段压裂。 第 3 ～ 19 段重复第 2 段的压裂流程。
图5 施工泵压范围 ［ 1］ 叶静， 胡永全， 叶生林， 等． 页岩气藏水力压裂技术进展［J］． 天 2012 ， 35 （ 4 ） ： 64 － 66． 然气勘探与开发， ． 石油钻探技术， ［ 2］ 薛承瑾． 页岩气压裂技术现状及发展建议［J］ 2011 ， 39 （ 3 ） ： 24 － 29． ［ 3］ 吴奇， 胥云， 王腾飞， 等． 增产改造理念的重大变革—体积改造 J］ ． 天然气工业， 2011 ， 31 （ 4 ） ： 7 － 12． 技术概论［ ［ 4］ 吴奇， 胥云， 刘玉章， 等． 美国页岩气体积改造技术现状及对我 J］ ． 石油钻采工艺， 2011 ， 33 （ 2 ） ： 1 － 7． 国的启示［ ［ 5］ 尹丛彬， 叶登胜， 段国彬， 等． 四川盆地页岩气水平井分段压裂 ． 天然气工业，2014 ， 34 （ 4 ） ： 技术系列国产化研究及应用［J］ 67 － 71． ［ 6］ 叶登胜，李斌， 周正， 等． 新型速钻复合桥塞的开发与应用［J］． 图6 可溶性压裂球入座曲线 2014 ， 34 （ 4 ） ： 62 － 66． 天然气工业， ［ 7］ 朱秀星， 薛世峰， 仝兴华， 等． 非常规水平井多簇射孔与分段压 ． 测井技术， 2013 ， 37 （ 5 ） ： 572 － 裂联作管串泵入控制模型［J］ 578． ［ 8］ 任勇， 叶登胜， 李剑秋， 等． 易钻桥塞射孔联座技术在水平井分 J］ ． 石油钻采工艺， 2013 ， 35 （ 2 ） ： 90 － 93． 段压裂中的实践［ ［ 9］ 刘祖林， 杨保军， 曾雨辰． 页岩气水平井泵送桥塞射孔联作常见 J］ ． 石油钻采工艺， 2014 ， 36 （ 3 ） ： 75 － 78． 问题及对策［ ［ 10］ 张志强，张林， 刘毅， 等． 分段多簇射孔桥塞联作技术研究与应 J］ ． 石油仪器， 2014 ， 28 （ 1 ） ： 13 － 16． 用［ ［ 11］ 王永辉， 卢拥军， 李永平， 等． 非常规储层压裂改造技术进展及 J］ ． 石油学报， 2012 ， 33 （ S． 1 ） ： 149 － 158． 应用［ ［ 12］ 曾雨辰， 杨保军， 王凌冰． 涪页 HF － 1 井泵送易钻桥塞分段大 J］ ． 石油钻采工艺， 2012 ， 34 （ 5 ） ： 75 － 79． 型压裂技术［ ［ 13］ 邹刚， 李一村， 潘南林， 等． 基于复合材料桥塞的水平井套管分 J］ ． 石油机械， 2013 ， 41 （ 3 ） ： 44 － 47． 段压裂技术［ ［ 14］ 刘虎， 孙传山， 李文锦， 等． 丁页 2HF 井分段压裂配套技术的研 J］ ． 钻采工艺， 2014 ， 37 （ 4 ） ： 70 － 72． 究与应用［ ［ 15］ 汪于博， 陈远林， 李明， 等． 可钻式复合桥塞多层段压裂技术的 J］ ． 钻采工艺， 2013 ， 36 （ 3 ） 45 － 48． 现场应用［ ［ 16］ 潘林华， “多段分簇 ” 张士诚， 程礼军， 等． 水平井 压裂簇间干扰 J］ ． 天然气工业， 2014 ， 34 （ 1 ） ： 74 － 79． 的数值模拟［ （ 编辑： 黄晓川）
作者简介： 陈海力（ 1982 － ） ， 硕士， 主要从事钻井试油工程技术管理与现场应用工作。地址： （ 646000 ） 四川省泸州市江阳区百子 工程师， 13608286956 ， E － mail： snchenhaili@ petrochina． com． cn 图蜀南气矿工程技术与监督部， 电话： （ 0813 ） 3920526 ，
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No. 2
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要， 确保入井后 24 h 内的完全密封。 （ 3 ） 免钻磨大通径桥塞具有大通径 、 可过流的特点， 压后 无需连续油管钻磨， 比传统复合桥塞更高效， 可降低作业成 本和降低 HSE 风险。 （ 4 ） 由于无需连续油管钻磨， 所以桥塞 坐 封 的 井 深 可 大于连续油管传输磨铣工具作业的井深， 可以有效提高压 裂段长度， 增加泄流面积， 并满足深井水平井压裂作业的 要求 。 参考文献
［1 － 3 ］
耐温 204° ， 压裂球尺寸 82． 55 mm。桥塞无需钻磨， 压裂后即 可排液测试， 由于具有大通径的特点， 能够满足生产测井的 要求。如图 1 所示。
图1
大通径桥塞实物图
。
采用可钻式复合桥塞压裂后， 必须采用连续油管把桥塞 全部磨铣掉， 才能进行生产测井。 但长宁、 威远地区在体积 压裂过程中， 多口井出现套管变形现象， 造成桥塞钻磨周期 长、 风险大、 成本高等问题。 随着威远地区页岩气勘探向深 层页岩气迈进， 连续油管传输的磨铣工具作业井深已经不能 满足深层页岩气勘探开发的需求， 因此需要引进一种新型免 钻磨大通径桥塞技术 。目前国外已经开发出该类技术， 并在 北美页岩气开发中投入生产 。 蜀南地区在国内率先引入该 技术并投入现场应用， 获得成功， 为下步深层页岩气的开发 提供了技术支撑
第 39 卷
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免钻磨大通径桥塞技术在页岩气水平井分段改造中的应用
陈海力，邓素芬，王 琳，周 峰，曾肃超
（ 中国石油西南油气田公司蜀南气矿） 2016 ， 39 （ 2 ） ： 123 － 125 陈海力等． 免钻磨大通径桥塞技术在页岩气水平井分段改造中的应用 ． 钻采工艺， 摘 要： 目前国内页岩气水平井分段压裂主要采用单流阀式复合桥塞， 在压裂后桥塞钻磨阶段面临着套管变 形、 钻磨周期长、 工程费用高等问题。通过引进免钻磨大通径桥塞技术， 从可溶性压裂球溶解试验 、 桥塞常温承压 试验、 桥塞 120℃ 高温承压试验、 桥塞室内钻磨试验几个内容进行室内评价， 证明桥塞能够满足现场施工要求 。 在 WYH3 － 1 井投入现场使用， 结果证明， 免钻磨大通径桥塞可满足不同排量泵送要求， 坐封可靠。 可溶性压裂球在 在生产流体环境下自然分解， 并能确保入井后 24 h 内的完全密封。使用该桥塞， 压后无需连续油 压裂作业时抗压， 管钻磨， 比传统复合桥塞更高效 。由于无需连续油管钻磨， 所以采用该桥塞可以有效提高压裂段长度， 增加泄流面 积， 并满足深井水平井压裂作业的要求 。 关键词： 免钻磨大通径桥塞； 页岩气； 水平井； 可溶性压裂球； 连续油管
图3 试压曲线
120℃ 、 66 MPa 密封承 压 实 验， 100 无 压 降。1 次 钻 磨 实 验， min 钻磨进尺 160 mm， 钻磨后桥塞能顺利取出 。
4． 大通径桥塞室内 120℃ 高温承压实验 为更好模拟井下状况， 验证桥塞的高温承压能力， 将套 管短节放入高温箱后， 连接试压接头， 将高温箱门关闭， 设置 加温温度 120℃ ， 然后加温及恒温 24 h。 在恒温 24 h 后， 缓 慢升压至 66 MPa， 稳压 30 min， 压力上升至 69 MPa， 实验压 力曲线如图 4 所示。
DOI： 10． 3969 / J． ISSN． 1006 － 768X． 2016． 02． 36
可钻式复合桥塞多层段压裂技术不受分段压裂层数限 制， 可以采用大排量施工， 最大程度地减小施工水马力的损 失和施工风险， 有效降低施工成本， 是目前国内外进行页岩 气藏开发使用的主体储层改造技术 。 复合桥塞结构上主要 分为三类： 全堵塞式复合桥塞、 单流阀式复合桥塞和投球式 复合桥塞， 其中投球式和单流阀式桥塞， 可以在磨掉桥塞之 前进行试气。全堵塞式在压裂完成后必须全部磨铣掉， 才能 进行生产。蜀南地区从国内第一口页岩气水平井威 201 － H1 井压裂开始， 均采用单流阀式复合桥塞， 通过大量的攻关 试验， 逐渐实现了工具的国产化
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2． 加砂压裂情况
3 支撑剂 该井分 19 段压裂， 共注入压裂液 38 418． 46 m ，
1 518． 79 t， 暂 堵 剂 4 400 kg， 滑 溜 水 最 大 加 砂 浓 度 226
图4 试验压力曲线
3 kg / m3 ， 线性胶最大加砂浓度 320 kg / m 。 施工排量 8． 27 ～ 3 14． 9 m3 / min， 施工压力 62 ～ 80． 2 m / min， 如图 5 所示。
钻
采
工
艺
2016 年 3 月
March 2016
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DＲILLING ＆ PＲODUCTION TECHNOLOGY
试验曲线如图 3 所示。 测量卡瓦距离与未试压前的卡瓦距
离比较， 有 9 mm 滑移。
图2
82 h、 120 h、 170 h、 202 h 溶解状态图
大部分钻屑细小均匀成粉末状， 少量片状钻屑、 胶筒碎屑成 颗粒状， 表明该桥塞具有可钻性 。 将套管短接倒置撞击地面， 剩余大通径桥塞轻松取出， 表明桥塞具有可捞性。测量剩余桥塞长度为 223 mm。 6． 桥塞室内评价实验结论 通过室内实验， 桥塞工具与液压坐封工具能顺利配合连 接， 在设计范围内能顺利坐封丢手 。 室内密封承压实验： 承 压 65 MPa， 稳压 15 min 情况下， 下降为 2． 5 MPa。1 次高温
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一、 免钻磨大通径桥塞室内评价实验
1． 大通径桥塞技术参数 结 构 简 单 可 靠。 外 径 大 通 径 桥 塞 采 用 单 卡 瓦 设 计， 109. 55 mm， 内径 76． 2 mm， 长度 381 mm， 压差等级 70 MPa，
收稿日期： 2015 － 06 － 25 ； 修回日期： 2016 － 03 － 04