页岩气压裂用可溶性桥塞研制及性能评价

可溶性桥塞是页岩气水平井分段压裂领域的一项前沿技术,根据页岩气水平井泵送桥塞射孔联作分段压裂工艺技术原理,设计了可溶性桥塞结构,并对其关键部件性能进行了测试,获取了卡瓦锚定力、胶筒密封级别及丢手环螺纹剪切值等关键参数。为了验证自主研发的可溶性桥塞整体性能,开展了桥塞坐封丢手性能、高温承压密封性能及溶解性能测试,测试结果表明,桥塞丢手方式设计合理,高温承压密封性能稳定,溶解性能良好,能够满足现场压裂施工及后期测试对井筒条件的要求。     

页岩气水平井泵送桥塞射孔联作常见问题及对策

泵送桥塞+射孔联作分段压裂近年来在国内外页岩气藏及致密气藏开发中广泛应用。在页岩气水平井泵送桥塞射孔联作分段压裂实践中遇到了泵送桥塞因压力高而不能泵送、桥塞坐封不丢手、桥塞坐封时电缆不点火、电缆点火后桥塞不坐封、射孔枪不响或2簇射孔只射1簇、连续油管射孔意外丢手等各种问题。针对所出现的问题进行原因分析,制定了防范措施和解决方案,现场实施后各页岩气井水平井段的压裂改造施工得以完成,所取得的经验和教训可供今后同类井施工借鉴和参考。     

耐超高温全金属桥塞研制与室内试验测试

针对目前可溶桥塞承压强度低、降解速率慢、无法适用于超高温环境的问题,创新性提出适用于超高温环境的全金属桥塞设计方案,同时开展可溶镁基合金的室温、高温下力学性能试验及高温溶解性能试验,并结合有限元分析结果完成桥塞关键部件材料优选,最终试制耐超高温全金属桥塞实物样机并开展室内试验测试,从室温承压性能、高温承压性能和溶解性能3个方面验证实际应用效果。研究结果表明：随着温度升高,相对于高伸长率可溶镁基合金,高强度可溶镁基合金抗拉强度和屈服强度下降幅度较小,伸长率变化幅度较大;在超高温环境中,可溶解镁基合金溶解速率呈现慢-快-慢现象,在溶解后48～72 h内溶解速率最快;研制的耐超高温全金属桥塞在205℃、质量分数2%的KCl水溶液中最高可承受压差70 MPa,并保持10 h有效密封;在模拟工况下的密闭容器中8 d可完全溶解,满足设计要求并具备入井条件。该研究可为开发适用于超高温环境的全金属桥塞提供技术支撑。     

页岩气水平井泵送桥塞射孔联作常见问题及对策

对页岩气水平井泵送桥塞射孔联作施工过程中出现的各种问题进行分析,然后针对性的提出防范解决措施,从而为今后的工作提供宝贵的经验。     

114.3mm套管水平井试气用桥塞室内试验研究

"水力泵入式桥塞+多簇射孔压裂技术"是北美地区页岩气、致密油实现经济有效开发的主体技术,具有大排量注入、多簇射孔、分段压裂、作业效率高等优点。近几年,国内各油田均开展了相关研究与试验。为了优化和提高长庆气田的水平井试气工艺,需要研发适合该工艺的可钻铣桥塞。介绍了适用于长庆气田114.3mm套管水平井试气用桥塞的工作原理、结构设计、材料选择,并通过室内试验,对桥塞的性能进行了评价,为该桥塞投入现场试验提供技术依据。     

可溶桥塞试验研究及现场应用

为了解决水平井分段压裂后连续管钻磨和碎屑打捞等问题,研制了一种以镁合金材料为主的全可溶桥塞。通过对桥塞施工工艺分析,引入新型无干预化作业工具——趾端滑套。根据可溶桥塞的结构和工作原理,对关键零部件进行了溶解测试,对可溶桥塞总成进行了室内试验与现场应用。现场应用结果表明:可溶桥塞可以在温度120℃下承压差70 MPa,而且在120℃、氯离子质量分数1%溶液中10 d可以完全溶解,验证了可溶桥塞的可行性。所得结论可为可溶桥塞设计提供技术参数,结合新工艺完全消除连续管作业,并帮助用户降低使用风险和作业成本。     

可溶性桥塞性能测试系统研制与应用

针对常规分段工具测试系统不能完全满足可溶性桥塞模拟试验要求的问题,根据可溶性桥塞技术特点和现场分段压裂工艺技术需求,研制了一套由液压坐封装置、高温水压试验装置、高温溶解试验装置及数据采集与监测装置等组成的可溶性桥塞性能测试系统,建立的测试方法和流程,实现了在模拟现场工况下对可溶性桥塞坐封、承压及溶解性能的全过程测试。利用该套系统开展了可溶性桥塞室内模拟试验,检验了桥塞性能,把控了桥塞质量,经过测试的可溶性桥塞在现场施工中泵送平稳,坐封正常,压裂顺利,溶解良好。现场试验的成功开展验证了该套测试系统的科学性和有效性,为科研试验与工具检测提供了技术支持。     

页岩气套变水平井连续油管钻磨复合桥塞技术

页岩气套管变形水平井分层压裂钻磨复合桥塞时,易出现钻屑堆积和卡钻等风险。采用节点分析法梳理了页岩气套管变形水平井可能导致连续油管钻磨桥塞的风险事件,探讨了包括地面流程、钻磨工作液性能参数、钻磨工具选择、施工排量、钻压优选、短起以及打捞钻屑等方面的技术要求。现场实践表明,地面流程应同时具备流体泵注流程和备用流程;应选择强度高耐磨性强、切削能力适中、研磨性好的5翼PDC镶齿平底磨鞋;钻磨液的摩阻应较低,携带液的黏度较高;钻磨排量应考虑钻屑能返出井筒;短起能有效携带出钻磨时不能返出的较大钻屑;强磁打捞能捞出井筒内的卡瓦块。该项技术能有效降低卡钻风险,为工程技术人员顺利完成套变水平井的桥塞钻磨提供切实可行的技术方案。     

页岩气水平井分段压裂作业中全可溶桥塞的应用

针对可溶桥塞在现场应用中遇到的问题,对桥塞溶解缓慢、球入座迹象不明显、返排物中产生结晶体、复合桥塞与可溶桥塞混合使用以及桥塞坐封未丢手等情况进行了原因分析,并提出了相应的解决方案。对全可溶桥塞返排步骤和连续油管扫塞工艺进行了介绍,为指导现场作业提供了借鉴。     

彭水页岩气水平井钻井优化设计及现场应用

渝东南地区彭水区块前期钻井过程中表现出上部地层可钻性差,机械钻速低;二叠系、三叠系地层灰岩缝洞发育,地层漏失严重;志留系韩家店组以下地层倾角大,地层造斜能力强,井斜控制难等特点。通过对井身结构、钻井方式等的研究与优化设计以及在现场的应用,初步确定了该区块页岩气水平井钻井技术方案,为实施页岩气水平井开发奠定了基础。     

水平井桥塞分层试油工艺技术

水平井试采是目前一项逐渐成熟的、有效提高油气产能的技术途经。但因水平井特殊的井身结构,使得在水平井段进行井下施工操作具有独特的施工环境,试油和开采过程中有别于直井或斜井的常规试油工艺。使用改进的水平井可捞式桥塞,克服了水平井段普通桥塞不易坐封和打捞困难的缺憾,对水平井段封层和分层试油及现场类似操作具有一定的借鉴作用。     

水平井桥塞分层试油工艺技术

水平井因其特殊的井身结构，在水平井段进行试油和开采有别于直井或斜井的常规试油工艺。针对这一问题，通过改进和现场使用水平井可捞式桥塞，解决了水平井段普通桥塞不易坐封和打捞困难的问题，为水平井段封层和分层试油积累了经验，对现场类似操作具有一定的借鉴作用。     

工程院自主研制可溶桥塞完成水平井压裂试验

<正>2017年9月24日至26日,在新疆油田公司开发公司的大力支持下,新疆油田公司工程技术研究院在车排子油田CHHW2109井开展了可溶桥塞水平井现场试验。9月26日19时,随着最后一台压裂车的轰鸣声缓缓消失在戈壁,CHHW2109井第八级压裂顺利完成,标志着工程院自主研制的可溶桥塞在水平井中压裂试验取得圆满成功。CHHW2109井是一口压裂试验井,旨在开展高比例滑溜水携砂和可溶桥塞压裂试验。设计采用电缆泵送桥塞射孔联作工艺,共分19级压裂改造,其中第五级至第八级下入工程院自主研制的可溶桥塞。     

水平井分段完井工具的室内试验及现场应用

水平井完井技术的发展趋势是分段完井,即能实现分层开采及异质层隔离功能的完井技术。为此,设计了由内外两套管柱组成的分段完井工具,外管柱实现层间隔离功能,内管柱实现坐封管外封隔器功能。室内试验表明,管外封隔器膨胀后其外径、密封效果、耐压能力等均可满足现场应用的要求。现场应用表明,采用分段完井工具进行分段完井的水平井能实现分层开采及各个不同层系间的隔离、延长无水或低含水开采期、提高采收率的目标。      

页岩气水平井套管变形影响段分段压裂工艺研究及现场试验

页岩气水平井压裂多采用泵送桥塞分段压裂工艺,如遇套管变形则桥塞不能泵送至设计位置,将导致变形段以下未改造井段不能按照设计方案进行改造。四川盆地长宁、威远区块页岩气水平井压裂约有30%的井都发生了不同程度的套管变形。早期对于发生套管变形后不能改造的井段一般就放弃了施工,造成页岩气井控资源量不能有效动用,对压裂效果也产生了较大的影响。页岩气水平井压裂套管变形机理复杂、影响因素多、变形时机难以预测,探寻套管变形影响段的分段改造工艺尤为重要。为此,针对套管变形井试验了缝内砂塞分段压裂和暂堵球分段压裂工艺:(1)缝内砂塞分段压裂采用单段射孔、单段压裂方式施工;(2)暂堵球分段压裂采用一次射孔,连续压裂投球分段方式施工。并在此基础上对比了上述两种工艺的优缺点,开展了现场试验。现场施工过程中的压力响应、邻井压力监测、微地震监测等数据均表明:上述两种工艺均成功地实现了对套变影响段的有效改造,实现了页岩气井控储量的有效动用,确保了压裂效果。     

可溶性桥塞技术应用现状及发展趋势

可溶性桥塞技术有效解决了快钻式复合桥塞依赖连续油管钻磨和大通径桥塞无法满足生产测井要求的难题。重点介绍了可溶性桥塞的材质、结构及性能方面的技术特点,对目前国内外可溶性桥塞工具的技术水平和应用现状进行了综述与分析。对可溶性桥塞技术的发展趋势进行了展望,并就可溶性桥塞技术有待优化和提升的部分提出了建议。     

工程技术研究院自主研制可溶桥塞完成水平井压裂试验

<正>2017年9月24日—26日,在新疆油田公司开发公司的大力支持下,工程技术研究院在车排子油田CHHW2109井开展了可溶桥塞水平井现场试验。9月26日19时,随着最后一台压裂车的轰鸣声缓缓消失在戈壁,CHHW2109井第八级压裂顺利完成,标志着工程院自主研制的可溶桥塞在水平井中压裂试验取得圆满成功。CHHW2109井是一口压裂试验井,旨在开展高比例滑溜水携砂和可溶桥塞压裂试验。设计采用电缆泵送桥塞射孔联作工艺,共分19级压裂改造,其中第五级至第八级下入工程院自主研制的可溶桥塞。该桥塞已于今     

可溶桥塞与分簇射孔联作技术在页岩气水平井的应用

桥塞是页岩气水平井分段压裂开发中一项重要的暂封工具。文章介绍了分簇射孔与桥塞联作基本原理及国外三种先进的可溶桥塞,重点阐述了可溶桥塞具有的自动可溶解、无需连续油管钻磨桥塞且保持井筒全通径、经济时效性高等技术特点和优势。基于X井的基本井况,进行了可溶桥塞与坐封工具优选,管串设计与泵送排量模拟等设计工作,在该井进行了25个可溶桥塞的应用,均一次坐封成功并顺利完成坐封段的压裂改造。通过现场作业情况表明了可溶桥塞坐封可靠,暂堵效果良好,满足深井长水平段分段压裂的要求,在页岩气水平井开发中具有重要的推广应用价值。     

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

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
压裂作业时抗压,在生产流体环境下自然分解,并能确保入井后２４ｈ内的完全密封。使用该桥塞,压后无需连续油
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。     

复合材料压裂桥塞的研制及测试

复合材料压裂桥塞是水平井泵送桥塞分段压裂工艺技术的核心工具之一。根据水平井泵送桥塞分段压裂工艺技术原理,进行桥塞的结构和技术参数设计,并对其零部件进行受力分析,得到了可钻桥塞坐封脱手和压裂这2种极限工况下材料的最小屈服强度,据此确定除了卡瓦、悬挂套和挡环采用铸铁材料外,桥塞的其他零部件均采用低密度复合材料。通过对关键零部件(固定销钉、心轴和套筒、卡瓦基体和卡瓦片)的测试,对桥塞的心轴和套筒、卡瓦基体和卡瓦片进行改进。最后对桥塞的地面泵送和井下磨铣进行测试,测试结果表明,桥塞的各项性能均达到现场应用要求。