电缆式坐封工具及可钻式桥塞

<正> 概述在油田勘探试油及开发井的小修作业中,封层上返实现分层试油和分层开发是一项非常重要而频繁的作业。目前,国内各油田通常仍采用常规的打悬空水泥塞封层上返工艺进行上述作业。这种工艺的缺点是施工速度慢、候凝时间长(48小时)、成功率低、事故率高、劳动强度大。对于薄夹层(<10m)、高温层、严重漏失层及气层,无法采用这种工艺进行封层施     

基于复合材料桥塞的水平井套管分段压裂技术

介绍了基于复合材料桥塞的水平井套管完井分段压裂工艺管柱结构、工艺过程和关键技术。阐述了该工艺管柱中关键部件——复合材料桥塞和电缆坐封工具的结构、工作原理及性能特点。现场应用情况表明,复合材料桥塞可正常坐封丢手,射孔发射率100%,平均每个复合材料桥塞钻铣时间为30 min,达到国外标准;水平井套管分段压裂管柱结构合理,工艺优良,性能可靠,能够满足页岩气水平井射孔压裂联作的分段完井要求。建议进一步优化钻铣复合材料桥塞工艺和工具,扩充桥塞尺寸规格,使其形成系列化,以满足油田不同规格套管的需求。     

Y453防中途坐封高压可钻桥塞技术

在油田勘探和开发的上远试油、选层压裂、酸化及封堵底水等工艺措施中，可钻类桥塞的应用是较为广泛的。一种防中途坐封可钻高压桥塞，保留了常规可钻桥塞的性能优点，同时突出了其防中途坐封的特性，为可钻桥塞的施工降低了风险，提高了其施工成功率。     

泵送式复合桥塞钻磨工艺研究与应用

华北油田任密1H等井压裂采用了泵送式复合桥塞分段压裂工艺,压裂放喷后出现桥塞砂埋现象,需要钻磨桥塞提高产量。通过对桥塞分段压裂工艺特点分析,找出了钻磨桥塞的难点并制定相应方案。根据井况分别采用连续油管底带螺杆钻、普通油管底带螺杆钻加自制的旋流式四翼凹底磨鞋等工艺对任密1H、太密1X井钻磨桥塞,实现了一趟管柱连续钻磨5个和4个桥塞,实现了快捷、安全施工。     

双向高承压可钻式水平井堵水桥塞研制与试验

长庆油田水平井机械堵水管柱受复杂井筒状况等因素影响,存在配套的水平井机械堵水工具承压能力不足和长期置于井下起不出的问题,为此对其进行了针对性研究。通过改进桥塞结构、优选胶筒材料,研制了双向高承压可钻式水平井堵水桥塞,已在长庆油田5口水平井应用,室内试验及现场应用结果显示,封隔器工作压力双向承压70 MPa以上,边钻边捞的解封方式,钻除时间不超过8 h,实现趾部位置出水水平井井筒高压条件下长效、安全卡堵。     

QSA型可捞可钻式桥塞的设计与使用

油田分层开采要求封层工具既要性能可靠、操作简便，又能根据需要随时取出(或钻掉)。可捞可钻式桥塞主要配件由可钻材料加工而成，利用引燃送进工具的火药产生的高压气体做座封动力，采用自然伽玛或磁感应定位，使其在封闭高含水层、简化生产管柱方面显示出了突出的优越性。文章介绍了QSA型可捞可钻式桥塞的结构特点和使用情况。     

高强度可溶桥塞结构设计与应用

在页岩气开发时分段压裂需采用复合桥塞进行封堵,后期还要使用连续油管钻磨,存在着施工周期长、成本高、风险大等问题。为了减小页岩气的开发成本和提高施工效果,研制了可溶桥塞,采用了高强度可降解材料,可实现可靠坐封并且能够完全有效溶解。在室内,对可溶桥塞进行了坐封丢手试验、承压试验以及溶解试验,试验表明可溶桥塞各项指标可满足现场施工要求。截至2019年12月底,现场累计应用可溶桥塞28层段,现场应用表明,可溶桥塞性能稳定,坐封安全可靠,压后溶解完全,未出现堵塞放喷采气通道的现象。     

KCY453防中途坐封可钻桥塞在水平井的应用

常规可钻桥塞不适用于大斜度井和水平井的堵、隔水作业,施工时很难避免中途坐封事故。为此,研制了KCY453防中途坐封可钻桥塞。该桥塞中心轴与上锥体之间设计有限位台阶,可防止上锥体向上部胶筒移动,提高了桥塞在下入过程中的防中途坐封能力;可降低直井段对施工人员的要求及施工难度,最大限度地避免可钻桥塞下入过程中的坐封事故,在水平井中的应用更能体现其明显优势。KCY453防中途坐封可钻桥塞在塔里木油田共应用18井次,成功率100%,收到了良好的效果。     

水平井射孔与桥塞联作管串泵送参数控制方法

根据泵送式电缆射孔与可钻桥塞分段压裂联作工艺特点,建立电缆密封系统水力学模型和泵送过程中管串力学分析模型,推导电缆注脂密封压力控制方程、联作管串结构参数控制方程和泵送排量控制方程,并结合实例分析各泵送参数的控制方法和主要影响因素.以某低渗透储集层开发井为例,利用各控制方程,确定了泵送过程中井口注脂密封压力、联作管串最小质量与最大长度、泵送排量等关键参数的控制方法和合理范围,分析了井口压力、井身结构、电缆下放速度对泵送参数控制的影响.结果表明:随着井口压力的增加,要不断提高注脂泵排量以增大密封压力,同时联作管串应满足的最小质量也不断增大;随着狗腿度的增加,最大狗腿度处允许通过的管串最大长度减小;应保持泵送排量与电缆下放速度的协调变化.图8表2参14     

DBP-140型页岩气井全封可溶桥塞研制

目前,可溶解桥塞已替代易钻复合桥塞,并广泛应用于非常规油气藏的分段压裂完井作业中。但是,现有的可溶桥塞只能封隔桥塞上部压力,不能封闭井下高压,因此在压裂结束后的更换试气井口环节,仍需下入常规易钻桥塞封闭井下高压。为解决这一问题,开发了一种页岩气井用全封可溶桥塞,更换井口装置作业完成后,井口憋压即可击穿桥塞,建立产气通道。阐述了该工具的结构、工作原理和工艺流程。地面试验结果表明,该桥塞的结构设计合理,密封承压和溶解性能满足技术要求。研制的全封可溶桥塞在NC204-1HF井应用,不需要连续油管钻塞作业,节省了施工周期和成本。     

桥塞技术的发展历程及现状分析

桥塞与射孔联作为水力压裂的核心技术之一,已成为油气井分段压裂改造的重要工艺技术。桥塞是用于层间封隔的主要工具,其随着完井工艺的进步而不断发展,从最初的可回收式发展到一次性的铸铁桥塞,省去了反复下工具解封和坐封的过程,只需全井筒压裂完后统一下一趟钻去除。当油气井压裂段数增多,特别是水平井的普遍应用,小体积、易磨铣的复合桥塞逐渐替代了铸铁桥塞,提高了磨铣效率。当可溶材料兴起之后,采用可溶材料制造的桥塞由于无需钻磨,提高了生产效率,降低了生产成本,其在井筒中自主溶解解决了深井和超深水平井的磨铣难题。结合水力压裂完井需求,论述了桥塞随其工艺技术的进步更新而不断发展的过程,并对哈里伯顿、斯伦贝谢和威德福公司的桥塞结构加以分析。可溶桥塞与传统的复合桥塞都在向着大通径、小型化的方向发展,在水平井分段压裂中发挥着重要作用。     

水平井分段压裂可钻式投球滑套的研制与应用

水平井分段压裂技术是目前开采低孔、低渗透油气藏的最好方法,而投球滑套是实现该技术的核心工具。为此,研制了水平井分段压裂可钻式投球滑套。该投球滑套有以下结构特点:①采用分瓣爪定位锁紧结构,可实现滑套打开后逆向锁紧,避免内滑套上行封堵喷砂口,影响油井排液以及后续生产;②防转销钉与内滑套沟槽的设计,实现了内滑套与外筒之间的周向固定,可以根据工艺要求对球座进行钻磨作业;③球座采用易磨铣球墨铸铁材料,后续施工钻除方便;④设计不同内径的球座,同时配合相对应的低密度球,可以满足水平井多段压裂的要求。现场应用结果表明,该投球滑套结构合理,操作简单,打开压力稳定,可满足12段压裂施工的要求。     

套管变形井小直径桥塞的研制与应用

针对油井套管发生错断、变形，以及套补以后，常规的桥塞无法满足分采采油的要求，研制了Y445-105型桥塞，并在现场进行了试验。桥塞外径比常规的缩小8-10mm，可以在φ139套管变形尺寸大于110mm位置通过，并完成坐封、丢手和打捞，节约了大量修井费用，提高了分采工艺的有效率。文中介绍了该桥塞的结构、原理、主要技术参数、现场试验等。     

一种液压式桥塞座封工具的设计与应用

介绍了一种液压式电缆桥塞座封工具的工作原理,设计方案以及现场应用情况。液压式座封工具通过液柱压力可以实现桥塞座封,动力来源为井内液柱压力,不需要民爆物品,与目前采用火药燃烧提供动力源的座封工具相比较,不仅消除了民爆物品给生产组织带来的不便及安全隐患,而且使用后不会产生工业废料,更加安全环保。为油气田电缆座封桥塞的封层需求提供不同的工艺技术参考。     

基于ABAQUS的复合桥塞钻削仿真及其性能分析

为提高复合桥塞钻磨的安全性、可靠性和钻磨效率,以碳纤维复合桥塞和圆柱切削齿钻头为研究对象,基于ABAQUS软件的二次开发功能,进行复合桥塞三维钻削过程的有限元仿真。采用完全正交试验法研究钻压和转速对桥塞钻除速率、钻头轴向接触力以及钻头扭矩的影响。试验结果表明:桥塞钻除速率、钻头轴向最大接触力和钻头最大扭矩均随着钻压和钻速的增加而增大;钻除速率和扭矩波动的敏感因子是转速,钻头轴向接触力波动的敏感因子是钻压;钻压对钻头轴向接触力的影响约为转速的2倍,对于扭矩波动的影响二者相差不大,因此在现场钻塞时可以通过适当降低钻压、提高转速来减小轴向力和扭矩的波动,从而延长钻头的使用寿命。研究结果为复合桥塞钻削研究方法提供了新思路。     

可溶性泵送环在页岩气储层改造中的应用

页岩气套变井使用小尺寸桥塞或73 mm射孔枪串时泵送推力不够,无法泵送到位。通过计算表明,&#248;88 mm桥塞能够满足最低的泵送要求。研制了一种基于可溶材料的(柔性)泵送环,安装在电缆管串的顶部,以提高管串的泵送推力。在此基础上,成功开展了&#248;85 mm桥塞带&#248;88 mm柔性可溶性泵送环在四川威远页岩气应用,以及&#248;99 mm桥塞带&#248;103、105和107 mm刚性可溶泵送环在四川威荣页岩气的应用,共计274次现场试验,试验表明,可溶泵送环可以提高管串的泵送力和通过性,降低施工风险。