全可溶桥塞在煤层气井分层压裂工艺中的应用

我国勘探开发的煤层气井在进行多层压裂时,常采用填砂分层、桥塞分层以及封隔器分层,施工作业中易出现层间封隔不严且压裂作业周期长、钻塞污染储层并有损套管以及液体黏度要求高并对煤层伤害大等问题。为此,在调研总结全可溶桥塞作业特点的基础上,开展全可溶桥塞在煤层气井压裂改造中的适用性对比分析,并在新疆维吾尔自治区天山后峡盆地后峡区块1口煤层气井进行了分层压裂试验。试验结果表明：①在X1井以全可溶桥塞射孔联作的方式成功完成4套煤层的分层压裂改造;②全可溶桥塞适用于多煤层常规压裂的活性水盐溶液环境,层间封隔效果好,压裂周期短,施工风险低;③全可溶桥塞的溶解时间受温度影响较大,建议在埋藏深、地层温度高的煤储层环境中进一步开展分层压裂试验,以期获得更好的工艺应用效果。结论认为,全可溶桥塞首次成功应用于煤层气井分层压裂并取得了良好的效果,有助于促进该项技术在煤层气井储层改造中的应用。     

水平井分段压裂用桥塞研究现状及发展趋势

水平井分段压裂是提高非常规油气开采率的有效方法。阐述了在水平井压裂作业中,桥塞的作用及机理。介绍了水平井压裂作业中3类常用的桥塞:可捞桥塞、复合材料桥塞、可溶桥塞。分别介绍了3类桥塞的研究现状,分析了3类桥塞特点并结合施工现场评价了3类桥塞的优缺点。解释了以镁铝合金为基体的井下可溶材料的溶解机理,并认为可溶桥塞将会成为未来一段时间内水平井分段压裂领域的研究热点。     

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。     

致密油水平井全可溶桥塞体积压裂技术评价与应用

致密油水平井目前主要使用复合桥塞进行分段体积压裂，压裂后需钻除桥塞，钻塞作业井控风险大、周期长、费用高，在超长水平井中钻塞的难度更大。全可溶桥塞压裂后可自行溶解，不需钻塞，目前国内尚无成熟的技术。为解决该问题，引进了国外全可溶桥塞，对其溶解性和承压性能进行了室内实验评价，自主研制了配套的低成本可溶性堵球，通过大型物模实验形成了全可溶桥塞泵送施工关键参数图版，并在国内致密油水平井开展了规模性现场试验。结果表明：全可溶桥塞泵送投放顺利，承压为70MPa，坐封、封隔性能可靠，完全满足水平井体积压裂需求；压裂后15d内桥塞自行溶解，不需要钻塞，可实现井筒全通径；研制的可溶堵球2d内完全溶解，可实现快速投产；单井试油周期缩短30%，作业成本降低20%，提效降本效果明显。该研究成果为全可溶桥塞实现国产化提供了宝贵的技术借鉴。     

全可溶桥塞首次全井应用成功

正由中国石油工程技术研究院休斯敦中心自主研发的全可溶桥塞,前不久在西南油气田长宁公司宁216H19-4井首次全井应用获得成功。此次全井应用的成功,是继可溶材料和全可溶桥塞井下先导性试验取得成功后的又一重大突破。2017年3月,西南油气田联合休斯敦中心共同开展"新型可溶材料及全可溶桥塞联合研发攻关项目"。经过18个月的实验攻关,项目组首先在新型可溶金属材料、可溶橡胶材料上取得突破,材料性能达到世界领先水平。2019年11月间,在西南油气田长宁公司宁216H19-4井正式开始压裂作业,试验团队完成了22支全可     

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     

国外页岩气井连续油管固井滑套压裂完井方式研究

固井滑套压裂完井是在固井技术的基础上结合了开关式固井滑套而形成的多层分段压裂完井技术。该技术利用可开关式固井滑套选择性的放置在气层位置,固井完成后,利用连续油管携带井下工具将滑套打开,然后采用环空泵注,进行压裂改造作业。该技术的创新点在它不需要依赖传统的复合式桥塞、投球系统或投球作业,因此在作业后即可进行全通径求产。文章主要将传统桥塞射孔压裂方法与利用连续油管固井滑套压裂方法进行对比,对比了固井、压裂、产量等多个方面,得出连续油管固井滑套压裂较在完井成本和效率上较传统多级桥塞射孔压裂方法有所提高,且产量更高。     

可重复开关插管桥塞及配套不压井完井技术

针对光套管压裂井完井过程中,采用高密度压井液压井存在污染储层,降低压裂效果的问题,研究了以可重复开关插管桥塞为核心工具的低成本不压井完井技术。对可重复开关插管桥塞进行了室内评价试验,研究了应用可重复开关插管桥塞不压井完井工艺管柱,形成了适用于光套管压裂井完井工艺技术。现场应用结果表明:下入可重复开关插管桥塞后可多次暂闭油层,并使井口处于安全受控状态,实现了使用修井机下泵或后期检泵作业时的不压井作业,有效避免了高密度压井液压井,对储层无污染。该不压井完井工艺技术降低了作业成本,缩短了施工周期,具有良好的推广应用前景。     

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。     

可溶复合金属材料在油气井完井工艺中的应用

为解决常规分段酸化、压裂作业过程中憋压球无法顺利返排、生产通径小、压后需钻塞等工序复杂、施工时间长的问题,研发了将可溶复合金属材料应用于油气开发工程中的新技术。可溶高强度复合材料结构件或工具主要应用于完井工艺储层改造作业中,形成了可溶压裂球、可溶压裂球座或可溶压裂桥塞等工具。结合油气井完井工艺涉及的作业领域,拓展了复合材料结构件或工具在完井工艺中应用范围。提出并设计了相关的装置及工具,介绍了装置及工具的结构、特点和用途。研究结果可在扩展可溶复合材料的应用方面提供借鉴。     

桥塞与分簇射孔联作工艺及其在川渝页岩气区的应用

基于桥塞与分簇射孔联作工艺的基本原理和特点,重点阐述了该联作工艺配套的相关技术,包括封堵压裂桥塞、分簇射孔器、多级点火控制技术、泵送作业控制以及井口电缆防喷技术和泵送作业可视化辅助软件等。通过近年来在川渝地区各页岩气区块近200井次、4 000余段的泵送桥塞与分簇射孔作业,表明了该项工艺及配套技术已趋近成熟,具有很高的安全性、适用性和经济时效性。结合近年的实际作业情况提出了相关的建议。     

双庙1井喷漏同存复杂井况的处理

双庙1井是一口高压气层喷漏同层、下喷上漏，伴有多压力系统多漏失层的复杂井，多次打水泥和桥塞加水泥堵漏，井漏均未得到有效的控制。由于井漏导致井内液面下降致使井内液柱压力降低，同时使原来封堵上部漏层的桥塞反吐造成钻头卡死，又因井口下闸板防喷器长期处于高压工作状态，并被高压气体携带的固相颗粒刺穿，严重威胁井口安全，最终采用新型聚合物堵漏材料特殊凝胶堵漏剂尾追水泥浆的方案，一次施工便成功堵住了多点漏层和封隔了主漏层以下、钻头以上环空。测井结果表明，水泥环在2250～3200 m，返高2355 m，返高以上至漏层环空特殊凝胶柱近100 m，成功地解决了双庙1井喷漏同层的复杂井况问题。     

塔里木油田高压气井井下节流防治水合物技术

塔里木油田高压气井开采过程中水合物堵塞问题严重,影响了气井的正常生产,因而研究应用了合理的井下节流防治水合物技术。利用水合物生成预测模型与气井井筒压力温度预测模型,对高压气井的水合物生成温度和生成位置进行了预测;采用节点系统分析方法,以节流器为节点预测气井井下节流后的温度压力分布,对比节流前后的井筒压力和温度分布,分析高压气井井下节流防治水合物效果。根据高压气井LN422井的水合物相态曲线和井筒内温度压力场,认为水合物形成风险区为500 m以浅井段。应用井下节流技术后,LN422井的井口压力由29.2 MPa降至12.0 MPa,井口温度由21.0 ℃升至23.7 ℃,且井筒中各处的温度均高于该处的水合物生成临界温度。研究结果表明,井下节流技术可显著降低高压气井的井筒压力和水合物生成风险,延长生产免修期。      

海上超高温高压探井弃井水泥塞技术

莺琼盆地超高温高压探井高密度弃井水泥塞面临着流动性与沉降稳定性矛盾突出,水泥石强度易衰退,封固段长,温差大,顶部强度发展缓慢,安全密度窗口窄,水泥浆漏失与气窜风险并存等难题。通过使用球形微锰矿加重水泥浆,改善高密度水泥浆流变性,同时提高其沉降稳定性,优选高温成膜防气窜剂,降低气窜风险,优化硅粉加量,提高水泥石高温抗压强度,强化隔离液防漏性能,配合挤入式固井注水泥塞工艺,形成了一套莺琼盆地超高温高压弃井水泥塞技术。该技术在莺琼盆地应用最高井底静止温度达213℃,水泥浆最高密度达2.50 g/cm3。现场应用表明,弃井水泥塞流动性及沉降稳定性好,高温强度发展快且不衰退,稠化时间稳定,具有良好的防窜及防漏能力,均成功封固住高压气层。      

可取式桥塞研制与应用

针对现行桥塞封层工艺中存在的不足,研制出可取式系列桥塞,包括A型、B型、C型3个系列。其结构由锚定机构、解封机构、密封机构3部分组成,可用油管或电缆送进坐封,完成临时性封堵、永久性封堵、分层采油、压裂、插管挤灰、插管采油、测试等作业。经千余井次的现场应用,各项技术指标均达到设计要求,最大工作压差105 MPa,最高耐温175 ℃,工艺成功率98% 以上。现场的成功应用表明可取式系列桥塞操作简单,是理想的井下封堵工具。     

油水井插管式封堵管柱的研究与应用

油田中针对油水井进行封窜、堵漏或进行化学封堵施工时,一般采用K344桥塞进行封堵,这种封堵工艺管柱风险很大,可能出现"插旗杆、灌香肠"等恶性事故,同时存在堵剂可能出现返吐,影响封堵效果的问题。为解决以上问题,特进行了油水井插管式封堵管柱的研究。利用研制出的插管式可钻桥塞、坐封工具、插管和扶正器组成一种插管式封堵管柱。坐封工具与可钻桥塞相连,将其下入井底,并实现坐封和丢手。再下入插管打开桥塞的注灰通道,实现注灰。注灰后,可迅速上提插管,关闭注灰通道,防止堵剂返吐,有效避免了"插旗杆、灌香肠"等恶性事故。该工艺管柱现场应用效果良好,大大提高了封堵施工的安全性。     

欠平衡钻磨桥塞施工工艺

××井桥塞座封于井浅处,下桥塞前下层测试时井口最高关井压力达到46.8MPa,桥塞下部气体的上顶力达85.4t。由于钻具重量远远低于下部气体产生的上顶力,靠泥浆液柱压力来平衡该力不可行,在钻桥塞与下部井筒连通瞬间,下部压缩高压气体瞬间释放将会出现一个极大的上顶力推动井内钻具急速上行,给地面井控工作带来极大的困难和风险。同时受井控要求限制,钻扫参数选择余地小,钻扫时加钻压困难,钻扫桥塞时间长;且套管磨损加剧,影响正常井控。通过对井口装置及施工工具的优化选择,确定了一套合理的施工工艺方案,确保了此次欠平衡钻磨桥塞成功完成,为以后类似井况的施工积累了宝贵经验。     

页岩气水平井井筒清洁技术的难点及对策

页岩气储层采用水平井钻井和大型加砂压裂能够获得增产,但气井井筒堵塞的问题也频繁出现,如何清除钻塞作业残余的桥塞碎屑及砂粒,确保页岩气井井下生产通道的畅通,成为气井安全生产的重要环节。为此,在分析水平井井筒清洁生产技术现状的基础上,总结了页岩气水平井井筒清洁处理面临的技术难点,结合当今世界页岩气井井筒清洁技术的进展,对清洁工具及工艺、工作液性能进行技术攻关,研发了清洁处理工具,提出了清洁处理技术对策,并对其现场应用效果进行了评价分析。研究结果表明:①所研发的针对大通径桥塞处理的套磨打捞一体化工具,可实现工具入井后对大通径桥塞的套铣、打捞一次性作业;②形成的换向旋流冲砂工艺在长水平段中作业时能避免砂粒沉降,能实现将砂粒冲洗出井筒的目标;③常压及高压井可以选用气井返排液、KCl、CaCl2溶液等作为工作液,而低压井则可选用泡沫流体作为工作液;④对于低压井,通过优化设计局部压差打捞工具形成局部压差吸附的方式带动井内碎屑物或沉砂进入工具内部,进而完成打捞作业。结论认为,所形成的适合页岩气水平井的井筒清洁工艺技术为后期大规模页岩气井筒清洁处理奠定了基础。     

川东地区“三高”气井井口隐患治理技术

川东地区所钻的井大多属“三高”（高压、高含硫、高危险）气井，无论生产井还是报废井，井口装置腐蚀均较严重。因酸性介质极易造成空气的恶性污染，威胁人身安全，加之井下复杂情况，故井口隐患治理面广、技术难度大。针对川东地区不同类型的气井井口隐患，分别采用常规注水泥塞封闭、带压堵塞器、带压钻孔、水力切割、带压换井口等系列技术措施，收到了良好的井口隐患治理效果。     

上翘井中可溶桥塞泵送流量和驱动力仿真分析

泵送可溶桥塞工艺是目前页岩气、页岩油大规模体积压裂改造的关键技术。基于涪陵地区页岩气示范区块的井况参数,应用Fluent软件分析可溶桥塞在1～5 m³/min流量下的驱动力。流量越大,产生的驱动力越大。分析了上翘井中流量为0.25～1.25 m³/min时可溶桥塞中卡瓦的受力,并考虑泵送管柱的自重力、井斜角度以及电缆张力的因素,分析桥塞泵送坐封过程的安全性。现场应用中,上翘井的最大井斜108.6°,在0.5 m³/min的流量下,可溶桥塞成功坐封并丢手,验证了模拟分析的准确性。该研究结果为可溶桥塞的设计,以及在水平井、上翘井中的泵送提供理论依据。