压裂用可溶桥塞关键技术分析

对比分析了国内外可溶桥塞的性能指标及优缺点。详细阐述了国产化可溶桥塞的关键技术,包含可溶卡瓦表面处理、卡瓦破碎力设计、可溶胶筒技术以及下接头设计。按照页岩气压裂施工情况,首次提出了可溶桥塞耐压试验时的“耐压时效”概念。耐压时效指桥塞入井至压裂的时间间隔。按照现有页岩气施工模式,认为耐压时效24 h可兼顾现场施工和压后溶解的需要。     

对可溶压裂桥塞设计的建议

泵送桥塞射孔联作工艺是水平井分段压裂最常用的工艺之一,其前期使用的核心工具复合材料可钻桥塞存在多级使用或套管变形后,钻除风险大的问题,研制不需钻塞的可溶压裂桥塞,节约了时间、成本,降低了风险.针对两种常见可溶桥塞,阐述了其组成、原理、优势、关键参数.对其提出了设计原则和建议,采取小外径、防误坐封机构等设计,保证"下得去...     

水力泵送桥塞压裂技术在长庆油田的应用

长庆油田水平井体积压裂工艺技术迅速发展,但常规的分段压裂技术已不能完全满足体积压裂工艺的需要。水力泵送桥塞分段压裂技术采用射孔和座桥塞带压联作,通过压裂泵车送入水平段预定位置进行座桥塞射孔,提高了体积压裂的效率。在长庆陇东区域开展了5口井的试验,试验表明,水力泵送桥塞压裂技术具有封隔可靠、分段压裂级数不受限制、压裂周期短的特点。水力泵送桥塞压裂技术的成功实施,初步探索出针对该区块的一套有效储层改造技术手段,为下一步陇东区域大规模、高效体积压裂开发积累了宝贵的现场经验。     

桥塞压裂工艺技术

大庆油田进入高含水开发后期,通过开采薄差油层来挖潜剩余油,缓解油田储采失衡的矛盾。所开采的多个薄差油层分散在已经开采的油层组中,层间跨距可达百米以上。油田目前采用扩张式封隔器和滑套喷砂器组成的分层压裂管柱结合限流压裂技术来改造这些薄差油层,但该管柱不能满足压裂卡距大于40m的情况,导致许多薄差油层不能得到改造,而本文研究的桥塞压裂工艺技术能够成功地解决上述问题。该管柱由桥塞封隔器、打捞器、扩张式封隔器、水力锚组成压裂管柱,可进行任意卡距的压裂,满足高砂比、低替挤压裂的要求,通过逐层上提的方式,一趟管柱能够压裂2～4个层段。现场试验证明。该技术已经成为油田进行薄差油层改造的一项有效技术。     

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。     

高性能系列可溶桥塞的研制与应用

为提升可溶桥塞的工况适用性和稳定性,研发了多水解高分子基团可溶橡胶与高强度可溶金属材料及配方体系。通过开展不同温度下材料力学性能与溶解性能测试评价,验证了材料性能。根据可溶桥塞的结构原理及特点,研制了高性能系列可溶桥塞,进行了综合性能试验和现场试验。试验结果表明：研制桥塞能够在30～150℃温度范围内确保70 MPa有效承压密封时间达24 h以上,且溶解时间可调可控。各大油气田区块现场试验及推广应用结果表明,其坐封、承压、溶解效果等综合性能稳定可靠,能够适用于复杂工况,能有效保障体积压裂施工作业。所得结论可为非常规油气资源的高效开发及水平井分段压裂的提质降本提供有力的技术支撑。     

水力泵送可溶桥塞异常情况原因分析及处置措施

水力泵送可溶桥塞压裂工艺由于具有工艺流程简单、施工进度快、可大排量体积压裂、压裂后可以快速投产等优点,被广泛应用于页岩气藏、煤层气藏等油气资源的开发.但在应用过程中也出现了各种异常情况.本文通过对施工过程中常见的异常问题情况进行分析原因,制定处置措施,以期杜绝或减少异常情况的发生,从而保证现场施工的顺利进行,充分发挥该...     

桥塞作业失误原因分析

近两年我国各油田分别引进了贝克、吉尔哈特和哈里巴顿式桥塞和坐封工具。辽河油田、风光机械厂、新疆石油局、承德石油机械厂等不少单位仿制了贝克、吉尔哈特工具及贝克和哈里巴顿桥塞;西安近代化学研究所、甘肃化工研究所和西安213所等单位仿制了贝克和吉尔哈特桥塞火药。随着桥塞作业在各油田的推广使用,它的优越性逐渐为人     

大通径桥塞压裂用可溶解球研制及性能评价

为解决国内可溶解憋压球无法满足大通径桥塞压裂要求的问题,采用网络结构设计了以镁铝合金为基体并添加Zn、Cu等材料而形成的多元材料,以抗压强度、屈服强度、溶解速率为目标优化了材料中Zn、Cu的加量,研制了与大通径桥塞压裂配套用的大直径、高强度、可溶解合金材料及憋压球。经测试合金材料的抗压强度与屈服强度分别超过了430和330 MPa,直径89.027 mm憋压球承压超过70 MPa,且喷涂防护膜后球体稳定承压达到6 h;93℃条件下在3% KCl溶液中球体溶解90%体积所需时间约为92 h;在胍胶压裂液中的溶解速率虽然比在1%KCl溶液慢,但200 h也能溶解球体90%的体积。这表明,大直径可溶解憋压球能满足大通径桥塞压裂所需的高强度、快速溶解的性能要求。      

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。     

可钻泵送桥塞研制与试验

可钻泵送桥塞是非常规油气资源水平井分段完井的关键工具。通过调研国内外页岩气完井及桥塞技术现状,研究了由2组锚定机构、多级肩保的楔形胶筒、外置式自锁机构以及啮合型防转机构等组成的可钻泵送桥塞。分析了配套工具和试验装置,并进行了系统的室内试验和关键技术的重点测试。试验和测试结果表明,桥塞设计结构合理、密封可靠、指标性能高,可以满足页岩气分段压裂完井的需求。最后建议在后期提高材料综合性能的基础上,桥塞及其配套工艺有待通过现场试验完善。     

水力压裂支撑剂现状及展望

综述了国内外油气井水力压裂用支撑剂的发展状况，对目前现场应用的支撑剂进行了性能对比分析，就适应不同闭合压力地层压裂用支撑剂提高导流能力的途径和选型进行了阐述，重点分析了国内陶粒支撑剂的技术现状，并提出了今后支撑剂技术的发展趋势。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

Y453挤水泥桥塞在封窜工艺中的应用

在油田开发过程中，封窜、堵炮眼、封堵地层出水是一个不可避免的问题。用挤水泥桥塞解决这类问题则是一种行之有效的手段。依据该工具特点，对原有封窜工艺进行了合理优化，形成了Y453挤水泥桥塞封窜工艺。该工艺提高了封窜的质量，并可避免将管柱固在井内，它有对地层的污染小，可钻性好等特点，具有广泛的推广前景。