可溶压裂球座在石油开采过程中的应用摘要
目前，石油工业中的压裂球座基体大多数是采用有利于钻除的球墨铸铁材料，因在压裂工序结束后，压裂球座会受到冲蚀和挤压变形，需要对其进行钻除。钻
除过程中所耗费的时间较长，所需成本比较高，其操作更是繁琐，严重影响石油
工业的产量。因此，在水平井分段压裂技术的不断进步情况下，井下压裂工具的
材料已经从可钻性转向可溶性，可溶性材料制作的压裂工具可在压裂完成后自行
溶解，省略了钻除工序，节省时间的同时大大提高油田的产量。
关键词：石油开采，压裂球座，技术
引言
近年来，水平井分段压裂技术在石油开采过程中被广泛的应用，该技术促进
了石油的高效生产。在压裂过程中，井下石油压裂工具起着至关重要的作用，影
响着石油的生产效率。压裂球座作为压裂工具之一更是不容忽视，传统的压裂球
座是多为可钻的球墨铸铁制作而成，压裂后需对其进行钻除，耗费时间长，成本高，操作复杂，对石油的生产造成了一定的影响。因此，压裂球座已经从可钻除
发展为可溶解，可溶压裂球座在完成工作后会自行溶解，无需钻除，节约时间，
降低成本的同时提高了石油生产效率。目前，可溶压裂球应用较为广泛，而可溶
球座的发展较为缓慢，因此研究可溶性压裂球座有着极其重要的作用。
1可溶压裂球座的工作原理
由于井下环境复杂，球座需要承受大的压力和流体的冲蚀磨损，所以利用可
溶材料制作的球座首先要满足施工所要求的支撑强度和硬度，在达到施工要求的
时间后又能自行溶解至完全溶解。目前，可溶压裂球应用较为广泛，可溶材料制
作的井下工具已满足施工要求的支撑强度，而由可溶材料制作的球座还需要研究
其受到流体冲蚀磨损的规律。
可溶球座要满足压裂完成的同时，还要进行自行分解。首先要避免球座内流道表面受到冲蚀破坏，需要采取防护措施，如可以喷涂耐磨涂层；其次，为避免球座整个表面与液体接触而发生溶解，还需要对整个球座表面进行防护。在满足施工需求的时间后，注入特制液体来去除防护层和耐磨涂层，使球座材料接触到液体并发生反应，从而开始进行分解至完全溶解。
目前，与可溶球座配合的可溶压裂球发展较为迅速，其中金属基可溶性压裂球应用
2可溶压裂球座的发展现状
较为广泛，该压裂球是由可溶金属材料粉末根据冶金法制作而成，并在室内模拟实验中确定了可溶压裂球的密度为1.9g/cmg左右，可承受的温度和压力分别为150℃和70MPa，此时的模拟环境相似于井下环境，则利用金属基可溶性材料加工制造的井下工具可以满足井下环境的要求。因此本章研究由该材料制作的可溶球座无须考虑其材料方面力学性能的问题，只需从其结构形状方向进行研究和探索。
在水平井分段压裂技术中，采用的是多组压裂球与球座的配合，而根据压裂需求每组的球座尺寸都不同，称之为压裂级数。因此作为压裂技术的重要部件之一，压裂球座需要有一系列的结构尺寸。自2010年以来，分段压裂技术使压裂级数从10级提高到40级并且持续在增加。
3可溶压裂球座的特点
由可溶材料制作的井下工具优点：（1）工具较轻，使用方便。（2）兼顾高的强度的同时还耐高温，满足压裂条件的需求。（3）可溶井下工具能够溶解于特定温度的溶液中，省去对其进行磨洗、反排等工序，节约了时间，降低了投入成本。（4）压裂施工完毕后，由于可溶材料制作的井下工具可自行降解，井下管道则可以保持大的管径，有利于油气的生产效率。
例如利用可溶性材料制成的分段压裂球座，压裂后会进行溶解，不用进行后
期的钻铣工序，这种可溶解的压裂球座可以保证采油通道拥有较大内径的流道，
从而可以增进石油的开采效率。
4可溶压裂球座在石油开采过程中的应用
水平井分段压裂的工作流程：在分段压裂过程中，井下的压裂工具会把一条
采油路径分为若干段，并在所需优化的部位安装压裂球座，压裂球座的尺寸不一，根据压裂球座的内径而投入压裂球，压裂球的尺寸从小到大以便打开球座开关，
开启所需进行压裂层段的采油通道，而关闭上一段采油通道，通过这样的逐级压
裂采油，从而能够大幅度的提高采油效率。压裂过程中的压裂工具对石油的产量
起着极其重要的作用，其中整个工艺过程中重要的井下封堵工具之一是压裂球座，压裂球座工艺的好坏关系到压裂效果，从而影响着油气田的产量。
在分段压裂过程中，每段都有压裂球与压裂球座的配合，因此球与球座的配
合程度决定压裂工艺过程中采油的工作效率。通常情况下，非常规井在开采过程
中压裂液的排量较普通压裂井的排量高，压裂液中的支撑剂是压裂球座受到冲蚀
的主要因素之一，支撑剂的作用不可避免的对压裂球座的锥面造成损伤，使得压
裂球与球座的密封锥面造成了冲蚀变形。因球座在锥段处内径的尺寸变小，流体
中的颗粒在惯性作用下不断撞击锥面，从而对球座造成了冲蚀磨损。同时压裂球
会对压裂球座产生压力作用，使得压裂球座变形，所以在压裂过程中，若压裂时，压裂球和球座的密封存在问题，这样压裂滑套会无法打开，会严重影响分段压裂
的正常施工。因此，作为重要的压裂工具之一，需要对压裂球座进行不断地研究、制造、优化，才能促进石油企业的迅速发展。
5结语
在当代社会，人们的生活中不可缺少对油气资源的使用，其使用量更是与日
俱增，从而促使油气开采的规模也越来越大。人们对油气资源的大量使用，也促
进了各大石油企业的快速发展，而石油设备在石油企业发展过程中起着至关重要
的作用，其性能的优劣对石油开采效率的影响也在不断地增大。在石油的开采过
程中，主要包括四个环节：勘探、开采、运输和加工，每个环节都有很多的工艺，且各个环节的工艺对于石油工业都具有重要意义。
参考文献
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浅析钢丝作业井下工具堵塞器在深层气井的应用 随着这几年深层气井压裂完井一体化的广泛运用过程中，钢丝作业在井下封隔器座封起到了关键的作用。深层气井压裂完井一体化是压裂完井用一趟井下管柱完成的，这就需要井下封隔器打压座封，以便压裂后无需在换完井管柱而直接测气采气。深层气井井下封隔器加压坐封一般是投球加压或下堵塞器加压完成座封的。油管内下堵塞器加压座封就需要钢丝作业来完成。油管内任意封堵工艺在深层气井中用途多样、使用广泛，如不压井作业施工前需带压封堵油管，再进行起下作业以及油管内打电缆桥塞时，井口压力不降，需要任意位置封堵找井下管柱漏点;本文阐述钢丝作业下堵塞器施工过程中遇到问题，以及提高井下封隔器座封成功率。 标签：钢丝作业;堵塞器;任意位置封堵 以往深层气井对气层压裂后，起出压裂管柱后，在下完井管柱进行测气采气，这种工作模式浪费财力，人力，和时间。随着技术的发展压裂完井一体化就孕育而生了，在压裂完井一体化管柱中，井下封隔器座封就是最关键的工序。目前深层气井井下封隔器座封的方式多用于油管内打压座封，而打压座封一般采取投球式打压和下堵塞器打压。下堵塞器加压使井下封隔器封隔器座封就必须用钢丝作业。 当需配合不压井作业施工时，如井下管柱中无坐落短接，则钢丝作业无法进行封堵施工，影响施工进度，因此，需要钢丝作业油管内任意位置封堵工艺技术，以满足井下油管内任意位置封堵、不压井作业施工。 1 钢丝作业 1.1钢丝作业装备 钢丝作业包括防喷设备，动力设备，及井下工具。 1.2钢丝作业井下工具 钢丝作业井下工具有许多种类，根据作业需要，选择适应的井下工具，以下是使封隔器座封的井下工具堵塞器。 2 技术应用中的风险 2.1钢丝作业投坐落式堵塞器的风险 钢丝作业在投堵塞器作业时应按照鋼丝作业守则，要注意防喷和钢丝掉井。 2.2井下管柱的风险
可溶镁合金材料在井下压裂工具中的应 用效果 摘要：可以通过热挤压工艺、熔炼工艺制备可溶镁合金材料，从而为井下压 裂工具的制造提供材料。从实际情况来看，可溶镁合金材料的抗拉强度相对较高、延伸率也比较大，可以优化井下压裂工具的性能，因此需要充分发挥可溶镁合金 材料在井下压裂工具中的作用。 关键词：可溶镁合金；井下压裂工作；腐蚀性能 前言： 井下压裂工具在油气田开发中发挥着重要作用，但传统的井下压裂工具都是 由普通合金钢制成的，具有密度大、粉末不易返排等问题。而镁合金材料的重量 较轻、强度较高，所以可以利用可溶镁合金材料制造井下压裂工具。 1.实验方法 在实验过程中，实验人员需要利用纯度为99.9%的纯金属以及 Mg-Al中间体 合金制备 Mg-7Al-1Zn-1Ni-1Cu合金【1】。之后，实验人员需要对制备好的铸态 合金进行加工处理，使其成为合金棒材。同时，实验人员需要在400℃的温度下 对棒材进行热挤压处理。在处理过程中，实验人员需要将热挤压速度控制在 12mm/s，将热挤压比控制在10.7。在完成热挤压处理后，实验人员需要利用数控 机床对挤压态合金进行加工，使其成为精度为0.05mm的井下压裂球。在完成上 述工作之后，实验人员需要利用X 射线衍射仪对镁合金材料进行物相分析，并利 用电子显微镜观察镁合金的显微组织。在观察过程中，应利用砂纸与水对镁合金 试样进行湿磨处理，再利用金刚石抛光剂将其抛至镜面，最后利用酒精与硝酸配 制成混合溶液，对试样进行观测。其次，实验人员应利用万能实验机对镁合金材 料进行拉伸实验。在实验时应将拉伸速度控制在1mm/min，将实验温度控制在 120 ℃。再次，实验人员需利用显微硬度测量仪进行布氏硬度实验，将保载时间
可溶压裂球座在石油开采过程中的应用摘要 目前，石油工业中的压裂球座基体大多数是采用有利于钻除的球墨铸铁材料，因在压裂工序结束后，压裂球座会受到冲蚀和挤压变形，需要对其进行钻除。钻 除过程中所耗费的时间较长，所需成本比较高，其操作更是繁琐，严重影响石油 工业的产量。因此，在水平井分段压裂技术的不断进步情况下，井下压裂工具的 材料已经从可钻性转向可溶性，可溶性材料制作的压裂工具可在压裂完成后自行 溶解，省略了钻除工序，节省时间的同时大大提高油田的产量。 关键词：石油开采，压裂球座，技术 引言 近年来，水平井分段压裂技术在石油开采过程中被广泛的应用，该技术促进 了石油的高效生产。在压裂过程中，井下石油压裂工具起着至关重要的作用，影 响着石油的生产效率。压裂球座作为压裂工具之一更是不容忽视，传统的压裂球 座是多为可钻的球墨铸铁制作而成，压裂后需对其进行钻除，耗费时间长，成本高，操作复杂，对石油的生产造成了一定的影响。因此，压裂球座已经从可钻除 发展为可溶解，可溶压裂球座在完成工作后会自行溶解，无需钻除，节约时间， 降低成本的同时提高了石油生产效率。目前，可溶压裂球应用较为广泛，而可溶 球座的发展较为缓慢，因此研究可溶性压裂球座有着极其重要的作用。 1可溶压裂球座的工作原理 由于井下环境复杂，球座需要承受大的压力和流体的冲蚀磨损，所以利用可 溶材料制作的球座首先要满足施工所要求的支撑强度和硬度，在达到施工要求的 时间后又能自行溶解至完全溶解。目前，可溶压裂球应用较为广泛，可溶材料制 作的井下工具已满足施工要求的支撑强度，而由可溶材料制作的球座还需要研究 其受到流体冲蚀磨损的规律。
可溶桥塞在南川页岩气田的应用研究 夏海帮 【摘要】为解决页岩气水平井分段压裂使用连续油管钻复合桥塞时容易遇卡、强磁打捞次数多、工时长等问题,对可溶桥塞的结构和溶解原理进行了深入分析,并根据影响可溶桥塞压裂性能和溶解性能的关键因素,优选了不同耐温性能的可溶桥塞在南川页岩气田进行现场试验.试验结果表明,可溶桥塞在温度112℃下可承压差70 MPa,耐温93℃的桥塞可完全溶解,耐温120℃的桥塞只能部分溶解,与传统复合桥塞相比,单井可节约成本108.7万元.最后得出了影响可溶桥塞压裂性能和溶解性能的主要因素有温度、溶液矿化度和溶解时间,矿化度越高、温度越高,可溶桥塞溶解速率越快,尤其井温对可溶桥塞的溶解效果至关重要.并验证了可溶桥塞在页岩气井分段压裂中的可行性和经济性,对页岩气井压裂施工降本增效有良好的推广应用价值. 【期刊名称】《油气藏评价与开发》 【年(卷),期】2019(009)004 【总页数】5页(P79-82,88) 【关键词】南川页岩气田;井温;可溶桥塞;分段压裂;降本增效 【作者】夏海帮 【作者单位】中国石化华东油气分公司南川页岩气项目部,重庆408400 【正文语种】中文 【中图分类】TE37
南川页岩气田南川区块是华东油气分公司在重庆市境内的主要页岩气勘查区块，计划“十三五”“十四五”期间在南川区块累建产能3.2×109m3[1]。泵送桥塞射孔联作工艺是页岩气井大规模水力加砂分段压裂过程中的重要一环，采用复合桥塞射孔联作可以一趟快速完成桥塞坐封和地层射孔，是目前国内外进行页岩气藏开发使用的重要储层改造技术[2-3]，通过国内外学者和科研机构的大量攻关试验，复合桥塞已经完全实现了国产化，并已在南川页岩气田使用20余井次。但是采用复合桥塞压裂施工后，需通过连续油管钻除并对井筒进行多次强磁打捞处理，才能为后续的采气工艺提供合格的井筒条件。尽管国产化的复合桥塞降低了工具成本，但随着勘探开发的进行，三维井眼、长水平段、上翘型水平井逐渐增多[4]，井眼轨迹控制难度增加，作业难度也随之增加，使用连续油管钻复合桥塞时易遇卡、强磁打捞次数增多、工时延长等问题凸显[5-6]。可溶性桥塞作为页岩气水平井分段压裂领域的一项新技术，该桥塞在压裂施工结束后在返排液中自行溶解，无需钻塞，可直接投产。目前国外威德福、贝克休斯、斯伦贝谢等许多石油公司均开展了可溶材料压裂桥塞的相关研究，并已经有了成型的整体可溶材料桥塞（价格超过5万元/支），但国内对可溶桥塞的研究较少。为此，中国石化华东油气分公司针对目前南川页岩气田复合桥塞射孔联作工艺的不足，结合页岩气井实际情况，通过优选可溶桥塞并对施工工艺开展研究，进行了可溶桥塞射孔联作工艺的试验[7-8]，以期为该气田压裂技术提供新途径，并形成成本低、效果好、安全风险低、可推广应用的可溶桥塞射孔联作工艺。 1 结构及原理 1.1 基本结构 可溶桥塞作为一种分段压裂工具，与常见可钻复合桥塞结构相似，常采用通用投送工具进行投送，当泵送可溶桥塞到达预定层位后，通过火工品爆炸产生的推力推动
可溶材料在井下工具中的应用现状与发展前景 尹强;刘辉;喻成刚;邓友超;李奎;江源 【摘要】可溶材料与工具设计制造的有机结合是实现井下工具无干预作业、保证最优后续作业条件的有效途径.为了了解可溶材料在井下工具中的应用情况及未来的发展前景,对国内外可溶材料在井下工具中的应用现状进行了调研,可溶性球、可溶性桥塞及可溶性套管球座等工具的成功研发有效解决了水平井分段改造过程中遇到的诸多难题,降低了作业风险,提高了作业效率,充分体现了新材料背景下井下工具的优质特性.结合部分井下工具在应用过程中存在的不足,对未来可溶材料在井下工具应用中的新需求及发展方向进行了预测分析. 【期刊名称】《钻采工艺》 【年(卷),期】2018(041)005 【总页数】4页(P71-74) 【关键词】可溶材料;井下工具;分段改造;可溶性球;可溶性桥塞;可溶性套管球座;发展前景 【作者】尹强;刘辉;喻成刚;邓友超;李奎;江源 【作者单位】中国石油西南油气田公司工程技术研究院;中国石油西南油气田公司工程技术研究院;中国石油西南油气田公司工程技术研究院;中国石油西南油气田公司工程技术研究院;中国石油西南油气田公司工程技术研究院;中国石油西南油气田公司工程技术研究院 【正文语种】中文
随着现代材料科学的不断进步，生物医学、航空航天及石油工业等领域的装备制造技术发生了重大变革，就石油工具而言，材料科学催生其向着信息化、智能化、精细化方向发展，其中可溶材料在井下工具中的成功应用就是该发展方向的重要体现[1-5]。 可溶材料是一种在特定环境中，通过物理化学反应或生物同化作用在一定时间内可实现自行降解、甚至完全消失的多相复合材料，主要包括可溶金属材料和可溶高分子材料。以镁合金为代表的可溶金属材料具有稳定的力学特性和良好的机械加工性能。可溶高分子材料是一种绿色、轻质的生物聚合物，其生物降解特性在环保方面具有独特优势[6-7]。 可溶材料与工具设计制造的有机结合是实现井下工具无干预作业、保证最优后续作业条件的有效途径，目前在水平井分段压裂改造、排水采气等领域已有研发产品并成功开展了现场应用。未来，可溶材料将应用到更多的井下工具中，不仅可以有效提高作业效率，控制成本投入，也可降低施工风险，确保人身安全，进而产生更大的经济效益和社会效益，应用前景十分广阔[8-9]。 一、可溶材料的性能特点及溶解机理 镁铝合金可溶材料由于密度小，比强度高，具有较好的机械加工性能，能够承受较大的冲击载荷，同时其化学活性高，稳定性差，在潮湿环境中及氯根存在的条件下极易发生腐蚀；以聚乙醇酸为代表的高分子可溶材料经过调制优化后具有接近于镁铝合金的强度和力学性能，在液体环境中及一定温度条件下发生水解反应，最终降解为二氧化碳和水。 镁铝合金可溶材料以镁成分为主，当镁及其合金受到含水介质的腐蚀时，腐蚀过程以金属与水的电化学反应方式进行[10]。 含水介质中氯离子半径很小，自身提高了溶液的导电性，从而促进了电化学反应，
水力泵送桥塞分段压裂技术的特点及现 场应用 摘要：随着长庆油田水平井开发数量的增加，常规分段压裂技术已不能满足 水平井施工的需要，而水力泵送桥塞分段压裂技术具有施工排量大、分段压裂级 数不受限制、压裂周期短的优点，在水平井体积压裂方面得到了广泛的应用。该 技术采用射孔和桥塞带压联作，通过压裂泵车送入预定位置进行坐封桥塞射孔， 提高了体积压裂的效率。本文将对水力泵送桥塞压裂设备与工艺流程、工艺特点、工艺优化及在现场的实际应用情况作详细的阐述。 关键词：水平井，泵送桥塞，体积压裂，射孔 前言 根据长庆油田油气开发的经验，每口井的射孔压裂是施工的关键 阶段。针对较长水平段的水平井，需多次射孔压裂，每次射孔压裂既 费时间又费劳力，国外长久以来的成功经验告诉我们，水平井分段压 裂技术是改造水平井储层的有效技术，这就需要水力泵送桥塞分段压 裂技术的广泛应用，其施工速度快，成本低廉，现场操作简单，可灵 活调整射孔枪簇深度等优势明显。这样，可以节省时间和劳力，增加 单井的出油气效果，有助于长庆油田油气开发的进一步实施。 1设备与工艺流程 1.1设备
水力泵送桥塞工作设备主要由井口装置、磁定位仪、桥塞、射孔 枪几个部分组成。井口装置自下而上为：套管大四通、1号平板阀、2号平板阀、排液四通、注入头、3号平板阀、防喷装置。 电缆防喷装置主要包含闸板阀注脂密封头、防喷管、防喷接头 （转换三通）、快速试压接头、液压三闸板防喷器、液控球阀、转换 法兰、注脂及液压控制系统。 磁定位仪由装在外壳内的永久磁铁和线圈组成。当仪器在井中移 动经过套管接箍时，由于接箍处套管加厚，改变了磁铁周围磁场的分布，使穿过线圈的磁通量变化而产生感应电动势。记录感应电流的大小，将得到一条套管接箍曲线。根据套管接箍曲线，配合放射性测井 曲线可以准确确定井中射孔位置。 目前长庆区域的水平井所用桥塞多为大通径免钻桥塞，适用于外 径为114.3mm的气层套管，由上接头、卡瓦、卡瓦座、护腕、中胶筒、挡环、下接头等部件组成。桥塞下到位置后，通过点火坐封桥塞，使 胶筒扩张，贴住套管壁，投入压裂可溶球，达到封隔上一层段的目的。桥塞结构如图1所示，各项性能参数数据如表1所示： 图1长庆油田大通径免钻桥塞 表1大通径免钻桥塞性能参数
镁合金滑套压裂球的表面改性研究 尚晓峰;樊金喆;尚进 【摘要】In petroleum exploitation,controlled electrolytic metallic (CEM) has been used as the main components of sliding sleeve fracturing ball abroad. Because of the magnesium alloy has a low potential, easy corrosion ,low cost,easy processing has become the preferred alternative materials. However ,China’s development of magnesium alloy has not yet reached the technical level of similar foreign products. Therefore ,AZ31 and AZ91 are used as the experimental object which is treated by heat treatment,micro arc oxidation, composite processing, rare earth alloying technology means. The soluble control,shear mechanical property and other technical indicators of the magnesium alloys can meet the operating requirement.%在石油开采业中，国外已经开始使用controlled electrolytic metallic（CEM）作为滑套压裂球的主要成分，而镁合金因其具有低电位、易腐蚀、成本低、易加工等优点成为替代这种材料的首选。但受限于我国镁合金发展现况，还达不到国外同类产品的技术水平。因此，文中分别以AZ31与AZ91为基体，通过热处理、微弧氧化、复合处理、稀土合金化等工艺手段，使镁合金的可溶性控制、抗剪切力学性能和均匀降解等技术指标满足现场工况要求。 【期刊名称】《机械工程师》 【年(卷),期】2015(000)003 【总页数】3页(P169-171)
关于斯伦贝谢纤维暂堵技术在应用过程中的几点认识 斯伦贝谢纤维暂堵转向的实施是在压裂改造过程中先加入部分小粒径的支撑剂，然后转换为大粒径的支撑剂，第一级加砂结束后泵入纤维暂堵剂，大粒径颗粒可以将其他材料拦截在裂缝入口处，同时小粒径颗粒有效降低了渗透率并实现暂时封堵隔离。纤维则对压裂液中的固体材料起到了有效支撑，并且可以增加桥堵效果。当裂缝被暂时封堵住后，由于净压力的上升，裂缝会在其他位置开启。通过不断重复压裂-封堵转向-压裂的步骤，可以实现储层的有效覆盖。 标签：裂缝;压裂;完井 一、前言 纤维暂堵转向压裂技术是在压裂施工过程中实时地向地层中加入适量纤维暂堵剂，而流体流动遵循向阻力最小方向流动的原则，纤维先进入地层天然裂缝或先期人工裂缝，在缝端暂堵，形成高于裂缝破裂压力的压力差值，使后续工作液不能向天然裂缝或先期人工裂缝流动，这必燃会在一定程度上升高井底压力，在一定的水平两向应力差条件下，产生二次破裂进而改变裂缝起裂方位以产生新裂缝。 斯伦贝谢纤维暂堵转向技术是采用化学封隔与机械封隔相结合的方式来实现分级压裂。采用复合封隔方式可以在保证封隔效果的基础上，提高效率。同时可以解决机械封隔与射孔段不能距离过近的问题，保证优质储层的加密改造效果。 二、压裂改造前准备 斯伦贝谢机械封隔主要是采用Infinity可溶球座工艺。球座与封隔球全部可溶，从而实现全通径压裂完井。可溶球座基本数据如下表所示： 因此，为了实现球座锚定，在下套管时需要预置球座接收环，而球座接收环内径为94mm，比球座外径略小，球座下放经过接收环时，点火坐封，球座锚片通过伸缩锚定在接收环上，然后投球，使可溶球坐落在球座上而达到有效封堵的目的。球座激活前后状态如图1、图2所示。 三、纤维暂堵转向压裂技术 （一）暂堵转向技术介绍 斯伦贝谢纤维暂堵转向压裂工艺与常规水力泵送桥塞压裂工艺流程基本相同。第一段采用连续油管传输射孔后环空试挤，剩余层段采用套管可溶球座射孔联作工艺。即用电缆连接射孔枪和套管可溶球座工具串，在井口密封状态下，将工具串下入井内，工具串达到目的层段，上提点火坐封桥塞;上提电缆分别完成
压裂用全可溶桥塞的风险分析 摘要：目前普遍应用全可溶桥塞实施水平井多级压裂技术，技术优势明显，但 是在实际应用中桥塞不完全溶解的情况时有发生，个别油井甚至造成了通井时卡 管柱的情况。结合桥塞性质，对桥塞未溶解的原因进行了分析和实验后认为，在 地层压裂系数低和见油快的油井中桥塞存在不完全溶解的风险。 关键词：多级压裂；可溶桥塞；风险 随着致密油气田的开发价值日益可观，相应配套的求产措施主要为水平井开 发并多级压裂投产，全可溶桥塞具有随射孔作业同时入井并座封，压裂施工时相 对承压高，施工后基本全部溶解不需要额外通井作业等优势，是目前水平井实施 多级压裂的主要手段。 1 全可溶桥塞的基本参数 全可溶桥塞是一款系列尺寸的金属桥塞，适用于多种套管内径的高、中、低 温油、气、水井。桥塞金属、胶筒分别能在30~150℃水溶液中溶解，能在复杂的 井筒环境中实现承压、快速溶解和施工后8~10天全部溶解。卡瓦采用了较小的 陶瓷粒子（8×5mm颗粒），溶解完留在井内的不溶物小于1‰。 桥塞随电缆射孔管柱泵送至预定位置，通过适配器连接于射孔管柱尾部，依 靠射孔枪点火后产生垂向作用力实现座封及丢手功能，压裂前30分钟泵入可溶 压裂球，形成有效正封堵。桥塞座封后耐压10000psi（70MPa），耐温30~150℃，内通径较大可确保井内流体快速无节流排出，上端有挡砂口可防止下入过程中中 心孔进砂。 图1 全可溶桥塞实物图 图2 全可溶桥塞结构图 2 全可溶桥塞存在的问题分析 近年在矿场实践中应用全可溶桥塞实施水平井分段压裂时，发现有2口井压 后初次下泵生产情况均不理想，主要表现为供液能力差，实施作业通井后，产量 均大幅上升，且长期稳产效果显著，结合现场实际和生产动态分析认为2口井主 要存在桥塞不完全溶解的问题，从而导致了水平井求产受限。 2.1 在井筒内存在不溶解现象 图3 秘H1井通井前后生产情况对比 秘H1井压裂后放喷不出直接下泵生产，平均日产液6.1方/天，日产油4.2吨/天，生产4个月后通井作业，在第5个桥塞位置硬遇阻无进尺，改用连续油管带水力螺杆钻施工，至人工井底共有8个桥塞遇阻（共计使用了17个），利用螺 杆钻均顺利钻通，但是上提管柱时油管卡，之后经历近2个月的复杂施工，才顺 利下泵恢复油井正常生产。作业后平均日产液17方，日产油13吨，产量明显上升。从油井通井时桥塞位置遇阻现象和通井前后的生产情况对比看，通井前部分 桥塞未完全溶解，且对油井的产能造成了直接影响。 从返出液中筛出的桥塞碎块和胶筒，多数为外表溶解但溶解物包裹着未溶解 部分，碎块质地较硬，现场用大锤砸击未碎。少数碎块依然保持着原始形状，辨 识度较高，并且体积相对较大，同样质地坚硬。通过现场调研认为，未完全溶解 的桥塞呈碎块状不利于钻塞作业，且体积较大、质地坚硬，冲钻桥塞时管卡的风
氮气泡沫调剖堵及提高采收率的应用机理研究 氮气泡沫调剖堵水及提高采收率的 应用机理研究 刘文章教授 中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院 二○○四年十月 氮气泡沫调剖堵水及提高采收率的应用机理研究 中油勘探开发研究院刘文章教授 前言 油田注氮气提高采收率技术在70年代及80年代前期在美国达到现场试验及应用高潮。据调研，有33个油田采用注氮气进行非混相驱、混相驱、保持压力、重力驱等采油方式提高采收率。在加州大规模注蒸汽热采稠油油田，蒸汽吞吐作业中加入氮气泡沫进行调剖超过5000井次，蒸汽驱加入氮气泡沫剂进行封堵汽窜及提高汽驱采收率的先导试验项目超过30个。此外，在美国、加拿大、委内瑞拉等国，随着从空气中膜分离制氮技术设备迅速发展，注氮气作业成本较低，仅为天然气的1/3、CO2的1/4左右，注氮气（包括氮气泡沫）开采低渗透油田、底水油藏注氮气压水锥、低压油藏氮气泡沫欠平衡钻井完井、各种油井增产技术如压裂、酸化、洗井冲砂作业中，已广泛应用。90年代以来，由于对各种注氮气采油机理及先导试验项目已有相当多的研究成果及经验，技术上比较成熟，应用上已常规化，因而这方面公开报道的文献逐渐减少，但该项技术在推广应用中仍在深入研究并向前发展。在我国，在70年代曾在玉门油田进行过注水中加空气泡沫剂堵水提高采收率试验。90年前后，华北油田在雁翎裂缝性古潜山油藏进行注氮气压水锥提高采收率技术试验。 在1987年，随着我国稠油油田注蒸汽热采技术的快速发展并且热采产量突破300万吨/年，许多油藏出现注入蒸汽窜流严重，本人为推进稠油注蒸汽热采技术的发展，改善蒸汽吞吐及蒸汽驱采油效果，开始室内实验研究注入蒸汽中加入
投球式滑套球座冲蚀磨损及评价方法研究 李强;董社霞;路振兴;蔡普利;吴明明 【摘要】流体携砂冲蚀球座易导致投球滑套密封失效,而投球滑套的密封性能是影响水平井裸眼分段压裂完井技术的关键因数之一.为研究投球滑套密封的冲蚀磨损失效,依据投球滑套的实际工况,基于流体力学、切削变形理论和试验数据,建立一套适用于球座冲蚀磨损仿真分析规范及评价方法.基于上述规范及方法,利用流体软件实现锥度球座的结构优化.结果表明,球座最大冲蚀磨损率主要分布于漏斗形锥面变径处;随着球座锥度的增加,最大及平均冲蚀磨损率也相应地增加,并呈现出二次函数的变化趋势. 【期刊名称】《润滑与密封》 【年(卷),期】2016(041)007 【总页数】6页(P115-119,142) 【关键词】分段压裂;投球滑套;球座;冲蚀磨损;评价方法 【作者】李强;董社霞;路振兴;蔡普利;吴明明 【作者单位】中海油田服务股份有限公司天津300459;中海油田服务股份有限公司天津300459;中海油田服务股份有限公司天津300459;中海油田服务股份有限公司天津300459;西南石油大学机电工程学院四川成都610500 【正文语种】中文 【中图分类】TE355.6;TH117.1
水平井裸眼完井分段压裂技术是近年兴起的开采非常规油气田的新技术，可显著提高非常规油气藏的产能，分段压裂管柱主要由多个裸眼封隔器和投球式滑套组合而成，如图1所示，其中投球滑套的数量直接决定着分段压裂级数，其密封性能决 定分段压裂的成败。球座是投球滑套整个工具的关键零件，大量研究表明球座的冲蚀磨损是投球滑套密封失效的主要原因，表现在携砂液含有大量支撑剂，在高压、高流速、高温的冲击下，出现球座锥面冲蚀现象，造成密封处封堵不住高压流体，引起封隔段串通[1-5]。为了充分认识球座冲蚀磨损现象，本文作者基于流体力学、切削变形理论、球座试验，对球座冲蚀磨损现象进行相关研究。 1.1 投球滑套模型的确立 投球滑套的密封性能是决定分段压裂成败的关键因数之一，投球滑套的作用在于通过投入树脂球打开滑套，贯通管柱与井壁间的流道，使压裂液通过流道进入到裸眼井壁，同时将下一层压裂液和压力封隔开，每个套筒内装有一个对应的球座，以实现相应层段的压裂[6-8]，如图2所示。表1给出了低密度球和球座的尺寸参数。1.2 球座流动模型的确立 携砂液是固液两相流，假定水平段流场运动为连续不可压缩，流体流动为稳态，本文作者采用k-ε湍流模型和DMP-Lagrange离散相模型模拟投球式滑套球座内部流场运动。 1.3 球座冲蚀磨损方程的确立 采用离散相模型时，必须设置壁面磨损速率Rerosion，它是冲击角函数、直径函数、冲击速度函数的连乘，其定义为 式中：mp为颗粒质量流量；Aface为冲蚀面积；K为颗粒直径函数，取值 1.1×10-10；vb(v)为冲击速度函数，塑性材料取 2.3～2.4；f(a)为冲击函数，由下式确定： 支撑剂颗粒冲击球座壁面时将会产生反弹作用，可用壁面上的法向和切向壁面恢复
大通径桥塞与可溶球技术在页岩气 X 井的应用 王海东;唐凯;欧跃强;鄢杨;张良;张清彬 【摘要】以页岩气水平井—X 井的射孔与桥塞联作工艺为对象，为解决该井分段 压裂后连续油管钻塞困难，同时提高该井作业时效、降低后续成本，采用了分簇射孔与大通径桥塞加可溶球联作的工艺技术。分析了大通径桥塞技术特点、阐述了作业的基本工艺及在 X 井应用中的器材优选，包括工艺技术选择、大通径桥塞、可 溶球、坐封工具、射孔器材以及射孔与桥塞联作管串设计与通过能力分析等。在常压、95℃清水介子中，对 X 井采用的Φ83 mm 可溶球进行了溶解测试试验。试 验结果表明：该可溶球有效压裂的作用时间大于12 h。通过 X 井实际作业情况表 明了大通径桥塞与可溶球技术对页岩气深井、长水平段井的开发具有重要的意义。%X well is a horizontal well of shale gas.The technology of multi-cluster perforation and setting bridge plug are taken as an object in this paper,in order to solve this difficulty of coiled tubing drilling plugs,improve efficiency,and reduce costs,using the technology of multi-cluster perforation,big diameter bridge plug and dissolvable ball in X well.The characteristics of big di-ameter bridge plug is analyzed and the basic technology and equipment and tool optimization are described,including technology selection,big diameter bridge plug,dissolvable ball,setting tool, perforating gun,gun string design and carrying capacity analysis in X well and so on.In addition, a d issolution test of Φ83 mm dissolvable ball in 95 ℃ water mesons and atmospheric pressure is taken and the test result is that the effective fracturing time of dissolvable ball is longer than 12 h.The application of big diameter bridge plug and dissolvable ball in X Well
国内外水平井压裂滑套技术研究进展 安伦;何东升;张丽萍;荆江录 【摘要】套管滑套压裂技术是近几年发展起来的一种水平井储层改造方法,该技术不需要下套管固井、射孔等操作.通过对国内外压裂技术调研分析,发现国内外压裂滑套技术采用特殊工具(球、飞镖、HBA)或者使用连续油管和井下工具打开滑套,进行加压,实现地层压裂,改善地层的渗透率、孔隙度,提高采收率.介绍了国外各公司现阶段的压裂滑套产品,并分析了各压裂工具的结构、工作原理,对比其优缺点.针对国内现阶段的压裂滑套技术的不足指出了现阶段压裂滑套的研究重点和发展方向.【期刊名称】《石油矿场机械》 【年(卷),期】2016(045)002 【总页数】5页(P84-88) 【关键词】分段压裂;压裂滑套;地层改造;多级压裂 【作者】安伦;何东升;张丽萍;荆江录 【作者单位】西南石油大学机电工程学院,成都 610500;西南石油大学机电工程学院,成都 610500;中国石油集团西部钻探工程有限公司井下作业公司,新疆克拉玛依 834000;中国石油集团西部钻探工程有限公司井下作业公司,新疆克拉玛依834000 【正文语种】中文 【中图分类】TE934.203
随着石油天然气的开发、开采，低渗透、低空隙度等非常规油气井增多，开发难度加大。水平井分段压裂技术有效的实现了压裂增产的目的，是油田增产增注的有效手段。这项技术在页岩气、煤层气的开发中占主导地位。随着非常规油气田的增多，水平井钻井数越来越多，水平井压裂技术的应用也越来越广泛[1]。近几年，我国 的水平井分段压裂技术取得了很大进步，但与国外的技术仍然存在差距。 压裂滑套是分段压裂技术的关键。国内外对压裂滑套的结构和功能进行了对比研究[2-5]。要有效的实现压裂增产，滑套必须具备以下特点： 1) 滑套能在设定压力下准确打开，需要的时候能关闭。 2) 滑套在未打开之前，压裂液或者其他流体不外泄，密封有效。 3) 在实现上一级或几级压裂时，保证与下一级之间有效封堵。 国外水平井分段压裂技术已经广泛应用，其设备也相对完善。BackerHughes、Sclumberger、Halliburton和Weatherford公司都有自己的压裂滑套及其配套 工具。 从分段级数上分，压裂滑套可分为无级压裂滑套和有限级压裂滑套。无级压裂有Weatherford公司的I-ball工具、Schlumberger公司的TAP完井系统；其他压裂方法可以实现不同层数的压裂。从压裂工具打开方式上分，可分为投球(飞镖)式压裂滑套、连续油管工具打开压裂滑套和液压打开3种工具。投球滑套有Weatherford公司的ZoneselectTM系列中Multi-shift和Single-shot滑套、Halliburton的RapidFRAC滑套等；连续油管打开压裂滑套有Weatherford公 司的ZoneSelect Monobore系统，液压打开压裂滑套有BJ Servces公司的OptiPort系统。 1.1 Weatherford公司的ZoneSelectTM系统 1.1.1 Monobore工具 Weatherford公司的ZoneSelectTM Monobore压裂工具适用于水平井，主要