桥塞分层射孔压裂技术

易钻桥塞座封和射孔连作在长北气田分层压裂中的应用及效果分析王冲;李浩;贾进孝;孟令涛;赵宏波【摘要】鄂尔多斯盆地长北气田发育多套低渗透含气层系,其改造需要分层压裂.常规分层压裂的缺点是从第2段开始,在对每一段进行射孔前都需要用电缆下桥塞封堵下面层段之后起出电缆,再下射孔枪射孔,这样每射孔一个层段需要下两趟电缆,延长了外来流体对储层的浸泡时间,并增大了储层的伤害和施工风险.为了解决该问题,在长北气田试验了易钻桥塞座封和射孔连作在分层压裂中的应用.该工艺的施工过程包括四步,首先,将桥塞与射孔枪连接在一起,在自身重力或者采用水力泵送等方式输送桥塞和射孔枪到达目的深度后,地面给电信号座封桥塞,同时桥塞与射孔枪丢手,上提射孔枪到目标位置射孔;其次,压裂对应井段;再次,重复前两步施工过程,压裂完所有施工层段之后磨桥塞;最后,洗井.新工艺下一趟电缆可以完成一个层段的桥塞座封和射孔,明显缩短了施工周期,减少了钻井液、完井液、压裂液和洗井液对储层的浸泡时间和伤害.试验证明,易钻桥塞座封和射孔连作分层压裂后气井产量明显高于采用传统方法分层压裂后的气井产量;该工艺的成功实施,初步探索出了低孔低渗储层的有效改造技术手段,为鄂尔多斯盆地多层系气层高效开发积累了宝贵的经验.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2016(035)005【总页数】6页(P67-72)【关键词】桥塞;座封;射孔;压裂;磨桥塞【作者】王冲;李浩;贾进孝;孟令涛;赵宏波【作者单位】中国石油长庆油田分公司第二采气厂,陕西西安710021;中国石油长庆油田分公司第二采气厂,陕西西安710021;中国石油长庆油田分公司长庆实业集团公司,陕西西安710021;中国石油长庆油田分公司勘探部,陕西西安710021;中国石油长庆油田分公司第二采气厂,陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】TE934.2鄂尔多斯盆地属于多旋回克拉通沉积盆地［1，2］，发育多套含油气层系［3］，其中在榆林气田上古生界的本溪组、太原组、山西组和石盒子组均发现了较好的含气显示［4］。

国外页岩气水力压裂技术及工具一览页岩储层具有超低孔低渗特性，钻完井后需要压裂改造后才得到经济产量。

国外油田服务公司最新工具达到了很高水平，水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术用高强度低密度球级差达到1/16in，封隔器耐压差达到70MPa，TAM公司自膨胀封隔器最高可达302 °C ；泵送桥塞射孔分段压裂技术所用桥塞可分为：堵塞式、单流阀式和投球式复合桥塞，桥塞耐压差达103.4MPa，耐温232 °C ；哈里伯顿CobraMax H连续油管喷射工具系统，目前最多达到44段。

这些为国内页岩气水力压裂完井方式与压裂工具的选用打下基础。

从应用工具角度看，分段压裂工艺方面主要包括：水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术，泵送桥塞分段压裂技术，水力喷射分段压裂技术。

从压裂工具方面分析，目前页岩气压裂技术有可膨胀封隔器/裸眼封隔器+滑套多级压裂，泵送桥塞射孔压裂联作多级压裂，水力喷射压裂等。

在美国的页岩气开发技术中，可膨胀封隔器/裸眼封隔器+滑套多级压裂，泵送桥塞射孔压裂联作多级压裂技术比较成熟，使用比较广泛，可适用于较长的水平段；水力喷射压裂可实现准确定位喷射，无需机械封隔，节省作业时间，非常适合用于裸眼井、筛管井以及套管中井。

1、水平井裸眼封隔器投球滑套多级压裂系统封隔器投球滑套多级压裂技术一般采用可膨胀封隔器或者裸眼封隔器分段封隔。

根据页岩气储层开发的需要，使用封隔器将水平井段分隔成若干段，水力压裂施工时水平段最趾端滑套为压力开启式滑套，其它滑套通过投球打开，从水平段趾端第二级开始逐级投球，进行有针对性的压裂施工。

水平裸眼井多级压裂目前已经是北美页岩气压裂开采主要技术手段，并越来越受到作业者的欢迎。

水平井多级压裂技术关键在于封隔器（压裂封隔器和可膨胀封隔器）和滑套可靠性和安全性能，尤其是管外封压裂管柱的可膨胀封隔器和开启滑套的高强度低密度球材料决定技术的成功与否。

目前国外油田服务公司都有自己成熟的工具，高强度低密度球级差达到1/16in，封隔器耐压差达到70MPa，TAM公司耐高温自膨胀封隔器最高可达30 °C 。

创新技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald38桩23断块构造上位于济阳坳陷沾化凹陷东北部五号桩洼陷的北部，其主要含油层系为沙三下Ⅱ油层组，沙三下Ⅱ油组分为五个砂层组，含油小层主要集中在一、二砂层组，分布稳定，厚度大，其余砂层组厚度相对较薄。

桩23区块储层纵向跨度大，不能实现各小层均衡动用，在达到采油工程方案要求的半缝长和导流能力的基础上，进行分段数优化和施工参数优化，实现效益的最大化。

1 技术原理及性能指标电缆桥塞射孔、压裂联作技术包括分级多簇点火控制技术、可钻式复合材料桥塞技术、水力泵送优化设计技术、深度校正技术、电缆密闭带压作业技术、井下安全控制技术、非常规储层优化射孔技术、分段压裂技术。

1.1 技术原理该工艺首先采用爬行器或油管输送完成地层最下端第一段射孔任务，再采用电缆输送方式利用水力泵送技术将井下安全工具、射孔器和桥塞工具等输送至目的层，深度校正后首先点火坐封桥塞，然后上提管柱到射孔位置，利用分级点火控制装置逐级引爆各簇射孔枪，从而实现分簇射孔与桥塞联作施工，然后进行分段压裂，最大限度的改造地层，提高采收率。

1.2 主要技术指标（1）可实现10簇以内分级点火起爆；（2）电缆防喷装置耐压1.5×104psi，防硫EE级，通径162 m m；（3）耐温220 ℃/4 h，耐压105 MPa 。

2 工艺技术设计2.1 电缆密闭带压作业技术根据非常规井内压力和电缆的类型选择阻流管的长度和内径、优选注脂方式和注脂压力，优化管柱结构及重量；根据分簇射孔的仪器串长度选择防喷管柱的长度；根据入井工具的外径选择防喷管柱的通径；并根据其配套相应的三翼防喷器和剪切防喷器的闸板等核心部件。

2.2 分级多簇点火控制技术针对非常规油气层施工中，常需要采用多簇射孔器射孔。

目前主要采取液控式和编码式两种分级点火控制技术，实现多簇射孔器准确的点火控制。

分簇射孔一复合桥塞联作分段压裂技术-工程论文分簇射孔一复合桥塞联作分段压裂技术慕光华成随牛冯滨随着国内页岩气、致密油气的开发，在水平井施工中，分簇射孔一复合桥塞联作的分段压裂开发模式得到广泛应用。

与其他开发模式相比，它具有可实现大排量注入、分簇射孔、分段体积压裂和作业效率高等优点。

分簇射孔一复合桥塞的分段压裂的核心技术为水力泵送工艺技术、多级点火分簇射孔技术、快钻复合桥塞技术、滑溜水多段体积压裂技术。

前三项技术由射孔施工队伍承担完成。

分簇射孔一复合桥塞分段压裂示意图将水平井段分成若干段（一段的控制距离为100〜150m ），第一段采用油管、连续油管及电缆爬行器进行射孔后压裂，其他段采用分簇射孔-复合桥塞联作工艺技术施工。

用电缆将联作仪器串下入井内，在大斜度及水平井段用水力泵送的方式推进，即水力泵送工艺技术。

首先用复合桥塞封堵前一段，再对本段进行分簇射孔，起出联作仪器串，再对该段进行体积压裂施工。

联作仪器串示意图多级点火分簇射孔技术是将串接的电缆射孔器和桥塞座封工具下放到预定射孔位置后，从底部逐级进行分层点火。

主要通过两种方式来实现：分簇射孔一复合桥塞联作分段压裂技术一是采用压力机械开关装置，由下部射孔枪起爆后，产生的爆炸压力推动机械开关闭合，接通上部射孔枪雷管的原理，实现电缆分级射孔。

如果某级压力开关未闭合，则本级和后级射孔器无法点火起爆。

二是利用可编码的电子开关技术，通过地面仪器控制可编码电子开关，有选择地将雷管与电缆缆芯导通，完成分级点火。

特点是可以串接数量比较多（10〜20级）的下井射孔器，跳过故障级对后一级进行点火，提高分簇射孔的下井一次成率。

多级点火分簇射孔还具有以下特点：电缆传输+液体推送+座封桥塞+分级起爆多根射孔枪，每级分2〜6簇射孔，每簇长度0.46〜0.77m，簇间距20〜30m。

快钻复合桥塞是从常规铸铁桥塞发展而来，通常采用连续油管或电缆水力泵入下入方式。

技术特点是采用分级点火联作施工，先坐封复合桥塞，后进行分簇射孔。

第17卷第6期2020年12月中国'煤层气；CHINA COALBED METHANEVol. 17 No.6D ec ember.2020泵送桥塞分段压裂工艺在煤层气二开半程固井”水平井中的应用姚伟薛占新金国辉王青川王琪徐婷婷(华北油田山西煤层气勘探开发分公司，山西046000)摘要：沁水盆地樊庄、郑庄区块水平井主要采取“二开半程固井+油管拖动压裂”的开方式 式，该工艺实现了单分支水平井日产万方的突破。

但该工艺施工周期长，安全隐患大的问题逐步显现。

为此，借鉴常规油气和页岩气开发经验，首次在国内二开半程固井水平井开展泵送桥塞分段压裂试验，取得成功。

现场试验表明：泵送桥塞分段压裂工艺可在煤层气半程固井水平井中推广应用；该工艺可实现一天压裂3~4段，提高了施工效率；依据井眼轨迹不同，桥塞可选用速钻桥塞、可溶桥塞。

关键词：煤层气水平井泵送桥塞分段压裂Application of Pumping Bridge Plug Staged Fracturing Technology in CBM Horizontal Well with Second Spud Halfway CementingYAOWei,XUEZhanxin,JINGuohui,WANG Qingchuan,WANGQi,XU Tingling (Shanxi CBM Exploration &Development Branch,PetroChina Huabei Oilfield Company,Shanxi046000)Abstract：The horizontal wells in the Fanzhuang Block and Zhengzhuang Block in Qinshui Basin mainly adopt the development m ethod of‘‘second spud halfway cementing and tubing drag fracturing”.This technology has achieved a breakthrough of10000 cubic meters per day in single branch horizontal wells. However,the construction period of this process is long,and the problems of potential safety hazards are gradually emerging.For this reason,referring to the development experience of conventional oil and gas and shale gas,the pumping bridge plug staged fracturing test was successfully carried out for the first tim ein domestic horizontal well with second half of cementing.The test results show that,the pumped bridge plugs staged fracturing technology can be popularized and applied in coalbed methane halfway cementing horizontal wells.This technology can achieve 3 ~ 4 stages of fracturing in one day，increasing the con­struction efficiency.Depending on the well trajectory,quick drilling bridge plug and soluble bridge plug can be selected.Keywords：Coalbed methane；horizontal well；pumping bridge plug；staged fracturing水平井作为煤层气开发的主力井型，突破了煤 层非均质的局限，增加了煤层气的解吸范围，提高基金项目国家科技重大专项资助项目“沁水盆地高煤阶煤层气高效开发示范工程”（2017ZX05064)任务二“水平井钻完并技术”作者简介姚伟，男，工程师，现从事煤层气井增产研究工作。

泵送桥塞分段体积压裂技术的研究及现场应用摘要：泵送桥塞是一种近年来发展的压裂改造新工具，在致密性油气藏中应用广泛。

致密性油气藏具有低孔、低渗、天然裂缝不发育等特征，完井方式通常以水平井完井为主。

在致密性水平井体积压裂改造中，泵送桥塞工艺有着很大的优势，其分隔、射孔一体技术满足了致密性油气藏水平井改造所需要的大排量、大液量等施工参数。

为该种油气藏的改造开发提供了一套完备的方式方法。

关键词：致密油泵送桥塞体积压裂水平井引言随着我国油气田勘探开发的深入，常规油气产量有逐步递减的趋势。

美国致密油的突破性进展给我国的致密性（低渗透）油气藏开发给予了重要启示。

我国油气勘探开发也将逐步向致密性油气藏方向发展。

2013年2月完钻的任密1H井是华北油田公司一口致密性油藏水平井。

其地质特点为储层岩性复杂，以泥质粉砂岩，砂岩为主。

储层低孔、低渗，天然裂缝不发育，总体属低孔、低渗致密油储层。

任密1H井多段改造提高裂缝长度，体积改造是该井获得突破的关键。

该井采用泵送桥塞，分段改造工艺，压裂过程中采取先进行酸化处理，后添加转向剂的体积压裂技术，实现体积改造最大化和低成本经济开发的目标，为国内致密性油气藏开发提供了可借鉴的成功案例。

一、泵送桥塞工艺1.泵送桥塞泵送桥塞是一种近年来发展的压裂改造新工具，在国外致密性油气藏中广泛应用，哈里伯顿、贝克休斯、斯伦贝谢、威德福等公司都有该工具的研发与使用。

尤其是在致密油气藏水平井压裂上具有很大优势，逐步替代了传统的封隔工具，为水平井压分层改造提供了更好的选择。

泵送桥塞工具主体由电缆、射孔枪、坐封工具、封隔器构成。

桥塞中心具有球碗结构，坐封完毕投球封堵，如图1所示。

泵送桥塞投放前预置在井口防喷管串内，开启井口后，尾部拖带电缆投入光套管。

当到达一定井斜位置，靠其自身重力无法克服外部阻力时，与地面泵车配合，采用泵送方式，泵送到设计位置，进行点火作业，炸药推动坐封工具内液压缸坐封，坐封后坐封工具与桥塞脱离。

桥塞分段射孔压裂系统5/13/2010•耐压高达12,500psi,耐温可达450华氏度•没有铜环或者碳化钨镶齿阻碍磨铣•可以下多个桥塞去堵塞多个层段•齿合机理防止钻磨桥塞时，桥塞打转•坐封力被卡瓦和本体锁紧环牢牢地锁住•复合材料的特性大大提高的切割速率•坐封后无剪切销钉等遗留•卡瓦与套管的接触面积大，有效防止桥塞移动•可带生产通道（单向承压）或不带生产通道（双向承压）•带生产通道的桥塞：可以在桥塞磨掉之前进行试气，生产。

–1. 投球式•投球之后隔离下层–2. 单流阀式•内置提升阀，桥塞上部承压，流体可以从下往上流动•无生产通道桥塞：压裂完成之后全部磨掉，进行生产。

投球式单流阀式全堵塞式QUIK Drill TM桥塞坐封方式-电缆或液压坐封E-4电缆座封工具J型液压坐封工具适配接头QUICK DRILL桥塞•1. 井筒准备（Thunder）–用合适尺寸通径规通井，保证井筒内干净。

5 ½”套管•2. 第一段射孔–用爬行器拖动射孔枪下入，进行第一段射孔•3. 取出射孔枪，进行第一段压裂作业射孔枪•4. 电缆作业下入桥塞及射孔枪–水平段开泵泵送桥塞至预订位置•5. 点火坐封桥塞•6. 上提射孔枪至预设位置，射孔桥塞+适配接头+E-4电缆下入工具射孔枪•7. 起出射孔枪和桥塞下入工具•8. 压裂作业–投球至桥塞球座，封隔已压裂层，对此层进行压裂作业•9. 用同样的方式，根据下入段数要求，依次下入桥塞，射孔，压裂钻塞过程齿合式设计使上面桥塞剩余部分和下部桥塞锁紧，防止磨铣时的转动连续油管下入磨铣工具低密度钻屑很容易随着循环液返出到井口桥塞完全磨掉，有效防止了底层污染，得到了干净的井筒。

连续油管磨铣管串•连续油管接头•双回压阀•液压丢手接头•非旋转扶正器•双启动循环阀•双向震击器•高强度应急丢手工具•马达•磨鞋•泵排量：3-4bbl/min •马达转速：100-120rpm •钻压：4,000-8,000lb©2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved. 11。

水平井泵送桥塞+ 射孔联作技术常见问题列举及解决方案分析作者：杨维博，等来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2015年第10期杨维博1 王友勇2 霍红星31.北方斯伦贝谢油田技术（西安）有限公司陕西西安710065；2.浙江省岩土基础公司浙江宁波315000；3.西安近代化学研究所陕西西安710065摘要：随着我国重庆、四川等地页岩气的开采，泵送桥塞电缆射孔联作分段压裂技术被广泛应用，在该工艺施工过程中会出现压力泄漏、电缆变形遇卡、无法正常泵送射孔工具串、桥塞不坐封、坐封桥塞后未丢手、桥塞坐封丢手后无法射孔、电缆头脱落及泵送压力过高等问题，对于列举的各种问题的解决方案本文中做了简单总结。

关键词：水平井；泵送桥塞射孔连作；问题列举；解决方案1 概述国外长久以来的成功经验告诉我们，水平井及分段压裂技术是改造水平井储层的有效技术[1]，泵送桥塞+电缆分簇射孔技术在众多的水平井分段压裂技术中以其施工速度快，成本低廉，现场设备操作简单，可灵活调整射孔枪簇深度等优势被广泛应用于页岩气藏及致密气藏，在我国重庆焦石坝、四川威远、宜宾、甘肃泾川及陕西延安等地均有应用。

但其在施工过程中也出现了许多问题，对施工进度、质量等造成了一定的影响，因此如何对出现的问题进行分析并能快速有效的解决显得尤为关键[2]。

2 泵送桥塞电缆射孔联作分段压裂技术工艺过程先通井、刮管，确保井筒内干净、通畅。

利用连续油管、爬行器或有油管传输将射孔枪下入井筒至指定位置，进行第一段射孔。

起出射孔枪，光套管压裂第一段。

通过电缆连接射孔枪和桥塞，利用压裂车泵送到位，电点火坐封桥塞，上提电缆至射孔位置射孔，起出电缆和射孔枪，压裂第二段。

重复第二段下桥塞坐封、射孔、压裂过程，依次完成后面各段压裂。

各段压裂完成后，用连续油管钻掉桥塞进行排液、生产。

对于带通道桥塞，可以先排液生产再钻桥塞[3]。

3 泵送桥塞电缆射孔联作分段压裂施工过程中存在的问题及解决方案3.1 压力泄漏在电缆射孔作业期间，下放或上起时，配有专职人员观察井口压力，一旦发生压力泄漏，则会有多种可能性，立即采取以下措施：淤停止电缆运动，如果有泵入作业，通知立即停泵；于观察泄漏点；a 如果发生在井口密封注脂控制头———则调高密封脂注入压力，加快注入速度，补充密封脂或者空气压缩机压力；———必要时关闭三闸板防喷器；———更换注入口；———打开三闸板防喷器，观察有无压力泄漏，若再无压力泄漏，则慢慢活动电缆，确认正常后转入正常作业程序；b 如果压力泄漏点发生在防喷管，关闭三闸板防喷器，拆开防喷管，检查更换密封圈。

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。

桥塞分段压裂工艺桥塞分段压裂工艺是一种常用于油气井的增产技术，通过在井筒中设置桥塞，将井段分隔成多个小段，然后对每个小段进行压裂处理，从而增加油气的产能。

该工艺的应用可以有效改善储层的产能，提高油气的采收率，具有重要的经济意义。

桥塞分段压裂工艺的基本原理是通过设置桥塞将井筒分割成多个小段，然后对每个小段进行压裂处理。

桥塞是一种材料块或者流体体系，可以堵塞井筒中的一部分，使得油气只能从被压裂的小段产出，从而增加产能。

桥塞可以使用钢制体或者聚合物材料制成，具有一定的强度和耐高压的特性。

桥塞分段压裂工艺的操作步骤主要包括以下几个方面：1. 确定井段：首先需要根据地质勘探数据和油气储层性质，确定需要进行桥塞分段压裂的井段。

通常情况下，选择具有较好产能但还未充分开发的井段进行压裂处理。

2. 设计桥塞：根据井段的具体情况和井筒的尺寸，设计合适的桥塞。

桥塞的设计包括确定桥塞的长度、直径和材料等参数。

3. 安装桥塞：将设计好的桥塞通过井口或者井下设备运送到井底，然后通过注入液体或者气体将桥塞定位在需要压裂的井段上。

4. 压裂处理：在桥塞安装完成后，通过注入高压液体或者气体的方式对井段进行压裂处理。

压裂液体中含有适量的添加剂和砂粒，可以增加压裂的效果。

5. 桥塞固化：经过一定时间的压裂处理后，桥塞会固化，形成一个堵塞层，使得压裂液体只能从被压裂的小段产出。

通过桥塞分段压裂工艺，可以将井段分隔成多个小段，从而提高油气的产能。

这种工艺可以有效改善储层的渗透性和储集层的连通性，增加油气的采收率。

同时，桥塞分段压裂工艺还可以调整井段的产能分布，增加井底流体的动态压力，提高油气的采出效果。

桥塞分段压裂工艺是一种重要的增产技术，可以有效改善油气井的产能，提高油气的采收率。

通过合理的设计和操作，可以实现对油气井的有效开发和利用。

随着油气资源的不断开发，桥塞分段压裂工艺将在油气勘探开发中发挥越来越重要的作用。