預(yù)置球座分段壓裂完井工藝技術(shù)研究

秦飛翔(大港油田公司石油工程研究院，天津 大港 300280)

低孔低滲復(fù)雜斷塊油藏是大港油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的主戰(zhàn)場(chǎng)，低孔低滲儲(chǔ)層的開采，大都具有能量不足的特點(diǎn)，單獨(dú)以提高儲(chǔ)層鉆遇率和增大泄油面積來開發(fā)不能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效開發(fā)，需要在完井過程中結(jié)合分段壓裂措施改造。本文結(jié)合大港油田低滲透復(fù)雜斷塊壓裂改造特點(diǎn)，優(yōu)化多簇射孔壓裂完井工藝，用預(yù)置球座和密封球取代常規(guī)可鉆橋塞，對(duì)配套工具進(jìn)行優(yōu)化，確保工具性能可靠，可滿足大港油田3至5級(jí)直井壓裂完井的要求，本技術(shù)可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模壓裂改造。

目前油田已在分段壓裂技術(shù)中，應(yīng)用了套管固井分段壓裂和可鉆橋塞多簇射孔兩項(xiàng)技術(shù),套管固井滑套分段壓裂為單點(diǎn)壓裂，不適合薄互層壓裂；可鉆橋塞多簇射孔技術(shù)應(yīng)用過程中存在施工過程復(fù)雜、橋塞下入過程中遇卡、坐封后不密封等風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)以上問題，通過研發(fā)新的工藝技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模壓裂改造，而且操作簡單、安全可靠。

1 配套工具研發(fā)與優(yōu)化

1.1 密封球的優(yōu)化

密封球設(shè)計(jì)為復(fù)合材料，要求耐磨易鉆，與預(yù)置球座配合使用，可實(shí)現(xiàn)3-5級(jí)的直井多簇壓裂完井。

1.1.1 預(yù)置封隔工具及球的密封試驗(yàn)

試驗(yàn)方法:將球放入球座內(nèi)，上端安裝Ф139.7mm試壓接頭，并與100MPa試壓泵連接，進(jìn)行強(qiáng)度密封試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)論:預(yù)置球座與密封球配合，按等級(jí)由小到大分別可承壓70MPa、65MPa、60MPa，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求。

1.1.2 預(yù)置封隔工具及密封球可鉆性試驗(yàn)

將密封球放入預(yù)置球座內(nèi)，用螺桿鉆依次鉆穿球座工具，第一組以360-480L/min小排量鉆穿球座工具，第二組以360-540L/min大排量鉆穿球座工具，進(jìn)行工具可鉆性能試驗(yàn)。

表1 預(yù)置封隔工具及密封球可鉆性試驗(yàn)結(jié)果

3 4 0.6-2.4 0.6-2.4 360-480 360-540 1:30 1:25 120 120

室內(nèi)試驗(yàn)證明，鉆除球座工具時(shí)間需要90分鐘左右，鉆后內(nèi)徑120mm，達(dá)到套管柱內(nèi)通徑尺寸，研制的預(yù)置球座及密封球可鉆性能符合設(shè)計(jì)要求，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需求。

1.2 預(yù)置球座的優(yōu)化

1.2.1 試驗(yàn)方法:將球座上端連接Ф139.7mm試壓接頭，并與100MPa試壓泵連接，下端與Ф139.7mm母死堵連接，進(jìn)行強(qiáng)度密封試驗(yàn)。

表2 預(yù)置球座承壓性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果

1.2.2 試驗(yàn)結(jié)論:預(yù)置球座強(qiáng)度與套管強(qiáng)度相同，符合性能設(shè)計(jì)要求，具備現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的條件。

1.3 固井膠塞的優(yōu)化

1.3.1 膠塞結(jié)構(gòu)優(yōu)化

固井過程中，既保證將套管中的水泥漿驅(qū)替刮削干凈，又易通過縮徑位置，膠塞通過球座有0.5—1MPa壓力變化。

相比舊膠塞，新膠塞膠皮硬度更大，不易變形，膠塞整體長度減小，膠塞桿本體外徑加大，在保證膠皮外徑的同時(shí)，膠皮更小。頂替過程更有利于膠塞整體居中，避免膠皮變形發(fā)生翻轉(zhuǎn)。另外，增加1道密封圈，能有效保證碰壓后的密封效果。

2 結(jié)語

2.1 對(duì)配套工具進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)并優(yōu)化，有的放矢進(jìn)行整改，對(duì)優(yōu)化后的工具效果進(jìn)行了正確的評(píng)價(jià)，保證了完井施工成功率。

2.2 研制的預(yù)置球座分段壓裂工藝及配套工具，經(jīng)室內(nèi)試驗(yàn)證明各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，具備現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的條件。可滿足大港油田3至5級(jí)直井多簇射孔壓裂完井的需要。該技術(shù)工藝簡化，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模壓裂改造，屬于國內(nèi)外首創(chuàng)。

[1]劉洪林等.《非常規(guī)油氣資源發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵問題》.天然氣工業(yè)，2009，29(9):113-116.

[2]張懷文,張繼春等,《水平井壓裂工藝技術(shù)綜述》，新疆石油科技，2005年第4期.