煤層氣水平井多級橋塞鉆除的常見問題及對策

張微 李新 李偉 張雙省 劉盼紅

摘要：煤層氣水平井多級橋塞分段壓裂工藝技術(shù)，是開發(fā)非常規(guī)天然氣主要技術(shù)手段之一。但煤層氣水平井具有水平井段長、井下橋塞多、井況復(fù)雜的特點(diǎn)，在鉆塞施工中常遇到加壓困難、生產(chǎn)套管損壞、鉆銑進(jìn)尺緩慢、下推剩余橋塞部分遇阻、上提管柱遇卡等問題，針對這些問題進(jìn)行分析，制定措施和解決方案，現(xiàn)場得以順利完成鉆塞施工。

關(guān)鍵詞：煤層氣；水平井；多級橋塞；橋塞鉆除；常見問題；解決方案

我國煤層普遍存在低壓、低滲、低吸附氣飽和度的特性，為獲得經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，煤層氣水平井水力橋塞分段壓裂技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用，但是壓裂放噴完成后，鉆塞施工時(shí)常出現(xiàn)一些問題，對我們的后續(xù)施工帶來很大的影響，因此在鉆塞時(shí)問題的預(yù)防和迅速解決尤其關(guān)鍵。

1、復(fù)合材料橋塞簡介

復(fù)合材料橋塞除錨定卡瓦和極少量配件外，均采用類似硬性塑料性質(zhì)的復(fù)合材料制成，可鉆性強(qiáng)，同時(shí)密度小，很容易循環(huán)帶出地面，避免了常規(guī)鑄鐵橋塞磨銑后產(chǎn)生的金屬碎屑沉淀。

1.1復(fù)合材料橋塞的類型：如圖1

A 投球式：橋塞坐封后，橋塞具有流體通道，供其他作業(yè)；當(dāng)從井口投球后，球會落在球座，實(shí)現(xiàn)對橋塞上下兩端的封隔（可實(shí)現(xiàn)壓裂時(shí)由上往下的密封，同時(shí)當(dāng)下部壓力大于上部壓裂時(shí)，球會脫離球座，實(shí)現(xiàn)返排）。

B 單向閥式：橋塞的封隔效果類似于投球式橋塞，區(qū)別在于內(nèi)置的單向閥相當(dāng)于已經(jīng)投球后的投球式橋塞，省去了投球及泵送球的過程。

C 盲堵式：可直接坐封，頂部有泄壓閥，在鉆銑過程可以平衡上下壓力。

1.2工藝原理

用連續(xù)油管或電纜將丟手+射孔工具+橋塞工具串送到施工段，然后坐封橋塞-射孔-壓裂，如此重復(fù)，可實(shí)現(xiàn)對水平井無限多段的增產(chǎn)改造。施工完成后，下鉆鉆開所有橋塞。

2、常見問題及對策

2015年11月至2016年12月完成5口井鉆塞施工，分別是吉縣桃-平04井、古交ZS-9#-L06井、ZS-8#-L06井、CJS-L05和CJS-L06井，在鉆除橋塞時(shí)出現(xiàn)各種問題，如生產(chǎn)套管損壞、鉆銑進(jìn)尺緩慢、下推剩余橋塞部分遇阻、上提管柱遇卡等，諸多問題給施工帶來了困難，延長了周期，因此需要對出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析處理，制定解決措施及方案。

2.1套損及孔眼毛刺，造成起下管柱有掛卡現(xiàn)象

問題描述：吉縣桃-平04井鉆穿完第三級橋塞起管檢查工具時(shí)，出現(xiàn)掛卡，掛卡點(diǎn)固定。通過核對數(shù)據(jù)，卡點(diǎn)1385.73m，射孔井段1383-1386。

原因分析：起出管柱觀察分析，油管壁上有條狀劃痕，油管接箍有掛痕，油管接箍90°直角面被掛成斜面角，分析為套管射孔段毛刺造成的掛卡。

現(xiàn)場處理：2015年11月30日，繼續(xù)下螺桿鉆具進(jìn)行鉆進(jìn)，下至1385.73m處，開泵對該處卡點(diǎn)進(jìn)行鉆掃，施工排量：600L/min，泵壓3.5MPa，控制鉆壓5-10kN，鉆掃通過后上下多次劃眼，直至起下管柱順利，懸重?zé)o異常顯示，解除該處掛卡問題。

2.2直井段短，水平段長，摩阻大，加壓困難，進(jìn)尺緩慢

問題描述：古交ZS-9#-L06井，在鉆除最后2個(gè)橋塞時(shí)，除去摩阻，原懸重只有20kN，鉆進(jìn)時(shí)，負(fù)荷釋放，加壓20kN，排量600L/min，泵壓6.5MPa，設(shè)定泵壓上限10MPa，泵車轉(zhuǎn)速1019轉(zhuǎn)，鉆進(jìn)緩慢，出口返出橋塞碎屑細(xì)小。

原因分析：古交ZS-9#-L06井，210m開始造斜，入煤點(diǎn)：666m，井底位移1002.5m，直井段短，水平段長（見圖2），摩阻大，鉆進(jìn)施工時(shí)，加壓困難。

現(xiàn)場處理：對鉆具組合進(jìn)行了調(diào)整，φ73mm外加厚油管下在井斜角70°以上，水平段下入φ73mm平式油管。在參數(shù)上，控制排量500L/min，泵壓4-5MPa，泵車轉(zhuǎn)速930-980轉(zhuǎn)。這樣可減少井底回壓，有利于施加鉆壓，達(dá)到鉆除橋塞的目的。

2.3下推下半部橋塞中途遇阻、鉆進(jìn)無進(jìn)尺

問題描述：古交ZS-8#-L06井、ZS-9#-L06井、CJS-L05井和CJS-L06井在鉆除橋塞時(shí)，每鉆完一級橋塞時(shí)，下推下半部橋塞與下一級橋塞接觸之前，總是出現(xiàn)中途遇阻，鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)尺不明顯現(xiàn)象。通過統(tǒng)計(jì)遇阻位置，遇阻點(diǎn)多在套管接箍處或射孔井段處。

原因分析：下半部橋塞卡瓦牙未完全收回，膠皮也未磨銑凈，存在有大塊膠皮，下推下半部橋塞時(shí)，推至套管接箍或射孔孔眼處就會出現(xiàn)遇阻現(xiàn)象，或下推時(shí)水平段砂子堆積形成砂塞，中途遇阻。

現(xiàn)場處理：①適當(dāng)加壓沖擊，加壓不得超過20kN，通過后劃眼三次，無卡、阻現(xiàn)象方可繼續(xù)下放管柱。②若無法通過則開泵進(jìn)行鉆銑，排量600L/min，泵壓4-5MPa，設(shè)定泵壓上限10MPa，鉆壓控制5-15kN。③若鉆塞過程中發(fā)現(xiàn)進(jìn)尺不明顯，剩余橋塞在套管中可能處于可旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，可加大鉆壓3-5kN壓死橋塞，或停泵下?lián)羰蛊淇ㄋ涝谔坠鼙谏?，下?lián)糌?fù)荷不得過大，防止損壞工具。

3、認(rèn)識及建議

（1）因壓裂施工時(shí)難免出現(xiàn)套管損壞和射孔孔眼毛刺，鉆塞施工時(shí)應(yīng)控制起下速度，小于20根/小時(shí)，控制下鉆速度10m/min，水平段5m/min，注意觀察懸重，防止卡鉆，同時(shí)對輕度套損和孔眼毛刺處進(jìn)行鉆掃處理，保持井眼暢通無卡阻，有利于鉆塞的施工。

（2）出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象時(shí)，不可盲目大力活動(dòng)解卡，應(yīng)分析原因，采用有效措施進(jìn)行解卡。

（3）鉆塞施工時(shí)，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整鉆具組合和參數(shù)，能夠適當(dāng)增大鉆壓，避免加不上壓。

（4）鉆除橋塞無進(jìn)尺時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析原因，嚴(yán)禁單點(diǎn)長期鉆進(jìn)，以防損傷套管，出現(xiàn)蹩鉆、憋泵等異常現(xiàn)象應(yīng)立即上提管柱。泵車最好設(shè)定最高限壓，只要泵壓超過設(shè)定壓力，自動(dòng)保護(hù)會立即停泵，起到保護(hù)工具的作用，降低了危險(xiǎn)系數(shù)。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：中石化中原石油工程有限公司井下特種作業(yè)公司）