高温高压水平井电缆桥塞 / 分簇射孔联作工艺技术

高温高压水平井电缆桥塞/分簇射孔联作工艺技术高温高压水平井电缆桥塞/分簇射孔联作工艺技术报告人：姚志中中原石油工程公司地球物理测井公司二O一四年二月

交流提纲 一、基本情况二、技术措施和对策三、丁页2HF井应用情况四、下步工作

一、基本情况 对于非常规水平井，电缆桥塞/分簇射孔联作为国际上高效、经济的完井方法。施工工艺过程： • 第一层用管柱或连续油管、爬行器进行射孔，然后压裂； • 第二层组合易钻桥塞和射孔器，将工具串泵送串至目的层位，然后坐封桥塞和分簇射孔，射孔完毕后，对该层进行压裂； • 以后各层与第二层工艺一样； • 将所有层施工完毕后，一次钻开所有桥塞，然后试气或投入生产。第1次射孔，压裂第2次射孔，压裂第N次射孔，压裂多级起爆射孔枪坐封工具+桥塞易钻桥塞

一、基本情况 施工关键环节： • 下得去：如何将工具串“泵送”到目的层位是施工过程中的关键技术； • 坐得住：桥塞坐封不成功、坐封强度低、丢手失败是常见现象； • 点的响：要保证所有射孔枪在预定位置射孔成功； • 起得来：工具串要能够顺利从井底起至井口

一、基本情况 井口高压防喷、井下桥塞工具的耐高压性能是制约施工成败的主要因素。目前公司有三套非常规射孔设备，能够装备三个队伍：井口设备：70mp 井口防喷器 2套 105mp井口防喷器 1套井下设备：105mp桥塞工具 2套 140mp桥塞工具 4套

二、技术措施和对策 针对“下得去”“坐得住”“点的响”“起得来”中存在的技术难题，重点做了以下技术改进

二、技术措施和对策 工具串改进：定位仪加重射孔枪选发短节2 选发短节1 坐封工具马龙头电缆张力计滚轮扶正器柔性短节滚轮扶正器释放装置桥塞 • 增加电缆头张力计，实时监测工具串运行张力； • 增加释放装置，一旦遇卡，在地面程序控制下释放工具串，方便打捞； • 增加柔性短接，减小工具串在造斜段的遇阻风险； • 安装滚轮扶正器，将滑动摩擦转b变为滚动摩擦，有利于“泵送”。

二、技术措施和对策 耐高压设计：泵送时工具串所承受的压力是井口压力和液柱压力之和，耐压105MPa桥塞工具不能满足西南地区高温高压的要求。对策：改变密封方式、增加选发短节强度、调整管串结构，使工具串整体耐压指标≥140MPa。

二、技术措施和对策 泵送短接该工具为单独泵送射孔枪提供了技术保障。 • 壳体外径：143mm，109mm • 长度：520mm • 适应套管：7"，5½" 排液孔泵送环

二、技术措施和对策 泵送过程控制： • 根据井眼结构、电缆速度、电缆张力，确定泵的排量； • 合理调整泵的排量、电缆速度、电缆张力的相互关系。电缆弱点 P P

二、技术措施和对策 105MPa井口电缆防喷装置： 70MPa井口电缆防喷装置满足不了西南地区的施工要求。105MPa电缆防喷装置主要技术指标： • 工作压力：105MPa • 可适用电缆直径φ5.6-12.7mm • 防喷管内通径：φ120-160mm组合 • 防喷管总长度：20m

二、技术措施和对策 105MPa电缆防喷装置：为适应7000m钻机和7“套管，设计加工以下设备： • 加工120mm--160mm变径短节，耐压105MPa； • 加工内径160mm防喷管若干米，耐压105MPa。 Φ120mm Φ115mm Φ160mm Φ120mm Φ144mm Φ160mm 变径短节

二、技术措施和对策 安全点火系统： • 具有较强抗无线电干扰能力 • 一次下井最多可选发12只射孔枪 • 自动检测工具串中射孔枪的连接顺序和簇数 • 实时监测井下各簇级射孔器状态 • 耐温达到150℃/2h

二、技术措施和对策 桥塞坐封 • 常见问题：中途误坐封、坐封不易丢手、坐封强度低 • 桥塞性能指标 5½“套管桥塞的剪切强度是13-15吨火药推力20吨 7 “套管桥塞的剪切强度是18-20吨火药推力28吨桥塞结构图

三、丁页2HF井应用情况 丁页2HF井简况： • 井深5655m，垂深4440.50m，水平段长970.24m。 • 储层温度146 ℃ • 关井井口压力：65MPa • 套管规格：7"，内径152.5mm 与焦页1HF地理位置平面直线距离约150Km

三、丁页2HF井应用情况 射孔情况： • 第一层采用连续油管输送射孔； • 第二层采用爬行器推进射孔，在井口放压情况下实施； • 第三层采用钻杆输送射孔； • 第四层单独泵送射孔枪，分两簇射孔； • 第五～十二层，采用电缆桥塞/分簇射孔联作进行施工。人工井底：5660.82m 4752 4819 4897 5022 5102 5194 5260 5337 A点：4655.77m 造斜点：4010m

三、丁页2HF井应用情况 第五层施工过程：工具串基本情况：重量460Kg，长度11.8米，最大直径143.5mm • 井口安装； • 安装射孔枪、桥塞工具，并进行整体联调； • 电缆下放：在重力作用下将工具下放至井斜50°位置处; • 泵送：速度＜600--1200m/h，起泵位置为井斜50°处，排量0.4～1.5m3/min，泵送井口最大压力为82MPa； • 桥塞坐封、分簇射孔：桥塞坐封深度为5340m，射孔两簇，深度分别为5315m，5285m； • 桥塞坐封、射孔完毕后，上提电缆至井口； • 技术总结。

第五层电缆桥塞/分簇射孔联作射孔管柱结构图第五层电缆桥塞/分簇射孔联作射孔管柱结构图

三、丁页2HF井应用情况 第五层施工：防喷装置试压曲线泵送压力曲线余下第六～十二层均采用泵送桥塞/射孔工艺成功施工。

三、丁页2HF井应用情况 丁页2HF井分段桥塞射孔压裂数据表

三、丁页2HF井应用情况 丁页2HF井技术改进（13项）：改进了电缆头密封方式；加工磁定位单芯接头，保证其密封性；加工钨钢加重杆，用以克服高压井的上顶力；设计滚轮扶正器，提高泵送成功率；改进选发短节，使其耐压达到140MPa；改造贝克20（工具型号）桥塞坐封工具点火头；设计加工泵送短节，用于无桥塞状态下单独泵送射孔枪；设计加工提升工具，满足井口吊装及连接；改进各接头的密封方式，解决了高压密封难题；设计制作三角吊板、卡箍吊臂等各种辅助设备；设计加工井口180-160mm转换法兰，耐压105MPa；设计加工井口160-120mm转换短接，耐压105MPa；设计加工105防喷管，内径160mm，耐压105MPa，满足现场施工要求。

三、丁页2HF井应用情况 技术突破点： • 井深最深（斜深：5655.24m，垂深：4440.5m ）； • 压力最高（最大井口94.9MPa，井底140MPa ）； • 井温最高（井底温度146℃ ）； • 首次在7″套管页岩气井内坐封桥塞。

三、下步工作 • 研究160MPa/175℃桥塞坐封工具； • 加强人员培训，提高施工成功率； • 购置相关设备，扩大队伍规模； • 推进进口设备国产化，降低生产成本； • 紧盯全国页岩气市场，加大市场占有率

汇报完毕 不妥之处，敬请批评谢谢！

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