■ 慕光華　成隨?！●T　濱

分簇射孔
—復合橋塞聯(lián)作分段壓裂技術

■ 慕光華成隨牛馮濱

隨著國內頁巖氣、致密油氣的開發(fā)，在水平井施工中，分簇射孔—復合橋塞聯(lián)作的分段壓裂開發(fā)模式得到廣泛應用。與其他開發(fā)模式相比，它具有可實現(xiàn)大排量注入、分簇射孔、分段體積壓裂和作業(yè)效率高等優(yōu)點。

分簇射孔—復合橋塞的分段壓裂的核心技術為水力泵送工藝技術、多級點火分簇射孔技術、快鉆復合橋塞技術、滑溜水多段體積壓裂技術。前三項技術由射孔施工隊伍承擔完成。

分簇射孔—復合橋塞分段壓裂示意圖

將水平井段分成若干段（一段的控制距離為100～150m），第一段采用油管、連續(xù)油管及電纜爬行器進行射孔后壓裂，其他段采用分簇射孔-復合橋塞聯(lián)作工藝技術施工。用電纜將聯(lián)作儀器串下入井內，在大斜度及水平井段用水力泵送的方式推進，即水力泵送工藝技術。首先用復合橋塞封堵前一段，再對本段進行分簇射孔，起出聯(lián)作儀器串，再對該段進行體積壓裂施工。

聯(lián)作儀器串示意圖

多級點火分簇射孔技術是將串接的電纜射孔器和橋塞座封工具下放到預定射孔位置后，從底部逐級進行分層點火。主要通過兩種方式來實現(xiàn)：

一是采用壓力機械開關裝置，由下部射孔槍起爆后，產生的爆炸壓力推動機械開關閉合，接通上部射孔槍雷管的原理，實現(xiàn)電纜分級射孔。如果某級壓力開關未閉合，則本級和后級射孔器無法點火起爆。

二是利用可編碼的電子開關技術，通過地面儀器控制可編碼電子開關，有選擇地將雷管與電纜纜芯導通，完成分級點火。特點是可以串接數量比較多（10～20級）的下井射孔器，跳過故障級對后一級進行點火，提高分簇射孔的下井一次成率。

多級點火分簇射孔還具有以下特點：電纜傳輸+液體推送+座封橋塞+分級起爆多根射孔槍，每級分2～6 簇射孔，每簇長度0.46～0.77m，簇間距20～30m。

多級點火分簇射孔示意圖

快鉆復合橋塞是從常規(guī)鑄鐵橋塞發(fā)展而來，通常采用連續(xù)油管或電纜水力泵入下入方式。技術特點是采用分級點火聯(lián)作施工，先坐封復合橋塞，后進行分簇射孔。因為主體為復合材料，易鉆、易排出（小于60min鉆掉，常規(guī)鑄鐵大于4h），適用于套管井壓裂。

投球式復合橋塞

快鉆復合橋塞有投球封堵、籠式球封堵和絲堵封堵3種形式，耐壓70MPa，耐溫分別為125℃、150℃和175℃。

體積壓裂就是指在水力壓裂過程中，使天然裂縫不斷擴張和脆性巖石產生剪切滑移，形成天然裂縫與人工裂縫相互交錯的裂縫網絡，從而增加改造體積，提高初始產量和最終采收率。通過壓裂的方式將可以進行滲流的有效儲集體“打碎”，形成網絡裂縫，使裂縫壁面與儲層基質的接觸面積最大，使得油氣從任意方向的基質向裂縫的滲流距離最短，極大地提高儲層整體滲透率，實現(xiàn)對儲層在長、寬、高三維方向的“立體改造”。

體積壓裂顛覆了經典壓裂理論，體積改造形成的已經不再是對稱裂縫，而是復雜的網狀裂縫系統(tǒng)。裂縫的起裂與擴展再是不簡單的裂縫的張性破壞，而且還存在著剪切、滑移、錯段等復雜的力學行為。

體積壓裂示意圖

大型滑溜水體積壓裂技術的特點為大排量、大液量、大砂量、小粒徑、低砂比。主要施工參數為：排量10m3/ min以上；每段壓裂液量1000～1500m3；每段支撐劑量100～200m3。

泵送電纜分簇射孔+復合橋塞分段體積壓裂施工的流程為：

①第一段采用油管或連續(xù)油管傳輸射孔，提出射孔槍；

②進行第一段壓裂；

③沖洗井筒；

④水力泵送復合橋塞+分簇射孔聯(lián)作儀器串入井；

⑤點火座封橋塞，射孔槍與橋塞分離；

⑥電纜拖動射孔槍在預定位置進行分簇射孔，起出電纜；

⑦壓裂第二層，重復步驟④～⑦，實現(xiàn)多層分段體積壓裂。

2013年，中國石油集團測井有限公司在長慶油田安平XX井水平井中完成了7段復合橋塞封堵和31簇分級射孔施工作業(yè)。目前，長慶、吐哈和華北等事業(yè)部在油田均開展此項施工作業(yè)，共施工230口井。隨著油田對頁巖氣和致密油氣開發(fā)力度的加大，分簇射孔—復合橋塞聯(lián)作分段壓裂技術將得到廣泛的應用，成為中國石油集團測井有限公司的工藝技術亮點和效益增長點。