王紅鷹

摘 要：針對(duì)丘東油田氣井壓裂改造暫時(shí)封層的需要，綜合考慮儲(chǔ)層保護(hù)的要求，給出使用Y455可取式橋塞作為暫堵工具的解決途徑。重點(diǎn)介紹了該橋塞的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過(guò)程，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：Y455、可取式橋塞、壓裂、封層

前言

在石油勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，封層是一項(xiàng)常見(jiàn)的也是非常重要的作業(yè)工序，根據(jù)不同作業(yè)目的需要對(duì)相關(guān)產(chǎn)層進(jìn)行臨時(shí)或永久性封堵，以便準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)產(chǎn)層特性，科學(xué)合理地制定和實(shí)施開(kāi)發(fā)方案。目前，常采用的封層工藝主要有水泥塞封、機(jī)械式封層，有各自不同的特點(diǎn)和適用范圍。本文針對(duì)丘東氣井暫時(shí)性封層壓裂改造的需求，研究提出應(yīng)用Y455可取式橋塞完成封層作業(yè)。

1、應(yīng)用背景簡(jiǎn)介

丘東油田氣井壓裂改造過(guò)程中，經(jīng)常面臨暫時(shí)封堵下層，壓裂中、上層后投產(chǎn)的需求，壓裂工藝管柱主要采取噴砂滑套+Y221和Y111+噴砂滑套+Y221兩種主要形式，壓裂改造后要求釋放下層以便投產(chǎn)。工藝管柱采取耐壓70MPa的Y221封隔器作為壓裂主體封隔器，如需要套管保護(hù)則在噴砂滑套上增加Y111封隔器，為了防止壓裂完后管柱砂卡的意外情況，均在上部連接安全丟手接頭。

2、Y455可取式橋塞簡(jiǎn)介

Y455可取式橋塞是一種封隔器型橋塞，可用電纜或液壓坐封工具坐封，用油管、鋼絲繩或連續(xù)油管上提回收。這種橋塞可用于封隔層間、油井增產(chǎn)或井口維修（測(cè)試、壓裂和修井）等措施，工具坐封完成后，可以有效封隔層位，此時(shí)可從井中下入或起出其它施工工具，從而省去了壓井的需要。

1.1 橋塞組成

該橋塞主要由坐封機(jī)構(gòu)、密封機(jī)構(gòu)、錨定機(jī)構(gòu)組成。坐封機(jī)構(gòu)主要完成橋塞的坐封、丟手任務(wù)。錨定機(jī)構(gòu)在坐封的過(guò)程中卡瓦撐起錨定到套管上，內(nèi)部結(jié)構(gòu)自鎖，解封時(shí)自鎖解除，卡瓦恢復(fù)原位。密封機(jī)構(gòu)中膠筒受壓膨脹，與套管形成可靠的密封。

該橋塞的特點(diǎn)是將回收頸和平衡閥組合在一個(gè)多元封隔系統(tǒng)上，在橋塞下部裝有鎖環(huán)制動(dòng)裝置。位于多元封隔系統(tǒng)下的卡瓦在牢牢地將橋塞錨定在套管上后，可以承受較大的上下壓力。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

1）坐封方式靈活：可以采用電纜坐封或液壓坐封，送進(jìn)方式分別是電纜、油管傳輸，只需根據(jù)具體情況選擇合適的坐封方式即可。

2）坐封力控制準(zhǔn)確：采用張力棒控制，使張力棒斷裂的力預(yù)先可做拉伸試驗(yàn)獲取數(shù)值，能可靠保證足夠的坐封力。

3）可靠的鎖緊方式：采用棘齒鎖環(huán)機(jī)構(gòu)維持坐封負(fù)荷，保證在壓力變化下仍能可靠地密封。

4）可靠的防卡設(shè)計(jì)：卡瓦部分采用內(nèi)置式卡瓦，卡瓦在橋塞坐封前低于卡瓦套高度，在井筒中起下時(shí)不宜遇阻遇卡。

5）錨定機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎：采用卡瓦、卡瓦套，上下錐體、棘爪機(jī)構(gòu)巧妙組合，使得卡瓦錨定可靠，具備良好的雙向承壓能力。

6）安全的解封機(jī)構(gòu)：平衡閥機(jī)構(gòu)的存在使得橋塞解封時(shí)能夠上下壓力平衡，棘爪機(jī)構(gòu)在解封時(shí)整體上移給出膠筒回彈的空間。

7）安全的打撈方式：打撈頸上留有反扣，遇到解封失敗的情況，只需在原懸重的基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)管柱即可使打撈工具脫手。

2.3 技術(shù)參數(shù)

2.4 坐封工具與打撈工具

坐封工具，橋塞張力棒與下接頭連接，油管打壓剪斷防座剪釘，液缸下行帶動(dòng)適配套下行，推動(dòng)橋塞卡瓦撐起咬合到套管上，壓縮膠筒密封環(huán)形空間，同時(shí)橋塞內(nèi)部自鎖保持坐封負(fù)荷。拉斷張力棒后，完成坐封、丟手卸壓過(guò)程，橋塞留于井下。

打撈工具，關(guān)鍵部件在于打撈卡瓦，它帶有缺口，具備一定的彈性，有左旋螺紋，與打撈頸上螺紋配合。上提管柱時(shí)，打撈卡瓦錐面與下接頭內(nèi)錐面配合，壓縮卡瓦抱緊打撈頸，完成橋塞解封。

2.5 回收程序

1）回收橋塞之前應(yīng)反循環(huán)沖砂，以便使回收工具順利套鎖在打撈頸上。

2）下放回收工具在橋塞上施加2噸左右的壓力，讓其全部套入橋塞打撈頸中，等待一段時(shí)間。

3）上提工具打開(kāi)平衡閥，上提負(fù)荷2噸，平衡閥打開(kāi)，橋塞上下壓力進(jìn)行平衡。

4）輕輕下放，安全關(guān)閉平衡閥，此時(shí)橋塞仍處于坐封狀態(tài)。

5）上提解封、回收橋塞：上提工具重新打開(kāi)平衡閥，剪斷下端剪切銷，上提距離3m左右時(shí)，卡瓦、封隔元件收縮。可下放工具串到坐封段以下驗(yàn)證是否完全解封。

6）不能回收時(shí)的緊急丟手：上提管柱負(fù)荷約0.5噸，右旋管柱，回收工具將從橋塞上丟手，就可換用打撈筒和油管震擊器進(jìn)行打撈，回收橋塞。

3、優(yōu)選理由

目前，經(jīng)常使用的封層工藝主要有水泥塞封和機(jī)械式橋塞封層，機(jī)械式橋塞從解封角度講分為可鉆式和可取式兩種，選用可取式橋塞的理由如下：

作業(yè)需求方面：封層是暫時(shí)的，配合壓裂改造施工，要求承壓能力高?？摄@式橋塞、可取式橋塞均可達(dá)到要求。

儲(chǔ)層保護(hù)方面：要求盡可能地減少入井液量，以加強(qiáng)對(duì)儲(chǔ)層的保護(hù)。可鉆式橋塞壓裂時(shí)要求上覆沙層加強(qiáng)對(duì)橋塞的保護(hù)，解封方式為磨銑，需要專門下一趟磨銑管柱，而且要不斷沖洗，不利于儲(chǔ)層保護(hù)，殘?bào)w需要打撈或追至井底。

三層壓裂管柱使用：目前，三層壓裂管柱施工風(fēng)險(xiǎn)較大，一旦發(fā)生遇卡遇阻現(xiàn)象，將會(huì)大費(fèi)周折，更加不利于氣井儲(chǔ)層保護(hù)。

4、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

紅臺(tái)2-22井是紅臺(tái)區(qū)塊一口氣井，該井措施要求暫時(shí)封堵下層（9、10號(hào)層），射孔4、6、8號(hào)層，分層壓裂4、6和8號(hào)層，壓裂后合層投產(chǎn)，壓裂工藝管柱。套管內(nèi)徑Φ121.36mm，最大井斜2.95°。

4.1坐封

油管打壓5-10-15-20-25MPa，各觀察3min，穩(wěn)壓，繼續(xù)打壓至30MPa，未丟手。上提管柱5噸，繼續(xù)打壓至30MPa，環(huán)空大量返液。關(guān)閉套管閘門，打壓20MPa，觀察30min，無(wú)壓降;下探3噸無(wú)位移，證明橋塞密封性良好、丟手成功。

4.2 壓裂

第一層壓裂：總液量213.6m3，加砂（20-40目陶粒）32.2m3，最高壓力40MPa，停泵壓力23.2MPa。

第二層壓裂：總液量129.3m3，加砂（20-40目陶粒）16.5m3，最高壓力35.9MPa，停泵壓力26.5MPa。

4.3 打撈橋塞

起出壓裂管柱后，用 30m3活性水循環(huán)脫氣至出口穩(wěn)定，之后邊放管柱邊沖洗，沖至橋塞位置后加大排量反洗至進(jìn)出口水質(zhì)一致，共返出壓裂砂約80L。管柱原懸重22噸，下放管柱加壓3噸，上提管柱負(fù)荷2噸打開(kāi)平衡閥平衡橋塞處上下壓力，下放管柱加壓4噸，緩慢上提負(fù)荷2噸再次打開(kāi)平衡閥，繼續(xù)上提負(fù)荷至26噸時(shí)負(fù)荷降為原懸重。繼續(xù)上提管柱5m，之后多次上提下放管柱無(wú)卡阻現(xiàn)象，確認(rèn)打撈成功。

5、結(jié)論及認(rèn)識(shí)

至2010年底，該橋塞在丘東油田應(yīng)用3井次，均是用于暫時(shí)封層，配合壓裂改造施工，取得了良好的應(yīng)用效果，沒(méi)有出現(xiàn)密封失效或打撈失敗的情況，取得以下認(rèn)識(shí)：

1、該橋塞起下容易、坐封解封可靠，密封可靠，具備良好的雙向承壓能力。

2、平衡閥機(jī)構(gòu)有效平衡橋塞上下壓力，棘齒鎖環(huán)機(jī)構(gòu)有效維持坐封負(fù)荷。

3、技術(shù)成熟，具備推廣應(yīng)用的條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉志成. 淺析可取式橋塞機(jī)械的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)設(shè)備工程， 2018（1）：2.