王善強

（中石化經(jīng)緯有限公司華東測控分公司，江蘇 揚州 225000）

泵送橋塞射孔工藝是非常規(guī)油氣藏開發(fā)的一種高效完井方式，該項技術(shù)已經(jīng)被業(yè)內(nèi)工程技術(shù)人員所熟知，它是國內(nèi)外改造水平井儲層的有效技術(shù)，是頁巖氣開發(fā)過程中的一項關(guān)鍵且重要的工序。泵送橋塞+電纜分簇射孔技術(shù)施工速度快，成本低廉，現(xiàn)場設(shè)備操作簡單，可靈活調(diào)整射孔槍簇深度，被廣泛應(yīng)用于頁巖氣藏及致密氣藏，針對115 mm 以上套管內(nèi)徑的井筒已經(jīng)形成一套成熟的工藝技術(shù)。

隨著頁巖油勘探的不斷深入，為了降低勘探和工程費用，利用原?139.7 mm 套管的老井筒進(jìn)行側(cè)鉆施工的做法日益增多，目前蘇北盆地的頁巖油井已經(jīng)出現(xiàn)了套管內(nèi)徑為82 mm 的井筒，這樣的井筒條件下，泵送橋塞射孔施工需要解決井下工具串的耐溫性能、射孔槍的耐壓性能、克服開井壓力高使工具串順利入井的重量以及坐封橋塞的推力［1］等問題。針對這些問題，研發(fā)了系列相關(guān)技術(shù)，并成功應(yīng)用于蘇北盆地側(cè)帥3-7HF井。

1 泵送橋塞射孔原理

泵送橋塞射孔技術(shù)第一段采用連續(xù)油管傳輸射孔，打開孔道后進(jìn)行壓裂，在第一段壓裂完成后，通過泵送方式將橋塞和射孔槍串送至下一層的目標(biāo)位置，而后進(jìn)行橋塞坐封和射孔點火，全部槍串點火完畢后起出電纜，進(jìn)行套管壓裂作業(yè)，壓裂后再進(jìn)行下一段的射孔槍串泵送，重復(fù)以上步驟完成多個層位的射孔和壓裂作業(yè)［2］。泵送橋塞射孔如圖1所示。

圖1 泵送橋塞射孔示意

2 設(shè)備及工藝

2.1 橋塞

橋塞特點：容易磨銑；可以下多個橋塞去堵塞多個層段；卡瓦與套管接觸面積大，有效防止橋塞移動，可以單向或雙向承壓。在帥頁3-7HF 小井眼中選用經(jīng)緯前鋒可溶橋塞（見圖2），其各項參數(shù)如表1所示。

圖2 經(jīng)緯前鋒Ⅱ-68-30SF可溶橋塞

表1 經(jīng)緯前鋒Ⅱ-68-30SF可溶橋塞參數(shù)

2.2 橋塞坐封工具

橋塞坐封工具通過電纜傳輸下井后，在地面送電引爆點火針，引燃火藥，火藥在密閉的空間內(nèi)燃燒后產(chǎn)生很高的氣壓，推動活塞將能量傳遞到液壓部分，產(chǎn)生一個推力使橋塞坐封［3］。由于baker-5號橋塞工具的外徑小，通過加長藥室，滿足所需的裝藥量，以獲得足夠的推力，實現(xiàn)橋塞坐封。帥頁3-7HF 井選用baker-5 橋塞工具見圖3，其參數(shù)見表2。

表2 帥頁3-7HF井橋塞坐封工具參數(shù)

圖3 帥頁3-7HF井電纜橋塞坐封工具

2.3 射孔槍串及選發(fā)裝置

常規(guī)的射孔槍是?60 mm 射孔槍，壁厚是5 mm，耐壓性能指標(biāo)最高只能達(dá)到105 MPa，滿足不了施工需求。根據(jù)井口預(yù)測開井壓力可能會達(dá)到70 MPa，附加井下液柱壓力和井口的泵送壓力，射孔槍在井下承受的外壓會達(dá)到120 MPa。重新設(shè)計加工的射孔槍選用?63 mm 壁厚6.35 mm 的射孔管材，耐壓級別達(dá)到140 MPa，如圖4所示。

圖4 ?63 mm射孔槍

2.4 井口設(shè)備

井口的設(shè)備主要有：三閘板防噴器、防噴管、注脂控制頭總成、注脂控制裝置、空氣動力泵、井口轉(zhuǎn)換法蘭。

3 小井眼泵送射孔的優(yōu)點及把控重點

參考國內(nèi)外泵送射孔的經(jīng)驗，華東測控分公司選擇在帥頁3-7HF 井應(yīng)用泵送橋塞射孔聯(lián)作壓裂技術(shù)。該技術(shù)可以完成多簇射孔與坐封橋塞，在泵送過程中速度穩(wěn)定，節(jié)省時間；節(jié)省了夾層槍，費用較低，施工程序也較為靈活［4］。

泵送橋塞射孔技術(shù)環(huán)節(jié)較多，加之在蘇北盆地中小井眼水平井中首次使用，需把控以下關(guān)鍵點：

（1）預(yù)測壓力選擇合適設(shè)備。因為后續(xù)工作中井眼內(nèi)的壓力情況會決定泵送射孔是否順利，所以在預(yù)測帥頁3-7HF 井壓力在90 MPa 時，需要選用105 MPa 的防噴系統(tǒng)，加之考慮射孔的抗壓性能，采用?63 mm的射孔槍。

（2）?63 mm 的射孔槍串由于重量過輕需要配備更多的配重，工具串過長易彎，需要在起吊前將工具串完成連接并拉入防噴管中。

（3）橋塞工具及火藥的配置關(guān)系到施工中橋塞的丟手與坐封，操作得當(dāng)至關(guān)重要。

（4）因為是在小井眼水平井中的全新嘗試，泵送施工中應(yīng)密切關(guān)注復(fù)雜井筒及壓力波動異常的情況，避免事故的發(fā)生。

（5）電纜和阻流管之間的間隙較小，電纜帶沙壓力波動、注脂異常都會導(dǎo)致電纜在電纜防噴系統(tǒng)中運行不暢。

4 應(yīng)用效果

帥頁3-7HF井是中國石化華東油氣分公司在蘇北盆地溱潼凹陷帥垛區(qū)塊布置的一口油藏評價井，2021年4 月11 日三開，8 月7 日完鉆，完鉆井深5 132.66 m，實鉆水平段長1 361.66 m，其中A 靶點井深3 771 m，B靶點井深5 132.66 m，AB高差225.54 m。3 154～3 540.00 m增斜階段，增斜率4.59°/30 m；3 540～3 771 m（A 靶），增斜放緩，變化率0.35°/30 m；3 899～4 027 m 處井斜變化幅度較大，由58°增為85°，變化率6.32°/30 m，4 027 m 以后穩(wěn)斜鉆進(jìn)。該井實鉆水平段方位未按設(shè)計方位實施，設(shè)計水平段方位為159.8°，實鉆水平段方位平均為145.6°。

本井泵送射孔采用每段2～4 簇射孔，0.8～1.5 m/簇。螺旋布孔，10 孔/m，孔徑16 mm，60°相位角，工具串結(jié)構(gòu)見表3。一共17 個作業(yè)段，首段采用連續(xù)油管射孔，第2～17段采用泵送橋塞射孔，射孔設(shè)計參數(shù)見表4。約2 天完成3～4 段射孔任務(wù)，每一段的射孔壓裂大概需要4 000 m3壓裂液，90 m3壓裂砂。以帥頁3-7HF 井第二段射孔為例，在首段壓裂完成后，開井壓力需要達(dá)到至少35 MPa，?63 mm 射孔槍和baker-5 橋塞工具需要配備加重才能串順利下井，因此工具串的長度達(dá)到了14 m 左右，對吊車作業(yè)有較高要求。在防噴管和工具串起吊過程中，由于工具串過長過細(xì)會導(dǎo)致彎曲，所以在后續(xù)施工中都要求在防噴管平放階段完成工具串入防噴管。在順利入井后直井段平穩(wěn)電纜下速，到達(dá)45°后開始泵送，每提升5°結(jié)合電纜下速平穩(wěn)增加排量，時刻關(guān)注張力、泵壓、單根長度等數(shù)據(jù)，保證平穩(wěn)泵送到射孔位置。

表3 帥頁3-7HF井泵送橋塞射孔工具串結(jié)構(gòu)

表4 帥頁3-7HF井泵送射孔數(shù)據(jù)

帥頁3-7HF 井泵送射孔作業(yè)一次下井成功率、分級點火一次成功率、射孔準(zhǔn)確率、射孔發(fā)射率、橋塞坐封率都達(dá)到了設(shè)計指標(biāo)，每段工作時長4 h 左右，全部射孔壓裂完成后，日產(chǎn)油20 t。

續(xù)表4 帥頁3-7HF井泵送射孔數(shù)據(jù)

5 結(jié)論與建議

（1）帥頁3-7HF 小井眼水平井泵送射孔實踐證明了該技術(shù)應(yīng)用于蘇北盆地小井眼水平井中的可行性。

（2）小井眼水平井泵送射孔施工周期短、工具串輕便，適合小井眼儲層壓裂改造，可以在側(cè)鉆井中推廣應(yīng)用。

（3）蘇北地區(qū)寒冷時節(jié)溫度低，回水管線易冰凍，需要配備多條備用管線。在壓裂施工結(jié)束后應(yīng)盡快銜接下步工作。

（4）針對小井眼施工，每次加砂后應(yīng)沖洗井筒，適當(dāng)增加頂替液，泵車避免空泵現(xiàn)象。若等待時間超過8 h，建議大排量沖洗井筒后再下入工具串。施工作業(yè)前應(yīng)有應(yīng)急預(yù)案，施工過程中應(yīng)加強監(jiān)控，根據(jù)泵送速度、張力、排量和井口壓力變化及時調(diào)整參數(shù)，確保施工平穩(wěn)和安全。