預置球座分段壓裂完井工藝技術研究

秦飛翔(大港油田公司石油工程研究院，天津 大港 300280)

低孔低滲復雜斷塊油藏是大港油田增儲上產的主戰場，低孔低滲儲層的開采，大都具有能量不足的特點，單獨以提高儲層鉆遇率和增大泄油面積來開發不能實現經濟高效開發，需要在完井過程中結合分段壓裂措施改造。本文結合大港油田低滲透復雜斷塊壓裂改造特點，優化多簇射孔壓裂完井工藝，用預置球座和密封球取代常規可鉆橋塞，對配套工具進行優化，確保工具性能可靠，可滿足大港油田3至5級直井壓裂完井的要求，本技術可實現大規模壓裂改造。

目前油田已在分段壓裂技術中，應用了套管固井分段壓裂和可鉆橋塞多簇射孔兩項技術,套管固井滑套分段壓裂為單點壓裂，不適合薄互層壓裂；可鉆橋塞多簇射孔技術應用過程中存在施工過程復雜、橋塞下入過程中遇卡、坐封后不密封等風險。針對以上問題，通過研發新的工藝技術，不僅可以實現大規模壓裂改造，而且操作簡單、安全可靠。

1 配套工具研發與優化

1.1 密封球的優化

密封球設計為復合材料，要求耐磨易鉆，與預置球座配合使用，可實現3-5級的直井多簇壓裂完井。

1.1.1 預置封隔工具及球的密封試驗

試驗方法:將球放入球座內，上端安裝Ф139.7mm試壓接頭，并與100MPa試壓泵連接，進行強度密封試驗。

試驗結論:預置球座與密封球配合，按等級由小到大分別可承壓70MPa、65MPa、60MPa，滿足現場施工的要求。

1.1.2 預置封隔工具及密封球可鉆性試驗

將密封球放入預置球座內，用螺桿鉆依次鉆穿球座工具，第一組以360-480L/min小排量鉆穿球座工具，第二組以360-540L/min大排量鉆穿球座工具，進行工具可鉆性能試驗。

表1 預置封隔工具及密封球可鉆性試驗結果

3 4 0.6-2.4 0.6-2.4 360-480 360-540 1:30 1:25 120 120

室內試驗證明，鉆除球座工具時間需要90分鐘左右，鉆后內徑120mm，達到套管柱內通徑尺寸，研制的預置球座及密封球可鉆性能符合設計要求，滿足現場施工需求。

1.2 預置球座的優化

1.2.1 試驗方法:將球座上端連接Ф139.7mm試壓接頭，并與100MPa試壓泵連接，下端與Ф139.7mm母死堵連接，進行強度密封試驗。

表2 預置球座承壓性質試驗結果

1.2.2 試驗結論:預置球座強度與套管強度相同，符合性能設計要求，具備現場試驗的條件。

1.3 固井膠塞的優化

1.3.1 膠塞結構優化

固井過程中，既保證將套管中的水泥漿驅替刮削干凈，又易通過縮徑位置，膠塞通過球座有0.5—1MPa壓力變化。

相比舊膠塞，新膠塞膠皮硬度更大，不易變形，膠塞整體長度減小，膠塞桿本體外徑加大，在保證膠皮外徑的同時，膠皮更小。頂替過程更有利于膠塞整體居中，避免膠皮變形發生翻轉。另外，增加1道密封圈，能有效保證碰壓后的密封效果。

2 結語

2.1 對配套工具進行設計研發并優化，有的放矢進行整改，對優化后的工具效果進行了正確的評價，保證了完井施工成功率。

2.2 研制的預置球座分段壓裂工藝及配套工具，經室內試驗證明各項指標均達到設計要求，具備現場試驗的條件。可滿足大港油田3至5級直井多簇射孔壓裂完井的需要。該技術工藝簡化，可實現大規模壓裂改造，屬于國內外首創。

[1]劉洪林等.《非常規油氣資源發展現狀及關鍵問題》.天然氣工業，2009，29(9):113-116.

[2]張懷文,張繼春等,《水平井壓裂工藝技術綜述》，新疆石油科技，2005年第4期.