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，該項技術已經(jīng)被業(yè)內(nèi)工程技術人員所熟知，它是國內(nèi)外改造水平井儲層的有效技術，是頁巖氣開發(fā)過程中的一項關鍵且重要的工序。泵送橋塞+電纜分簇射孔技術施工速度快，成本低廉，現(xiàn)場設備操作簡單，可靈活調整射孔槍簇深度，被廣泛應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。

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 套管的老井筒進行側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)了系列相關技術，并成功應用于蘇北盆地側帥3-7HF井。

1 泵送橋塞射孔原理

泵送橋塞射孔技術第一段采用連續(xù)油管傳輸射孔，打開孔道后進行壓裂，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位置，而后進行橋塞坐封和射孔點火，全部槍串點火完畢后起出電纜，進行套管壓裂作業(yè)，壓裂后再進行下一段的射孔槍串泵送，重復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，耐壓性能指標最高只能達到105 MPa，滿足不了施工需求。根據(jù)井口預測開井壓力可能會達到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到120 MPa。重新設計加工的射孔槍選用?63 mm 壁厚6.35 mm 的射孔管材，耐壓級別達到140 MPa，如圖4所示。

圖4 ?63 mm射孔槍

2.4 井口設備

井口的設備主要有：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 井應用泵送橋塞射孔聯(lián)作壓裂技術。該技術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，需把控以下關鍵點：

（1）預測壓力選擇合適設備。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系到施工中橋塞的丟手與坐封，操作得當至關重要。

（4）因為是在小井眼水平井中的全新嘗試，泵送施工中應密切關注復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、注脂異常都會導致電纜在電纜防噴系統(tǒng)中運行不暢。

4 應用效果

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。該井實鉆水平段方位未按設計方位實施，設計水平段方位為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，工具串結構見表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，射孔設計參數(shù)見表4。約2 天完成3～4 段射孔任務，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會導致彎曲，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45°后開始泵送，每提升5°結合電纜下速平穩(wěn)增加排量，時刻關注張力、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構

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、射孔準確率、射孔發(fā)射率、橋塞坐封率都達到了設計指標，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應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，可以在側鉆井中推廣應用。

（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。在壓裂施工結束后應盡快銜接下步工作。

（4）針對小井眼施工，每次加砂后應沖洗井筒，適當增加頂替液，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)前應有應急預案，施工過程中應加強監(jiān)控，根據(jù)泵送速度、張力、排量和井口壓力變化及時調整參數(shù)，確保施工平穩(wěn)和安全。