泵送桥塞射孔联作技术在页岩气水平井中常见问题分析及对策

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  [摘 要]近些年来,我国进行外页岩气藏以及致密气藏开发的过程中,目前使用最为广泛的方法是采用泵送桥塞和射孔联作分段压裂联合进行的方式。但是这种方法在实践当中也存在着大量的问题,常常在页岩气水平井泵送桥塞射孔联作分段压裂的施工过程中会遇到泵送桥塞会因为压力问题而不能够正常工作,桥塞出现问题等各种状况。针对这种现象,笔者将会结合多年的工作经验来对施工过程中出现的各种问题进行分析,然后针对性的提出防范解决措施,从而为今后的工作提供宝贵的经验。
  [关键词]页岩气;水平井;泵送桥塞射孔联作;事故处理;预防措施
  中图分类号:TE357.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)30-0014-01
  引言
  页岩储层因为自身具有优良的低孔低渗物性的特征,因此,国内外都在广泛的开展页岩气的开发工作,经过长期的工作过程,在进行页岩气开发的过程中,应用最为广泛的主体技术为水平井及分段大型压裂改造技术。其中,泵送桥塞和电缆射孔联作分段压裂技术是当前较为成熟的一种水平井分段改造的技术,这种技术在长期的实践过程中不断取得成效,但是,也会常常在工作过程中出现一系列的问题,从而对施工过程中带来了不同程度的难度。所以,必须要分析出现状况的原因,从而采取针对性的措施来解决问题。
  一、开发过程中的工艺过程和工具性能
  (一)工艺过程
  在开发的過程中,泵送桥塞和电缆射孔联作分段压裂技术工艺联合使用的具体过程分为以下几点:第一,先将对井筒进行清理,从而确保井筒的清洁性,保障后续步骤的进行;第二,使用连续油管输送射孔射开第一层段;第三,进行光套管压裂第一段;第四,在井口带有电缆密封装置的条件下利用测井电缆将桥塞/选发射孔联作工具串输送到大井斜段,井口开泵水力推送工具串到达井下目的层段,分别完成桥塞坐封、分簇射孔,起出工具串,光套管压裂第二段;第五,重复上述过程;第六,等各段压裂完成后,使用油管对桥塞进行排液和试气。针对带通道的桥塞,需要先排液然后再钻桥塞。
  (二)工具性能
  目前在进行页岩气水平井施工过程中所采用的桥塞坐封工具一般是每段有两簇或者三簇,两簇的结构具体见图1。大多数产品都是需要进口的。
  在实际施工过程中使用的桥塞通常是Magnum复合材料桥塞。桥塞自身要具有轻重量、易钻、耐压、耐温的特性。
  二、当前存在的问题及对策
  (一)现场具体情况
  2015年进行了30口页岩气水平井泵送桥塞/射孔联作,分段压裂施工过程中,进行每段正常压裂所需要的时间在三个小时左右,每一段进行起下电缆、泵送桥塞、坐封、射孔等操作所需要的时间在3-5小时之间。但是,在进行实际的施工过程中常常会遇到各种问题,从而使得不能够正常完成任务,因此,必须要针对性的采取措施予以解决。
  (二)存在的问题及对策
  在施工过程中,遇到了以下几点问题:连续油管输送射孔中途起爆、泵送过程中出现工具串泵脱、桥塞不能坐封、桥塞坐封不丢手、射孔枪两簇射孔只完成一簇射孔等。
  对于连续油管输送射孔枪的过程中意外起爆的状况。分析原因:第一个原因,连续油管下放过程中有急起急停的操作,油管加速度过大造成油管与套管环空之间憋壓,导致射孔枪意外起爆。第二个原因,在下放油管的过程中,套管防压闸门没有处于开启状态,造成环空憋压,达到压力起爆器的起爆压力导致射孔枪起爆。
  对于泵送过程中出现的工具串泵脱的状况,除了在第一段的施工,其余的都采用了泵送桥塞/射孔联作的工艺。当工具串进入到水平井造斜段时,会开泵进行小排量的泵送,由于泵送过程中电缆下放的速度与工具串运行的速度不匹配,从而使得在下放过程中,常常会导致电缆所受到的张力过大导致泵脱。究其原因,在施工过程中,采用的是滑溜水+线性胶压裂液体系,由于这种体系具有黏度低、携砂性能差的特性;当井筒处理不干净时,会使井筒内存在大量压裂砂或油泥,导致工具串在井筒内运行不畅,速度时快时慢,当工具串突然加速时,电缆头受到的冲量一旦过大,会使得电缆从弱点处被拉断导致泵脱;针对这种现象,要尽量减少水平井段内的沉砂,在加砂顶替阶段,压裂队要往井筒内注入胶液进行套管清砂,为泵送提供良好的井筒条件;同时在泵送过程中优化排量与速度的关系。
  对于桥塞坐封不丢手的状况,往往是桥塞能够正常点火,有坐封显示,在上提电缆的过程中,由于张力较高,从而使得桥塞不能够完全丢手。这是由于坐封工具活塞两边的压力不同,从而使得两边推力不同,最终导致桥塞坐封不能够顺利丢手。针对这种现象,要选取合适的火药类型,对点火方式进行优化。
  对于射孔枪不响的状况,一般都是在射孔枪装配过程中出现了线路问题,这就要求在装配过程中注意细节问题。补救措施:能再次泵送的话,再单独泵送射孔枪,不能泵送的进行连续油管输送射孔进行补孔。
  三、结束语
  泵送桥塞+射孔联作分段压裂近年来在国内外页岩气藏及致密气藏开发中广泛应用。在页岩气水平井泵送桥塞射孔联作分段压裂实践中遇到了泵送桥塞因压力高而不能泵送、桥塞坐封不丢手、桥塞坐封时电缆不点火、电缆点火后桥塞不坐封、射孔枪不响或2簇射孔只射1簇、连续油管射孔意外丢手等各种问题。针对所出现的问题进行原因分析,制定了防范措施和解决方案,现场实施后各页岩气井水平井段的压裂改造施工得以完成,所取得的经验和教训可供今后同类井施工借鉴和参考。
  参考文献
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