泵送桥塞射孔联作常见问题分析与处理

高兴辉

中国石化东北油气分公司   吉林 长春   130062

摘要:目前东北油气分公司在天然气水平井开发过程中，均采用泵送桥塞射孔联作工艺进行压裂施工。该工艺虽然具有安全性高、施工快速、设备操作简单等优点，但在施工过程中也时常会出现井口压力泄漏、泵送桥塞工具串遇阻、桥塞坐封后未丢手、桥塞工具串落井等一系列问题。本文列举了东北油气分公司在泵送桥塞射孔联作施工过程中出现的一些问题，并对其进行分析总结，制定了防范措施和解决方案，以供今后出现相同类型的施工情况时借鉴和参考。

关键词:水平井；泵送桥塞射孔联作；常见问题；分析处理

前言

东北油气分公司所属各油田储层孔隙度小（5.8—10.9%），渗透率低（0.06—0.62md），压力系数低(0.8—0.9MPa/100m)，属于低孔特低渗储层，储层非均质性强，井间气层厚度、渗透率、孔隙度变化大，因此目前绝大多数井采用大规模体积压裂工艺进行储层改造，而配合压裂施工所进行的泵送桥塞射孔联作技术以其施工速度快，成本低廉，现场设备操作简单，可灵活调整射孔枪簇深度等优势而被广泛应用。但其在施工过程中也出现了一些问题，对施工进度、质量等造成了一定的影响，因此如何对出现的问题进行分析并能快速有效的解决显得尤为关键。

1工艺优点及工具性能

1.1工艺优点

（1）对于低孔低渗储层的改造，需要通过水力压裂扩大改造有效体积，这就需要采用大规模体积压裂+泵送桥塞射孔联作工艺，该工艺具有低施工摩阻、大排量系统造缝、精确且无限级的压裂分段等技术优势。

（2）相比固井滑套和水力喷射分段压裂可能存在滑套打不开的风险，泵送桥塞射孔联作分段压裂的可靠性更高；相比油套同注分段压裂,大通径免钻桥塞分段压裂后不需要钻塞，能够保证井筒通径；相比油管卡封压裂，泵送桥塞射孔联作分段压裂能实现不限级改造，大幅提高改造体积。

（3）泵送桥塞分段压裂工艺采用射孔、压裂联作方式，相比常规油管卡封压裂工艺能大幅提高施工时效。

1.2泵送桥塞射孔联作工具串结构及桥塞性能参数

（1）工具串结构

东北油气分公司目前在泵送桥塞射孔联作压裂施工过程中多采取精细分层，一段多簇方式射孔。

（2）桥塞性能参数

目前在东北油气分公司内进行泵送桥塞射孔联作施工的队伍主要有中原石油工程有限公司测井公司和胜利石油工程有限公司测井公司，两家队伍在东北工区所使用的桥塞均为复合易钻桥塞和全可溶桥塞，为投球式桥塞。

2出现的问题及解决方案

2016年东北油气分公司开始在龙凤山工区大规模采用泵送桥塞射孔联作工艺对储层进行压裂改造，在泵送桥塞射孔联作施工过程中主要出现了井口压力泄漏、井筒压力高导致泵送桥塞困难、无法正常泵送桥塞射孔工具串、桥塞坐封后不丢手、桥塞点火未坐封、桥塞工具串落井等几种常见问题。结合现场处理情况，总结出了针对每种情况应该采取的预防及处理措施。

2.1井口压力泄漏

（1）问题描述

在泵送桥塞射孔联作施工期间，井口需安装防喷装置用以控制井内压力外泄，但在施工过程中仍存在防喷装置失效，控制头注脂压力不够等情况，致使井口或者防喷管出现压力泄露，造成井内液体喷出，污染井场及周边环境。

（2）处理措施

在泵送桥塞射孔联作施工期间，下放或上起电缆时，需配有专职人员观察井口压力，一旦发生压力泄漏，则会有多种可能性，立即采取以下措施：

①停止电缆运动，如果有泵入作业，通知立即停泵；

②观察泄漏点；

③如果以上工作均无效，则由甲方现场负责人决定关闭剪切阀门，切断电缆，关闭井口，转入连续油管打捞电缆作业。

2.2井筒压力高导致泵送桥塞困难

（1）问题描述

除第1段外，其余每段压裂施工后都要进行泵送桥塞射孔联作施工。当桥塞及射孔管串进入水平井造斜段时开始小排量泵送，电缆下放速度控制在 20～30 m/min，进入水平段后，泵送排量逐步增加至1.2～1.8 m3/min，电缆下放速度为20～60 m/min，距桥塞坐封位置100m时，降低泵送排量和电缆下放速度，至桥塞坐封位置10m时，停止泵送，桥塞及射孔枪依靠运动惯性达到预定桥塞位置远端，校深后上提桥塞至预定位置。工具下放全程控制电缆张力在允许范围内，防止电缆因张力过大而剪断。但泵送时有时会出现泵压较高，造成泵送排量降低、工具串下入速度较慢或停止，无法泵送到达预定位置的现象[1]。

（2）原因分析

①目前分公司致密性气藏在压裂时多使用滑溜水+线性胶压裂液体系，该压裂液体系黏度低，携砂性能差，水平段井筒内存在的少量沉砂在桥塞运动过程中形成堆积，造成泵送压力高，电缆下放速度慢，严重时泵送压力达到限压而停泵，工具停止运动。

②分公司所属区块致密性气藏泥质含量较高，压裂时大量液体进入地层，引起地层黏土膨胀，造成地层堵塞不进液，导致泵送桥塞压力较高。

③前一段压裂施工后停泵压力高，无法正常进行泵送桥塞施工。

（3）预防及处理措施

① 在井筒处理过程中，采用有机溶剂对井筒进行浸泡冲洗。

② 在每段压裂施工加砂阶段结束后，采用胶液+滑溜水充分顶替，将砂全部顶入地层。

③ 对于吸液能力差和压力较高地层，压裂施工时采用前置酸液进行地层预处理，若仍不能解决问题，则可采用连续油管下入桥塞并射孔。

2.3 桥塞坐封后不丢手

（1）问题描述

桥塞正常点火，有坐封显示，上提电缆，张力较高，桥塞未能丢手。

（2）原因分析

一方面，坐封工具推筒在火药燃烧时下压桥塞坐封，由于桥塞心轴尾部缺少铁制下档环，桥塞心轴同时在火药燃烧产生的瞬间作用下从桥塞内拉脱一段距离，降低了作用在拉断环上的拉力，导致桥塞工具未脱手。另一方面，由于桥塞上固定销钉的作用，电缆的力量不足以将桥塞心轴完全拉出，桥塞又坐封到套管上，从而导致电缆泵送桥塞施工失败。

（3）预防及处理措施

①根据地层压力计算座封工具在桥塞点火座封、丢手中所需推力大小，选择合适火药类型。

②合理计算销钉值，每次入井专人检查。

③桥塞座封后如反复活动不能解卡，通过点火引爆第一簇射孔枪，依靠爆炸冲击波来解卡。

④如果多次活动电缆解卡无效，实施拉断电缆弱点操作：上提电缆使张力达到弱点拉断力，维持几分钟，观察张力是否变化，若张力减小，说明拉断电缆弱点操作成功；若张力未下降，则继续增加张力，直至拉断电缆，进行连续油管打捞工具串作业。

2.4桥塞点火未坐封

（1）问题描述

桥塞坐封工具点火后，静止 3分钟观察张力，若张力未减少，则桥塞可能未坐封；尝试再次加电坐封，若情况一样，则启泵打压，对比泵送过程的排量-泵压关系曲线图，若无变化则可确定桥塞未坐封。

（2）预防及处理措施

①桥塞工具串入井前反复检查工具串确认各部件工作情况，监测电信号是否正常，确保所有设备处于正常工作状态。

②确认桥塞未坐封后慢慢上提电缆，确保电缆工具串能自由活动；

③经现场监督同意，将电缆工具串起出，上提电缆的速度控制在 1000m/h以内；

④检查桥塞工具串，分析确认桥塞未坐封的原因；

⑤更换桥塞，重新组装桥塞工具串，排除影响桥塞坐封的因素，重新泵送桥塞施工。

3认识及建议

（1）泵送桥塞射孔联作分段压裂技术在东北油气分公司水平井压裂改造中广为应用，如果施工中一些技术环节或操作过程出现问题，将严重影响施工周期和施工质量，削弱了该项技术的优势。

（2）在泵送桥塞射孔联作施工期间，下放或上起电缆时，需配有专职人员观察井口压力，一旦发生压力泄漏，立即采取相应措施进行处理。

（3）针对地层压力高导致无法泵送桥塞的问题，在压裂施工的顶替液阶段采用滑溜水加高黏液体进行过量顶替，减少水平井段内的沉砂，将井筒彻底处理干净；选用合适的防膨剂类型及用量，减少地层黏土膨胀；对施工压力高，吸液能力差的地层采用连续油管补孔，建立地层进液通道，可以有效降低桥塞的泵送压力。

（4）桥塞座封后未能丢手的，采用升压--放压--上提--下放的方法进行解卡，如果反复活动不能解卡，则点火引爆第一簇射孔枪，依靠爆炸冲击波来解卡。如果仍不能解卡，从弱点处拉断电缆，下连续油管打捞。

（5）泵送排量与电缆张力控制是泵送桥塞射孔成功的关键。泵送过程中，电缆张力必须在允许的范围内波动，否则立即停止泵送。

（6）针对相关人员技术不熟练或操作失误造成的问题，要强化现场施工质量控制，规范操作流程，确保所有器材在下井前处于完好工作状态。

参考文献：

[1]刘祖林.页岩气水平井泵送桥塞射孔联作常见问题及对策[J].石油钻采工艺.2014,36（5）:12-14.