中原石油工程公司地球物理测井公司

高温高压水平井电缆桥塞 / 分簇射孔联作工艺技术

报告人：姚志中

二 O 一四年二月

交流提纲

一、基本情况二、技术措施和对策三、丁页 2HF 井应用情况四、下步工作

第 1 次射孔，压裂

第 2 次射孔，压裂

第 N 次射孔，压裂

易钻桥塞

对于非常规水平井，电缆桥塞 / 分簇射孔联作为国际上高效、经济的完井方法。

1. 第一层 用管柱或连续油管、爬行器进行射孔，然后压裂；2. 第二层 组合易钻桥塞和射孔器，将工具串泵送串至目的层位，然后坐封桥

塞和分簇射孔，射孔完毕后，对该层进行压裂；3. 以后各层 与第二层工艺一样；4. 将所有层施工完毕后，一次钻开所有桥塞，然后试气或投入生产。

一、基本情况

施工工艺过程：

多级起爆射孔枪

坐封工具 + 桥塞

下得去：如何将工具串“泵送”到目的层位

是施工过程中的关键技术； 坐得住：桥塞坐封不成功、坐封强度低、

丢手失败是常见现象； 点的响：要保证所有射孔枪在预定位置射孔成功； 起得来：工具串要能够顺利从井底起至井口

一、基本情况

施工关键环节：

井口高压防喷、井下桥塞工具的耐高压性能是制约施工成败的主要因素。 目前公司有三套非常规射孔设备，能够装备三个队伍： 井口设备： 70mp 井口防喷器 2 套 105mp 井口防喷器 1 套 井下设备： 105mp 桥塞工具 2 套 140mp 桥塞工具 4 套

一、基本情况

交流提纲

一、基本情况二、技术措施和对策三、丁页 2HF 井应用情况四、下步工作

针对“下得去”“坐得住”“点的响”“起得来”

中存在的技术难题，重点做了以下技术改进

二、技术措施和对策

增加电缆头张力计，实时监测工具串运行张力；增加释放装置，一旦遇卡，在地面程序控制下释放工具串，方便打捞；增加柔性短接，减小工具串在造斜段的遇阻风险；安装滚轮扶正器，将滑动摩擦转 b 变为滚动摩擦，有利于“泵送”。

工具串改进：

二、技术措施和对策

电缆 马龙头

释放装置张力计

加重 射孔枪 选发短节 2 选发短节 1 坐封工具定位仪

滚轮扶正器 柔性短节 滚轮扶正器 桥塞

泵送时工具串所承受的压力是井口压力和液柱压

力之和，耐压 105MPa 桥塞工具不能满足西南地

区高温高压的要求。

对策：改变密封方式、增加选发短节强度、调整

管串结构，使工具串整体耐压指标≥ 140MPa 。

二、技术措施和对策

耐高压设计：

该工具为单独泵送射孔枪提供了技术保障。

排液孔

泵送环

壳体外径： 143mm ， 109mm 长度： 520mm 适应套管： 7"， 5½"

泵送短接

二、技术措施和对策

根据井眼结构、电缆速度、电缆张力，确定泵的排量； 合理调整泵的排量、电缆速度、电缆张力的相互关系。

P P

电缆弱点

二、技术措施和对策

泵送过程控制：

70MPa 井口电缆防喷装置满足不了西南地区的施工要求。 105MPa 电缆防喷装置主要技术指标：工作压力： 105MPa

可适用电缆直径 φ5.6-12.7mm

防喷管内通径： φ120-160mm组合防喷管总长度： 20m

二、技术措施和对策

105MPa 井口电缆防喷装置：

加工 120mm--160mm 变径短节，耐压 1

05MPa ； 加工内径 160mm 防喷管若干米，耐压 105

MPa 。Φ120mm Φ115m

m

Φ144mm

为适应 7000m 钻机和 7“套管，设计加工以下设备：

105MPa 电缆防喷装置：

变径短节Φ120mm

Φ160mm

Φ160mm

二、技术措施和对策

具有较强抗无线电干扰能力一次下井最多可选发 12只射孔枪自动检测工具串中射孔枪的连接顺序和簇数实时监测井下各簇级射孔器状态耐温达到 150℃/2h

二、技术措施和对策

安全点火系统：

常见问题：中途误坐封、坐封不易丢手、坐封强度低

桥塞性能指标

5½“套管桥塞的剪切强度是 13-15吨 火药推力 20吨

7 “套管桥塞的剪切强度是 18-20吨 火药推力 28吨

桥塞坐封

二、技术措施和对策

桥塞结构图

交流提纲

一、基本情况二、技术措施和对策三、丁页 2HF 井应用情况四、下步工作

井深 5655m ，垂深 4440.50m ，水平段长 970.24m 。

储层温度 146 ℃

关井井口压力： 65MPa 套管规格： 7" ，内径 152.5mm

与焦页 1HF 地理位置平面直线距离约150Km

三、丁页 2HF 井应用情况

丁页 2HF 井简况：

4752 4819 4897 5194 5260 53375022 5102A 点：4655.77m

人工井底：5660.82m

造斜点：4010m

射孔情况：

三、丁页 2HF 井应用情况

第一层采用连续油管输送射孔； 第二层采用爬行器推进射孔，在井口放压情况下实施； 第三层采用钻杆输送射孔； 第四层单独泵送射孔枪，分两簇射孔； 第五～十二层，采用电缆桥塞 / 分簇射孔联作进行施工。

工具串基本情况：重量 460Kg，长度 11.8米，最大直径143.5mm

• 井口安装；• 安装射孔枪、桥塞工具，并进行整体联调；• 电缆下放：在重力作用下将工具下放至井斜 50° 位置处 ;

• 泵送：速度＜ 600--1200m/h ，起泵位置为井斜 50°处，排量 0.4 ～ 1.5m3/min ，泵送井口最大压力为 82MPa ；

• 桥塞坐封、分簇射孔：桥塞坐封深度为 5340m ，射孔两簇，深度分别为 5315m ， 5285m ；

• 桥塞坐封、射孔完毕后，上提电缆至井口；• 技术总结。

三、丁页 2HF 井应用情况

第五层施工过程：

第五层电缆桥塞 / 分簇射孔联作射孔管柱结构图

管串图 序号 参数描述 数量 外径（ m

m ） 长度（ m ） 质量（ kg ） 备注

16 电缆头 1 37 0.50 3.5

15 磁定位 1 73 0.46 8.2

14 钨钢加重 1 102 1.32 137

13 下挂器 80 0.34 10

12 滚轮 1 116 0.17 15

7 射孔枪 1 102 1.80 55.5

6 枪尾 1 102 0.05 7.2

5 选发短节 1 102 0.37 14.1

4 枪头 1 102 0.07 7.1

3 射孔枪 1 102 1.80 55.5

5 枪尾 1 102 0.05 7.2

4 选发短节 1 102 0.32 13.5

3 20# 坐封工具 1 97 1.77

100

2 坐封套筒 1 144 0.56

1 桥塞 1 143.5 0.68

防喷装置试压曲线 泵送压力曲线

第五层施工：

三、丁页 2HF 井应用情况

余下第六～十二层均采用泵送桥塞 / 射孔工艺成功施工。

三、丁页 2HF 井应用情况

丁页 2HF井分段桥塞射孔压裂数据表

分段 井段（m ） 段长（米） 桥塞坐封位置

（米） 顶深 底深 ----

1 5600 5660.8 60.82 ——

2 5515 5600 85 ——

3 5420 5515 95 ——

4 5320 5420 100 ——

5 5260 5320 60 5340

6 5190 5260 70 5260

7 5110 5190 80 5194

8 5020 5110 90 5102

9 4900 5020 120 5022

10 4830 4900 70 4897

11 4760 4830 70 4819

12 4666 4760 94 4752

三、丁页 2HF 井应用情况

丁页 2HF 井技术改进（ 13 项）：1. 改进了电缆头密封方式；2. 加工磁定位单芯接头，保证其密封性；3. 加工钨钢加重杆，用以克服高压井的上顶力；4. 设计滚轮扶正器，提高泵送成功率；5. 改进选发短节，使其耐压达到 140MPa ；6. 改造贝克 20（工具型号）桥塞坐封工具点火头；7. 设计加工泵送短节，用于无桥塞状态下单独泵送射孔枪；8. 设计加工提升工具，满足井口吊装及连接；9. 改进各接头的密封方式，解决了高压密封难题；10.设计制作三角吊板、卡箍吊臂等各种辅助设备；11.设计加工井口 180-160mm 转换法兰，耐压 105MPa ；12.设计加工井口 160-120mm 转换短接，耐压 105MPa ；13.设计加工 105防喷管，内径 160mm ，耐压 105MPa ，满足现场

施工要求。

井深最深（斜深： 5655.24m ，垂深： 4440.5m

）；

压力最高（最大井口 94.9MPa ，井底 140MPa

）；

井温最高（ 井底温度 146℃ ）；

首次在 7″套管页岩气井内坐封桥塞。

技术突破点：

三、丁页 2HF 井应用情况

交流提纲

一、基本情况二、技术措施和对策三、丁页 2HF 井应用情况四、下步工作

研究 160MPa/175℃桥塞坐封工具； 加强人员培训，提高施工成功率； 购置相关设备，扩大队伍规模； 推进进口设备国产化，降低生产成本； 紧盯全国页岩气市场，加大市场占有率

三、下步工作

谢谢！

汇报完毕不妥之处，敬请批评