电缆桥塞射孔、压裂联作技术在桩23区块的应用

郇光辉

摘 要：电缆桥塞射孔、压裂联作技术是根据地层特点，优化射孔参数，采用井口防喷系统注脂建立压力平衡使用电缆输送的方式将射孔仪器串下至目的层，先坐封桥塞，然后上提电缆进行分簇射孔；采用水力分段压裂技术，提高工艺成功率和压后效果，具有施工安全可靠，射孔深度精确、分级压裂改造效果好、施工成本低等技术特点。采用该施工技术已在桩23断块应用推广应用了13口井，总计51个层采用该施工工艺，取得了良好的开发效果。

关键词：电缆桥塞射孔 压裂联作技术 桩23区块 效果

中图分类号：TE2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（a）-0038-01

桩23断块构造上位于济阳坳陷沾化凹陷东北部五号桩洼陷的北部，其主要含油层系为沙三下Ⅱ油层组，沙三下Ⅱ油组分为五个砂层组，含油小层主要集中在一、二砂层组，分布稳定，厚度大，其余砂层组厚度相对较薄。

桩23区块储层纵向跨度大，不能实现各小层均衡动用，在达到采油工程方案要求的半缝长和导流能力的基础上，进行分段数优化和施工参数优化，实现效益的最大化。

1 技术原理及性能指标

电缆桥塞射孔、压裂联作技术包括分级多簇点火控制技术、可钻式复合材料桥塞技术、水力泵送优化设计技术、深度校正技术、电缆密闭带压作业技术、井下安全控制技术、非常规储层优化射孔技术、分段压裂技术。

1.1 技术原理

该工艺首先采用爬行器或油管输送完成地层最下端第一段射孔任务，再采用电缆输送方式利用水力泵送技术将井下安全工具、射孔器和桥塞工具等输送至目的层，深度校正后首先点火坐封桥塞，然后上提管柱到射孔位置，利用分级点火控制装置逐级引爆各簇射孔枪，从而实现分簇射孔与桥塞联作施工，然后进行分段压裂，最大限度的改造地层，提高采收率。

1.2 主要技术指标

（1）可实现10簇以内分级点火起爆；

（2）电缆防喷装置耐压1.5×104psi，防硫EE级，通径162 mm；

（3）耐温220 ℃/4 h，耐压105 MPa。

2 工艺技术设计

2.1 电缆密闭带压作业技术

根据非常规井内压力和电缆的类型选择阻流管的长度和内径、优选注脂方式和注脂压力，优化管柱结构及重量；根据分簇射孔的仪器串长度选择防喷管柱的长度；根据入井工具的外径选择防喷管柱的通径；并根据其配套相应的三翼防喷器和剪切防喷器的闸板等核心部件。

2.2 分级多簇点火控制技术

针对非常规油气层施工中，常需要采用多簇射孔器射孔。目前主要采取液控式和编码式两种分级点火控制技术，实现多簇射孔器准确的点火控制。

液控式分级点火控制技术通过分级点火控制装置使电缆与第一级点火装置相连通，利用井内压力或者桥塞火药产生的压力改变分级点火控制装置中电子线路的开关状态，使缆芯与次级射孔枪的起爆元件物理沟通。

2.3 水力泵送优化设计技术

为了确保电缆泵送的安全性和泵送效率，采取了逐渐增大外径的方法。泵入的液体流过枪串时与枪串之间产生的推动力，并能保证不将电缆弱点泵脱。在推送过程中，优化泵入排量和泵压，确保施工安全。

2.4 深度校正技术

利用磁定位仪器测量套管接箍信号，射孔仪器串进入水力推送后，保持地面仪器的下测状态，并记录接箍曲线。当射孔枪串下入到预定深度后停车，对比测量曲线和固放磁曲线。上提电缆至桥塞位置，点火坐封桥塞，依次完成各簇射孔。

2.5 井下安全技术

2.5.1 爆炸飞片雷管EFI

EFI雷管不含敏感的起爆药，推动并加速特定力学特性材料起爆钝感炸药的原理研制而成。EFI雷管特别适用于非常规施工现场复杂的井场环境和井下环境，避免了地面爆炸和误射孔。

2.5.2 井下安全工具

为减轻桥塞座封和射孔器发射时剧烈震动对下井仪器及线路产生影响，设计了配套减震装置；为保障射孔器在井下的安全性，设计加工了耐高压射孔枪；为保证火工品和施工的安全性，设计制作了电压保护下井仪；为保障井下出现遇卡时电缆及仪器的可靠分离，提高处理工程事故的效率，研究成功了可编址释放下井仪。

2.6 非常规储层优化射孔技术

根据桩23区块非常规油气井射孔完井要求，施工压力高，为降低施工风险，优选射孔器，能够穿透污染带的射孔弹；优选60 °相位角，改善射孔孔道和流动性能，提高压裂的效果。

2.7 分段压裂技术

2.7.1 桩23区块油层特点

桩23区块地层具有孔隙度、渗透率比较低，储层较均质。其地层含油性质属低密度、低粘度、高凝固点、低含硫轻质稀油油藏。为岩性控制的深层低孔特低渗稀油油藏。

2.7.2 压裂优化设计原则

（1）根据产能建设方案，需要优化各段施工参数、加砂规模等，实现对储层的有效改造。

（2）对加砂规模、排量及施工压力确定最佳的施工参数，并优化泵注程序、进行缝高控制，保证裂缝不串通的前提下实现泄油面积最大化。

（3）在桩23块采用电缆桥塞分层压裂工艺已施工井认识评价的基础上，指导本次压裂参数优化设计，提高工艺成功率和压后效果。

（4）针对储层温度高（155 ℃）和储层水敏矿物含量高、中等水敏的特点，降低压裂液对储层的伤害。

3 现场应用

截止目前，胜利测井公司采用自主设计的电缆桥塞射孔、分层压裂联作技术，共完成了12口非常规井，共51余层的施工任务，射孔一次成功率达到了100%。电缆桥塞分层压裂工艺较好的解决了桩23区块精细分层的需求，平均日产油8 m3以上，而且稳产周较长。目前，桩23区块后续非常规储层均采用电缆桥塞射孔、分段压裂技术完井。

4 结论及建议

（1）电缆桥塞射孔、压裂联作技术提高了储层改造效果；薄层开采中采用该技术大大节省时间和成本；安全性高。

（2）管内机械封隔分段压裂技术：施工安全可靠；电缆桥塞射孔、压裂联作技术与连续油管喷砂分段射孔压裂技术相比，压裂排量大，压裂储层改造效果好。

（3）电缆防喷控制技术。电缆防喷系统耐压105 MPa、防喷器通径162 mm、120 mm，能够适应大直径、高压井筒作业。

（4）电缆桥塞射孔、压裂联作技术减少了射孔器下井次数，有效降低劳动强度，消除长跨距油管输送射孔带来的安全风险。

（5）无起爆药安全点火技术。有效地消除了通讯电磁干扰，保障了非常规现场施工安全。

（6）多项射孔安全技术的应用，有效地保证了射孔施工安全和人身安全，社会效益显著。

（7）施工费用偏高，需要对单井分层数进行优化，提高投入产出比，进行后续跟踪分析评价，实现区块高效、经济开发。

参考文献

[1] 刘德华，肖佳林，关富佳.页岩气开发技术现状及研究方向[J].石油天然气学报，2011，33（1）：119-123.

[2] 孙赞东，贾承造，李相方，等.非常规油气勘探与开发[M].石油工业出版社，2010.

[3] 赵荣华，李斌，万爱娥.复合桥塞在水平井分段压裂中的应用[J].江汉石油职工大学学报，2012，25（5）：53-55.