预置球座分段压裂完井工艺技术研究

秦飞翔(大港油田公司石油工程研究院，天津 大港 300280)

低孔低渗复杂断块油藏是大港油田增储上产的主战场，低孔低渗储层的开采，大都具有能量不足的特点，单独以提高储层钻遇率和增大泄油面积来开发不能实现经济高效开发，需要在完井过程中结合分段压裂措施改造。本文结合大港油田低渗透复杂断块压裂改造特点，优化多簇射孔压裂完井工艺，用预置球座和密封球取代常规可钻桥塞，对配套工具进行优化，确保工具性能可靠，可满足大港油田3至5级直井压裂完井的要求，本技术可实现大规模压裂改造。

目前油田已在分段压裂技术中，应用了套管固井分段压裂和可钻桥塞多簇射孔两项技术,套管固井滑套分段压裂为单点压裂，不适合薄互层压裂；可钻桥塞多簇射孔技术应用过程中存在施工过程复杂、桥塞下入过程中遇卡、坐封后不密封等风险。针对以上问题，通过研发新的工艺技术，不仅可以实现大规模压裂改造，而且操作简单、安全可靠。

1 配套工具研发与优化

1.1 密封球的优化

密封球设计为复合材料，要求耐磨易钻，与预置球座配合使用，可实现3-5级的直井多簇压裂完井。

1.1.1 预置封隔工具及球的密封试验

试验方法:将球放入球座内，上端安装Ф139.7mm试压接头，并与100MPa试压泵连接，进行强度密封试验。

试验结论:预置球座与密封球配合，按等级由小到大分别可承压70MPa、65MPa、60MPa，满足现场施工的要求。

1.1.2 预置封隔工具及密封球可钻性试验

将密封球放入预置球座内，用螺杆钻依次钻穿球座工具，第一组以360-480L/min小排量钻穿球座工具，第二组以360-540L/min大排量钻穿球座工具，进行工具可钻性能试验。

表1 预置封隔工具及密封球可钻性试验结果

3 4 0.6-2.4 0.6-2.4 360-480 360-540 1:30 1:25 120 120

室内试验证明，钻除球座工具时间需要90分钟左右，钻后内径120mm，达到套管柱内通径尺寸，研制的预置球座及密封球可钻性能符合设计要求，满足现场施工需求。

1.2 预置球座的优化

1.2.1 试验方法:将球座上端连接Ф139.7mm试压接头，并与100MPa试压泵连接，下端与Ф139.7mm母死堵连接，进行强度密封试验。

表2 预置球座承压性质试验结果

1.2.2 试验结论:预置球座强度与套管强度相同，符合性能设计要求，具备现场试验的条件。

1.3 固井胶塞的优化

1.3.1 胶塞结构优化

固井过程中，既保证将套管中的水泥浆驱替刮削干净，又易通过缩径位置，胶塞通过球座有0.5—1MPa压力变化。

相比旧胶塞，新胶塞胶皮硬度更大，不易变形，胶塞整体长度减小，胶塞杆本体外径加大，在保证胶皮外径的同时，胶皮更小。顶替过程更有利于胶塞整体居中，避免胶皮变形发生翻转。另外，增加1道密封圈，能有效保证碰压后的密封效果。

2 结语

2.1 对配套工具进行设计研发并优化，有的放矢进行整改，对优化后的工具效果进行了正确的评价，保证了完井施工成功率。

2.2 研制的预置球座分段压裂工艺及配套工具，经室内试验证明各项指标均达到设计要求，具备现场试验的条件。可满足大港油田3至5级直井多簇射孔压裂完井的需要。该技术工艺简化，可实现大规模压裂改造，属于国内外首创。

[1]刘洪林等.《非常规油气资源发展现状及关键问题》.天然气工业，2009，29(9):113-116.

[2]张怀文,张继春等,《水平井压裂工艺技术综述》，新疆石油科技，2005年第4期.