2、技术原理
该技术可根据储层开发需要使用封隔器和滑套将水平井段封隔成若干段,压裂时通过投球打开滑套,进行有针对性的施工;还可以进行分层采油和分层注水。裸眼封隔器将每层封隔开,每个套筒内装有一个球座,最小的球座装在最下面,往上依次加大,级差为定值0.11"或0.125",将不同大小的低密度球送入油管,然后泵送至相应的球座内,打开滑套就可以对下一个产层进行处理,趾端滑套采用压差滑套的形式打开。球座采用可钻磨材料,全部压完后磨铣作业,实现全通径井筒。
3、施工工具
(1)悬挂封隔器—坐封时不需其他辅助工具,完全座封压力3500psi。
图1 悬挂封隔器示意图
表1 悬挂封隔器工具参数表
悬挂封隔器 | 井眼尺寸 | 6 | 8-1/2" |
承受压差 | 70/83/100MPa | 70/83/100MPa | |
坐封压力 | 15~28MPa | 15~28MPa | |
耐温 | 150℃ | 150℃ | |
材质 | P110 | P110 | |
最大外径 | 7in | 9.625in | |
最小内径 | 4.75in | 5.25in |
(2)裸眼封隔器—耐压差70MPa以上,耐温150 ℃,由水力压缩式单胶筒和两个遇水膨胀胶筒组合而成,同时带有自锁系统。
图2 复合式裸眼封隔器示意图
表2 复合式裸眼封隔器工具参数表
裸眼封隔器 | 井眼尺寸 | 6" | 8-1/2" |
尾管尺寸及公称重量 | 4-1/2"×13.5 lb/ft | 5-1/2"×23 lb/ft | |
承受压差 | 70/83/105MPa | 70/83/105MPa | |
坐封压力 | 15~28MPa | 15~28MPa | |
耐温 | 150℃ | 150℃ | |
材质 | P110 | P110 | |
最大外径 | 5.675in | 7.75in | |
最小内径 | 3.75in | 4.7in |
(3)ZSS可钻式压裂滑套—压后滑套内球座可钻,实现全通径井筒,最多可分段数26段。
(4)压差滑套(趾端滑套)—压差滑套打开压力可调,滑套打开剪切压力:19.7MPa;耐温:149 ℃。
图3 ZST压差滑套图
表3 ZST压差滑套工具参数表ZSS MS可重复开关投球滑套工具参数
压差滑套 | 井眼尺寸 | 6" | 8-1/2" |
尾管尺寸及公称重量 | 4-1/2"×11.6lb/ft | 5-1/2"×25.19lb/ft | |
承受压差 | 70MPa | 70MPa | |
耐温 | 150℃ | 150℃ | |
材质 | P110 | P110 | |
最大外径 | 5.5in | 4.84in | |
最小内径 | 3.92in | 4.6in |
压差滑套(趾端滑套)—压差滑套打开压力可调,滑套打开剪切压力:
19.7MPa;耐温:149 ℃。
作用原理:水力压差滑套是裸眼分段压裂管柱中的第一级滑套,当压裂管柱内外压差达到该滑套销钉设定的剪切压力值时,销钉就被剪断,压差滑套就可以开启,进行第一级的压裂施工。
工具图片:
图4 ZST压差滑套图片
表4 ZST压差滑套工具参数
压差滑套 | 井眼尺寸 | 6" | 8-1/2" |
尾管尺寸及公称重量 | 4-1/2"×13.5 lb/ft | 5-1/2"×23 lb/ft | |
压差 | 35MPa | 52.5MPa | |
耐温 | 150℃ | 150℃ | |
材质 | P110 | P110 | |
最大外径 | 5.63in | 7.13in | |
最小内径 | 3.75in | 4.7in |
压裂暂堵球—压裂暂堵球采用复合材质制成,大大增强了球的各项强度,解决了投球、压裂过程中球破碎导致压裂失败的问题,同时压裂暂堵球与球座匹配更加合理,密封更加可靠。
作用原理:压裂施工的过程中,一级压裂结束后投一个与滑套球座相应的压裂暂堵球,并泵送至球座密封上一级压裂口,管内憋压剪切销钉打开滑套,进行下一级压裂施工。
工具图片:
图5 压裂用暂堵球示意图
表5 压裂暂堵球工具参数表
暂堵球 | 材质 | 复合材料 |
密度 | 1.38-1.8g/cm3 | |
工作压差 | 70MPa | |
耐温 | 150℃ |
4、技术特点
① 可分段数多,能够满足超长水平段分段压裂需求;
对于6"裸眼井采用4-1/2"×13.5 lb/ft尾管连接,压裂管柱内径为3.92 ",暂堵球最小0.9",暂堵球与下一级球座之间的间隙为0.03",加上压差滑套1级,因此可建立21级分层。
对于8-1/2"裸眼井采用5-1/2"×23 lb/ft尾管连接,压裂管柱内径为4.67 ",暂堵球最小0.9",暂堵球与下一级球座之间的间隙为0.03",加上压差滑套1级,因此可建立22级分层。
② 滑套内球座可钻磨,实现井筒内全通径,为后期再介入提供良好井筒条件。
③ 不停泵连续投球工艺设计,能保证所投球能顺利进入压裂管柱,泵送至滑套球座,完成密封盒开启下一级滑套的动作。
5、服务能力与业绩
自2010年以来,我公司在中石化华北分公司、中原油田分公司、江汉油田分公司、华东分公司、东北分公司、中石油长庆油田共计实施可钻式裸眼分段压裂工具服务超过240口井,压裂总段数超过1900段,可以同时满足10口井的作业需求,为油田勘探增储、开发建产做出了应有贡献,目前已是国内最大的可钻式滑套裸眼分段压裂技术服务公司之一。