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可溶桥塞与分簇射孔联作技术在页岩气水平井的应用

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钻采工艺 2019年第5期42卷 113-114页

作者：王海东王琦李然张良李涛耿敏林中国石油测井有限公司西南分公司中国石油浙江油田分公司

桥塞是页岩气水平井分段压裂开发中一项重要的暂封工具.文章介绍了分簇射孔与桥塞联作基本原理及国外三种先进的可溶桥塞,重点阐述了可溶桥塞具有的自动可溶解、无需连续油管钻磨桥塞且保持井筒全通径、经济时效性高等技术特点和优势.基... 详细信息

桥塞是页岩气水平井分段压裂开发中一项重要的暂封工具.文章介绍了分簇射孔与桥塞联作基本原理及国外三种先进的可溶桥塞,重点阐述了可溶桥塞具有的自动可溶解、无需连续油管钻磨桥塞且保持井筒全通径、经济时效性高等技术特点和优势.基于X井的基本井况,进行了可溶桥塞与坐封工具优选,管串设计与泵送排量模拟等设计工作,在该井进行了25个可溶桥塞的应用,均一次坐封成功并顺利完成坐封段的压裂改造.通过现场作业情况表明了可溶桥塞坐封可靠,暂堵效果良好,满足深井长水平段分段压裂的要求,在页岩气水平井开发中具有重要的推广应用价值.

关键词：页岩气水平井分段压裂可溶桥塞坐封工具分簇射孔

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可溶桥塞技术在页岩气井套管测漏中的应用

石油机械 2018年第4期46卷 98-100页

作者：刘辉邓千里尹强江源易德正中国石油西南油气田公司工程技术研究院

在页岩气井油层套管化学剂堵漏挤注施工之前,为了获取漏失数据并实现暂堵转向,需对漏点以下井筒进行有效暂堵隔离。为此,研制了可溶桥塞及配套送入工具,并开展了室内性能测试和现场试验。性能测试及现场试验结果表明:桥塞在承压差70 MP... 详细信息

在页岩气井油层套管化学剂堵漏挤注施工之前,为了获取漏失数据并实现暂堵转向,需对漏点以下井筒进行有效暂堵隔离。为此,研制了可溶桥塞及配套送入工具,并开展了室内性能测试和现场试验。性能测试及现场试验结果表明:桥塞在承压差70 MPa条件下密封时长大于24 h,桥塞在93℃、氯根质量浓度10 g/L的返排液环境中溶解时长小于15 d,桥塞丢手方式设计合理,承压密封性能稳定,溶解性能良好,满足化学堵漏漏速测试及暂堵转向的施工要求。所得结果可为页岩气井套管堵漏措施的制定及后续化学堵漏施工的顺利开展提供技术支撑。

关键词：页岩气油层套管可溶桥塞漏失速度室内测试现场试验

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可溶桥塞镶齿卡瓦研制及实验评价

钻采工艺 2018年第6期41卷 76-78,129,130页

作者：刘辉喻冰杨海李明严俊涛中国石油西南油气田公司工程技术研究院四川圣诺油气工程技术服务有限公司

可溶桥塞的锚定卡瓦有异于常见的铸铁卡瓦和复合材料卡瓦,除了需要提供可靠的套管锚定力和胶筒锁紧力之外,还必须具备良好的溶解性能及返排能力。为了满足页岩气水平井压裂用可溶桥塞现场施工各项指标要求,设计了可溶材料镶齿卡瓦结构,... 详细信息

可溶桥塞的锚定卡瓦有异于常见的铸铁卡瓦和复合材料卡瓦,除了需要提供可靠的套管锚定力和胶筒锁紧力之外,还必须具备良好的溶解性能及返排能力。为了满足页岩气水平井压裂用可溶桥塞现场施工各项指标要求,设计了可溶材料镶齿卡瓦结构,并对其锚定性能和溶解性能进行了实验测试,测试结果表明,可溶材料镶齿卡瓦结构设计及材料选型合理,在套管内壁锚定承载性能可靠,溶解性能良好,能够满足现场压裂施工要求。

关键词：页岩气可溶桥塞镶齿卡瓦结构设计实验评价

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可溶桥塞及试验配套工具研究

可溶桥塞及试验配套工具研究

作者：施玉中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

我国70%的油气储量资源都是非常规油气藏,随着油气资源开发的不断深入,拥有巨大潜力的非常规油气藏资源逐渐进入了人们的视野。水平井分段压裂技术是提高非常规油气藏开采率的有效手段。可溶桥塞免钻磨、免打捞,无需措施即可自行溶解的... 详细信息

我国70%的油气储量资源都是非常规油气藏,随着油气资源开发的不断深入,拥有巨大潜力的非常规油气藏资源逐渐进入了人们的视野。水平井分段压裂技术是提高非常规油气藏开采率的有效手段。可溶桥塞免钻磨、免打捞,无需措施即可自行溶解的特性,让它作为水平井分段压裂工具比传统桥塞在降低作业成本和缩减作业周期等方面更具潜力。本文通过对国内外可溶桥塞应用情况的调研并查阅大量文献,总结了井下工具对可溶金属材料的性能要求,结合需求设计了以Al为基体元素的可溶金属材料及其制备工艺,通过控制微量元素含量使其满足机械和溶解性能需求,并对该材料的金相、密度、硬度、强度及溶解速率等性能参数进行了测试。根据可溶桥塞工作原理和工况需求设计了差异性溶解的可溶桥塞,对关键零部件卡瓦、胶筒、中心管及销钉等进行了关键参数校核计算和ANSYS有限元模拟。同时还设计了一种水平井泵送工具排量计算方法,分析了泵送排量的主要影响因素并加以验证。在完成可溶桥塞样机制作之后,制定了室内试验方案来测试可溶桥塞的性能。针对设计的室内试验方案,设计了压力平衡式小直径液压坐封工具等相关工具。之后在设定的工况下,测试了卡瓦抗压强度、整机强度和溶解时间等性能指标,证明了可溶桥塞及相关工具设计合理性的同时也为之后的现场试验奠定了基础。设计的可溶桥塞在现场单井应用3井次,压裂过程顺利进行,放喷后回探桥塞没有遇阻,验证了该桥塞已完全溶解,井筒具有良好的连通性,试验结果达到了设计的预期效果。

关键词：可降解金属降解机理可溶桥塞试验配套工具泵送排量计算

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可溶桥塞结构分析及其材料性能指标评价

可溶桥塞结构分析及其材料性能指标评价

作者：陆建康西安石油大学

学位级别：硕士

油气井分层分段压裂作业,在井下层段间下入可溶桥塞与可溶金属球进行封堵,此类暂堵工具可在井底液中自行溶解,可以省去钻磨与回收作业,提高施工效率。以Y457R可溶桥塞为基础,介绍了可溶桥塞坐封工具,建立了可溶桥塞在井下的坐封位置的... 详细信息

油气井分层分段压裂作业,在井下层段间下入可溶桥塞与可溶金属球进行封堵,此类暂堵工具可在井底液中自行溶解,可以省去钻磨与回收作业,提高施工效率。以Y457R可溶桥塞为基础,介绍了可溶桥塞坐封工具,建立了可溶桥塞在井下的坐封位置的数学模型,对可溶桥塞主要结构部件建立几何模型并进行力学分析;对可溶桥塞中心管受压计算,并对中心管在坐封与压裂过程时的工况进行有限元分析;对卡瓦建立受力模型并进行有限元分析,得到一定载荷下的卡瓦应力、变形量结果;可溶桥塞密封部分以三胶筒组合形式,分析不同硬度组合下的胶筒与套管之间的接触压力,得出合适的组合形式的三胶筒密封结构。以四种可溶镁合金的组成元素、密度、力学性能表现及溶解性分析可溶镁合金的综合性能;在KCl介质的溶液中,镁合金的溶解速率随着KCl介质浓度的增加而提高,相同KCl的浓度条件下,随着温度的升高,镁合金的溶解速率均有提高,在相同温度与KCl介质浓度下,可溶镁合金中镁元素的含量越低,材料的溶解速率越快。对Mg-10.8Zn-3.1Al可溶镁合金在90℃的2%KCl浓度溶液中溶解进行试验,对可溶球座进行丢手与承压试验,验证Mg-10.8Zn-3.1Al可溶镁合金的综合性能。

关键词：可溶桥塞中心管卡瓦胶筒可溶镁合金

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可溶桥塞试验研究及现场应用

石油机械 2018年第7期46卷 94-97页

作者：杨小城李俊邹刚中石化石油机械股份有限公司

为了解决水平井分段压裂后连续管钻磨和碎屑打捞等问题,研制了一种以镁合金材料为主的全可溶桥塞。通过对桥塞施工工艺分析,引入新型无干预化作业工具——趾端滑套。根据可溶桥塞的结构和工作原理,对关键零部件进行了溶解测试,对可溶桥... 详细信息

为了解决水平井分段压裂后连续管钻磨和碎屑打捞等问题,研制了一种以镁合金材料为主的全可溶桥塞。通过对桥塞施工工艺分析,引入新型无干预化作业工具——趾端滑套。根据可溶桥塞的结构和工作原理,对关键零部件进行了溶解测试,对可溶桥塞总成进行了室内试验与现场应用。现场应用结果表明:可溶桥塞可以在温度120℃下承压差70 MPa,而且在120℃、氯离子质量分数1%溶液中10 d可以完全溶解,验证了可溶桥塞的可行性。所得结论可为可溶桥塞设计提供技术参数,结合新工艺完全消除连续管作业,并帮助用户降低使用风险和作业成本。

关键词：水平井连续管可溶桥塞压裂趾端滑套

基于可溶桥塞关键零件动作顺序的阶段坐封力研究

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钻采工艺 2019年第6期42卷 73-76,80,I0005页

作者：陈昱汐王国荣李奔驰唐凯雷震西南石油大学机电工程学院四川省成都市610500 中国石油集团测井有限公司西南分公司四川省内江市642177 西南石油大学能源装备研究院四川省成都市610500

多级分段压裂是目前开发非常规油气井的主要手段,常用复合桥塞进行层间封隔,压裂后需要钻磨桥塞,工艺风险大、成本高。可溶桥塞在压裂后能按设计溶解,无需钻磨即可恢复井眼畅通。可溶桥塞坐封时各零件动作的顺序决定了其坐封的可靠性,... 详细信息

多级分段压裂是目前开发非常规油气井的主要手段,常用复合桥塞进行层间封隔,压裂后需要钻磨桥塞,工艺风险大、成本高。可溶桥塞在压裂后能按设计溶解,无需钻磨即可恢复井眼畅通。可溶桥塞坐封时各零件动作的顺序决定了其坐封的可靠性,需对其进行分析以提高可溶桥塞工作性能。文章针对现场应用中存在的关键零件不能可靠地按照规定顺序动作引起可溶桥塞坐封失败的问题提出改进建议,基于某110型可溶桥塞结构、坐封原理及坐封时零件动作顺序,运用力学分析及运算,得到该结构可溶桥塞关键零件动作条件的理论分析方法及阶段坐封力计算公式,得出该110型可溶桥塞改进前、改进后的阶段坐封力范围并进行试验验证,结果表明改进后的该型桥塞可成功坐封并满足技术要求,为设计优化同类型可溶桥塞结构提供参考。

关键词：可溶桥塞坐封动作顺序坐封力防提前坐封销钉卡瓦圈

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高性能系列可溶桥塞的研制与应用

石油机械 2024年第1期52卷 124-129页

作者：张勇张国田刘宇王方明陈省身赵贺谦北京石油机械有限公司中国石油集团工程技术研究院有限公司

为提升可溶桥塞的工况适用性和稳定性,研发了多水解高分子基团可溶橡胶与高强度可溶金属材料及配方体系。通过开展不同温度下材料力学性能与溶解性能测试评价,验证了材料性能。根据可溶桥塞的结构原理及特点,研制了高性能系列可溶桥塞,... 详细信息

为提升可溶桥塞的工况适用性和稳定性,研发了多水解高分子基团可溶橡胶与高强度可溶金属材料及配方体系。通过开展不同温度下材料力学性能与溶解性能测试评价,验证了材料性能。根据可溶桥塞的结构原理及特点,研制了高性能系列可溶桥塞,进行了综合性能试验和现场试验。试验结果表明:研制桥塞能够在30~150℃温度范围内确保70 MPa有效承压密封时间达24 h以上,且溶解时间可调可控。各大油气田区块现场试验及推广应用结果表明,其坐封、承压、溶解效果等综合性能稳定可靠,能够适用于复杂工况,能有效保障体积压裂施工作业。所得结论可为非常规油气资源的高效开发及水平井分段压裂的提质降本提供有力的技术支撑。

关键词：可溶桥塞结构设计分段压裂承压密封溶解性能

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水平井可溶桥塞分段压裂技术与发展趋势

石油机械 2020年第10期48卷 103-110页

作者：刘统亮施建国冯定田懿长江大学机械工程学院湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心非常规油气湖北省协同创新中心中石化中原油田工程有限公司井下特种作业公司

随着油气井水平段长度的增加,传统可钻式桥塞的钻塞难度增大,而可溶桥塞在压裂施工结束后可在返排液中自行溶解,更符合油气井的生产需求。鉴于此,介绍了水平井压裂作业中可溶桥塞的作用及机理,系统调研分析了国内外水平井可溶桥塞的研... 详细信息

随着油气井水平段长度的增加,传统可钻式桥塞的钻塞难度增大,而可溶桥塞在压裂施工结束后可在返排液中自行溶解,更符合油气井的生产需求。鉴于此,介绍了水平井压裂作业中可溶桥塞的作用及机理,系统调研分析了国内外水平井可溶桥塞的研究现状、技术特性及实际作业效果。分析结果表明:水平井可溶桥塞分段压裂技术是页岩气藏开发领域的一项新兴技术,我国与国外存在较大差距,亟需探索符合中国实际的技术;可溶桥塞具有强度高、耐压高以及耐温性能稳定等优点,压裂施工结束后可自行溶解且无需钻磨,实现井筒全通径,可直接投产;该桥塞既具有良好的安全性和实用性,又具有较高的研究价值和广阔的应用前景。所得结论可为我国可溶桥塞、可溶井下工具研制与应用提供技术借鉴。

关键词：水平井可溶桥塞分段压裂技术特点国产化坐封磨铣