煤层气水平井多级桥塞钻除的常见问题及对策

张微 李新 李伟 张双省 刘盼红

摘要：煤层气水平井多级桥塞分段压裂工艺技术，是开发非常规天然气主要技术手段之一。但煤层气水平井具有水平井段长、井下桥塞多、井况复杂的特点，在钻塞施工中常遇到加压困难、生产套管损坏、钻铣进尺缓慢、下推剩余桥塞部分遇阻、上提管柱遇卡等问题，针对这些问题进行分析，制定措施和解决方案，现场得以顺利完成钻塞施工。

关键词：煤层气；水平井；多级桥塞；桥塞钻除；常见问题；解决方案

我国煤层普遍存在低压、低渗、低吸附气饱和度的特性，为获得经济产量，煤层气水平井水力桥塞分段压裂技术已得到广泛的应用，但是压裂放喷完成后，钻塞施工时常出现一些问题，对我们的后续施工带来很大的影响，因此在钻塞时问题的预防和迅速解决尤其关键。

1、复合材料桥塞简介

复合材料桥塞除锚定卡瓦和极少量配件外，均采用类似硬性塑料性质的复合材料制成，可钻性强，同时密度小，很容易循环带出地面，避免了常规铸铁桥塞磨铣后产生的金属碎屑沉淀。

1.1复合材料桥塞的类型：如图1

A 投球式：桥塞坐封后，桥塞具有流体通道，供其他作业；当从井口投球后，球会落在球座，实现对桥塞上下两端的封隔（可实现压裂时由上往下的密封，同时当下部压力大于上部压裂时，球会脱离球座，实现返排）。

B 单向阀式：桥塞的封隔效果类似于投球式桥塞，区别在于内置的单向阀相当于已经投球后的投球式桥塞，省去了投球及泵送球的过程。

C 盲堵式：可直接坐封，顶部有泄压阀，在钻铣过程可以平衡上下压力。

1.2工艺原理

用连续油管或电缆将丢手+射孔工具+桥塞工具串送到施工段，然后坐封桥塞-射孔-压裂，如此重复，可实现对水平井无限多段的增产改造。施工完成后，下钻钻开所有桥塞。

2、常见问题及对策

2015年11月至2016年12月完成5口井钻塞施工，分别是吉县桃-平04井、古交ZS-9#-L06井、ZS-8#-L06井、CJS-L05和CJS-L06井，在钻除桥塞时出现各种问题，如生产套管损坏、钻铣进尺缓慢、下推剩余桥塞部分遇阻、上提管柱遇卡等，诸多问题给施工带来了困难，延长了周期，因此需要对出现的问题进行分析处理，制定解决措施及方案。

2.1套损及孔眼毛刺，造成起下管柱有挂卡现象

问题描述：吉县桃-平04井钻穿完第三级桥塞起管检查工具时，出现挂卡，挂卡点固定。通过核对数据，卡点1385.73m，射孔井段1383-1386。

原因分析：起出管柱观察分析，油管壁上有条状划痕，油管接箍有挂痕，油管接箍90°直角面被挂成斜面角，分析为套管射孔段毛刺造成的挂卡。

现场处理：2015年11月30日，继续下螺杆钻具进行钻进，下至1385.73m处，开泵对该处卡点进行钻扫，施工排量：600L/min，泵压3.5MPa，控制钻压5-10kN，钻扫通过后上下多次划眼，直至起下管柱顺利，悬重无异常顯示，解除该处挂卡问题。

2.2直井段短，水平段长，摩阻大，加压困难，进尺缓慢

问题描述：古交ZS-9#-L06井，在钻除最后2个桥塞时，除去摩阻，原悬重只有20kN，钻进时，负荷释放，加压20kN，排量600L/min，泵压6.5MPa，设定泵压上限10MPa，泵车转速1019转，钻进缓慢，出口返出桥塞碎屑细小。

原因分析：古交ZS-9#-L06井，210m开始造斜，入煤点：666m，井底位移1002.5m，直井段短，水平段长（见图2），摩阻大，钻进施工时，加压困难。

现场处理：对钻具组合进行了调整，φ73mm外加厚油管下在井斜角70°以上，水平段下入φ73mm平式油管。在参数上，控制排量500L/min，泵压4-5MPa，泵车转速930-980转。这样可减少井底回压，有利于施加钻压，达到钻除桥塞的目的。

2.3下推下半部桥塞中途遇阻、钻进无进尺

问题描述：古交ZS-8#-L06井、ZS-9#-L06井、CJS-L05井和CJS-L06井在钻除桥塞时，每钻完一级桥塞时，下推下半部桥塞与下一级桥塞接触之前，总是出现中途遇阻，钻进时进尺不明显现象。通过统计遇阻位置，遇阻点多在套管接箍处或射孔井段处。

原因分析：下半部桥塞卡瓦牙未完全收回，胶皮也未磨铣净，存在有大块胶皮，下推下半部桥塞时，推至套管接箍或射孔孔眼处就会出现遇阻现象，或下推时水平段砂子堆积形成砂塞，中途遇阻。

现场处理：①适当加压冲击，加压不得超过20kN，通过后划眼三次，无卡、阻现象方可继续下放管柱。②若无法通过则开泵进行钻铣，排量600L/min，泵压4-5MPa，设定泵压上限10MPa，钻压控制5-15kN。③若钻塞过程中发现进尺不明显，剩余桥塞在套管中可能处于可旋转状态，可加大钻压3-5kN压死桥塞，或停泵下击使其卡死在套管壁上，下击负荷不得过大，防止损坏工具。

3、认识及建议

（1）因压裂施工时难免出现套管损坏和射孔孔眼毛刺，钻塞施工时应控制起下速度，小于20根/小时，控制下钻速度10m/min，水平段5m/min，注意观察悬重，防止卡钻，同时对轻度套损和孔眼毛刺处进行钻扫处理，保持井眼畅通无卡阻，有利于钻塞的施工。

（2）出现卡钻现象时，不可盲目大力活动解卡，应分析原因，采用有效措施进行解卡。

（3）钻塞施工时，适当的调整钻具组合和参数，能够适当增大钻压，避免加不上压。

（4）钻除桥塞无进尺时，应及时分析原因，严禁单点长期钻进，以防损伤套管，出现蹩钻、憋泵等异常现象应立即上提管柱。泵车最好设定最高限压，只要泵压超过设定压力，自动保护会立即停泵，起到保护工具的作用，降低了危险系数。

参考文献

[1] 刘振宇.人工压裂水平井研究综述（J），大庆石油学院学报。2002，26（4）

[2] 邹刚，李一村，潘南林，等.基于复合材料桥塞的水平井套管分段压裂技术[J].石油机械，2013，41（3）：44-47

[3] 刘化国.电缆式坐封工具及可钻式桥塞[J].石油机械，1994，22（11）：53-57

（作者单位：中石化中原石油工程有限公司井下特种作业公司）