Y455可取式桥塞现场应用

王红鹰

摘 要：针对丘东油田气井压裂改造暂时封层的需要，综合考虑储层保护的要求，给出使用Y455可取式桥塞作为暂堵工具的解决途径。重点介绍了该桥塞的相关技术问题和现场实施过程，现场应用取得了良好效果。

关键词：Y455、可取式桥塞、压裂、封层

前言

在石油勘探开发过程中，封层是一项常见的也是非常重要的作业工序，根据不同作业目的需要对相关产层进行临时或永久性封堵，以便准确地评价产层特性，科学合理地制定和实施开发方案。目前，常采用的封层工艺主要有水泥塞封、机械式封层，有各自不同的特点和适用范围。本文针对丘东气井暂时性封层压裂改造的需求，研究提出应用Y455可取式桥塞完成封层作业。

1、应用背景简介

丘东油田气井压裂改造过程中，经常面临暂时封堵下层，压裂中、上层后投产的需求，压裂工艺管柱主要采取喷砂滑套+Y221和Y111+喷砂滑套+Y221两种主要形式，压裂改造后要求释放下层以便投产。工艺管柱采取耐压70MPa的Y221封隔器作为压裂主体封隔器，如需要套管保护则在喷砂滑套上增加Y111封隔器，为了防止压裂完后管柱砂卡的意外情况，均在上部连接安全丢手接头。

2、Y455可取式桥塞简介

Y455可取式桥塞是一种封隔器型桥塞，可用电缆或液压坐封工具坐封，用油管、钢丝绳或连续油管上提回收。这种桥塞可用于封隔层间、油井增产或井口维修（测试、压裂和修井）等措施，工具坐封完成后，可以有效封隔层位，此时可从井中下入或起出其它施工工具，从而省去了压井的需要。

1.1 桥塞组成

该桥塞主要由坐封机构、密封机构、锚定机构组成。坐封机构主要完成桥塞的坐封、丢手任务。锚定机构在坐封的过程中卡瓦撑起锚定到套管上，内部结构自锁，解封时自锁解除，卡瓦恢复原位。密封机构中胶筒受压膨胀，与套管形成可靠的密封。

该桥塞的特点是将回收颈和平衡阀组合在一个多元封隔系统上，在桥塞下部装有锁环制动装置。位于多元封隔系统下的卡瓦在牢牢地将桥塞锚定在套管上后，可以承受较大的上下压力。

2.2 技术特点

1）坐封方式灵活：可以采用电缆坐封或液压坐封，送进方式分别是电缆、油管传输，只需根据具体情况选择合适的坐封方式即可。

2）坐封力控制准确：采用张力棒控制，使张力棒断裂的力预先可做拉伸试验获取数值，能可靠保证足够的坐封力。

3）可靠的锁紧方式：采用棘齒锁环机构维持坐封负荷，保证在压力变化下仍能可靠地密封。

4）可靠的防卡设计：卡瓦部分采用内置式卡瓦，卡瓦在桥塞坐封前低于卡瓦套高度，在井筒中起下时不宜遇阻遇卡。

5）锚定机构设计新颖：采用卡瓦、卡瓦套，上下锥体、棘爪机构巧妙组合，使得卡瓦锚定可靠，具备良好的双向承压能力。

6）安全的解封机构：平衡阀机构的存在使得桥塞解封时能够上下压力平衡，棘爪机构在解封时整体上移给出胶筒回弹的空间。

7）安全的打捞方式：打捞颈上留有反扣，遇到解封失败的情况，只需在原悬重的基础上旋转管柱即可使打捞工具脱手。

2.3 技术参数

2.4 坐封工具与打捞工具

坐封工具，桥塞张力棒与下接头连接，油管打压剪断防座剪钉，液缸下行带动适配套下行，推动桥塞卡瓦撑起咬合到套管上，压缩胶筒密封环形空间，同时桥塞内部自锁保持坐封负荷。拉断张力棒后，完成坐封、丢手卸压过程，桥塞留于井下。

打捞工具，关键部件在于打捞卡瓦，它带有缺口，具备一定的弹性，有左旋螺纹，与打捞颈上螺纹配合。上提管柱时，打捞卡瓦锥面与下接头内锥面配合，压缩卡瓦抱紧打捞颈，完成桥塞解封。

2.5 回收程序

1）回收桥塞之前应反循环冲砂，以便使回收工具顺利套锁在打捞颈上。

2）下放回收工具在桥塞上施加2吨左右的压力，让其全部套入桥塞打捞颈中，等待一段时间。

3）上提工具打开平衡阀，上提负荷2吨，平衡阀打开，桥塞上下压力进行平衡。

4）轻轻下放，安全关闭平衡阀，此时桥塞仍处于坐封状态。

5）上提解封、回收桥塞：上提工具重新打开平衡阀，剪断下端剪切销，上提距离3m左右时，卡瓦、封隔元件收缩。可下放工具串到坐封段以下验证是否完全解封。

6）不能回收时的紧急丢手：上提管柱负荷约0.5吨，右旋管柱，回收工具将从桥塞上丢手，就可换用打捞筒和油管震击器进行打捞，回收桥塞。

3、优选理由

目前，经常使用的封层工艺主要有水泥塞封和机械式桥塞封层，机械式桥塞从解封角度讲分为可钻式和可取式两种，选用可取式桥塞的理由如下：

作业需求方面：封层是暂时的，配合压裂改造施工，要求承压能力高。可钻式桥塞、可取式桥塞均可达到要求。

储层保护方面：要求尽可能地减少入井液量，以加强对储层的保护。可钻式桥塞压裂时要求上覆沙层加强对桥塞的保护，解封方式为磨铣，需要专门下一趟磨铣管柱，而且要不断冲洗，不利于储层保护，残体需要打捞或追至井底。

三层压裂管柱使用：目前，三层压裂管柱施工风险较大，一旦发生遇卡遇阻现象，将会大费周折，更加不利于气井储层保护。

4、现场应用

红台2-22井是红台区块一口气井，该井措施要求暂时封堵下层（9、10号层），射孔4、6、8号层，分层压裂4、6和8号层，压裂后合层投产，压裂工艺管柱。套管内径Φ121.36mm，最大井斜2.95°。

4.1坐封

油管打压5-10-15-20-25MPa，各观察3min，稳压，继续打压至30MPa，未丢手。上提管柱5吨，继续打压至30MPa，环空大量返液。关闭套管闸门，打压20MPa，观察30min，无压降;下探3吨无位移，证明桥塞密封性良好、丢手成功。

4.2 压裂

第一层压裂：总液量213.6m³，加砂（20-40目陶粒）32.2m³，最高压力40MPa，停泵压力23.2MPa。

第二层压裂：总液量129.3m³，加砂（20-40目陶粒）16.5m³，最高压力35.9MPa，停泵压力26.5MPa。

4.3 打捞桥塞

起出压裂管柱后，用 30m³活性水循环脱气至出口稳定，之后边放管柱边冲洗，冲至桥塞位置后加大排量反洗至进出口水质一致，共返出压裂砂约80L。管柱原悬重22吨，下放管柱加压3吨，上提管柱负荷2吨打开平衡阀平衡桥塞处上下压力，下放管柱加压4吨，缓慢上提负荷2吨再次打开平衡阀，继续上提负荷至26吨时负荷降为原悬重。继续上提管柱5m，之后多次上提下放管柱无卡阻现象，确认打捞成功。

5、结论及认识

至2010年底，该桥塞在丘东油田应用3井次，均是用于暂时封层，配合压裂改造施工，取得了良好的应用效果，没有出现密封失效或打捞失败的情况，取得以下认识：

1、该桥塞起下容易、坐封解封可靠，密封可靠，具备良好的双向承压能力。

2、平衡阀机构有效平衡桥塞上下压力，棘齿锁环机构有效维持坐封负荷。

3、技术成熟，具备推广应用的条件。

参考文献：

[1]刘志成. 浅析可取式桥塞机械的结构及设计[J]. 中国设备工程， 2018（1）：2.