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威德福十年复合材料研究经验集大成者—TruFrac复合桥塞

威德福十年复合材料研究经验集大成者—TruFrac复合桥塞

威德福推出的TruFrac复合桥塞可通过减少起下钻和磨铣时间、提高锚定能力和密封性来增加桥塞射孔连作完井技术的效率,并显著提高油气田开发的总体经济效益。那么,这种复合桥塞有什么不同之处,它所使用的材料又具备什么样的特性,整体结构的设计又具有什么优势呢?

来自 | Weatherford
编译 | 曾旭洋

水平段泵送作业中正确地选择桥塞至关重要。威德福公司的TruFrac桥塞由一种含有97%高级复合材料的特殊材料制成,与其它同类产品相比,下入速度更快、可钻性更高,同时还具有良好的密封和锚定能力。TruFrac桥塞是威德福在复合材料领域十几年研究经验和实践的结晶。该公司的研究人员对桥塞的每一个部件进行了研究、设计和优化,最终使这种桥塞的强度、效率和易用性得到了极大的提高。

TruFrac复合桥塞简介

TruFrac复合桥塞能够在桥塞射孔联作完井中封隔单油层和多油层。TruFrac复合桥塞能够在4-1/2”和5-1/2”的套管中使用。该桥塞有两种结构,即顶部投球和内部小球两种,顶部投球设计能够为桥塞下部提供大片的流动区域,但是在压裂作业中,需要从地面投球至桥塞与的连通孔道进行密封。内部小球设计则省去了投球这一步骤,并且其能够在压裂完成后,与桥塞的下部区域恢复连通。

TruFrac复合桥塞组成部件及特征

模制胶筒

威德福十年复合材料研究经验集大成者—TruFrac复合桥塞

模制胶筒的密封面十分光滑,所以桥塞的下入速度可以提高到500ft/min。经测试,在压力为10000 psi、温度为148°C的条件下,该胶筒的密封依然有效。此外,还有一个备用系统能够防止胶筒在持压时被挤出。

  1. 表面光滑;
  2. 下入速度可达500 ft/min,降低了扩张、卡住或者提前坐封的风险;
  3. 密封能够承受10000 psi的高压和148℃的高温;
  4. 能够避免持压时胶筒被挤出。

上卡瓦和上锥体

威德福十年复合材料研究经验集大成者—TruFrac复合桥塞

刚性上卡瓦和上锥体由专门的复合材料制成,并配有粉末金属的扣钉,既能提供所需的锚定力,又容易磨铣。

  1. 成功的使用了粉末金属的扣钉;
  2. 帮助维持桥塞的坐封力;
  3. 易磨铣。

下卡瓦和下锥体

威德福十年复合材料研究经验集大成者—TruFrac复合桥塞

下卡瓦使用了大量的高强度复合材料和少量的硬质材料,以增强锚固力。这就能够避免一般脆性材料可能会出现的破损、旋转以及磨损等问题,同时能够增加下卡瓦的可钻性,减少碎屑的尺寸,方便洗井作业。

  1. 由大量的高强度复合材料和少量的硬质材料组成;
  2. 以最少的金属材料来提供较强的锚定力;
  3. 容易磨铣;
  4. 下锥体表面使用了专门的卡瓦系统,以防止其在磨铣时发生旋转。

斜向引鞋和泵送环

威德福十年复合材料研究经验集大成者—TruFrac复合桥塞

斜向引鞋

  1. 斜向引鞋能够起到一定的钩抓作用,防止其在磨铣时发生旋转;
  2. 引鞋上的凹槽为泵入环提供安装空间;
  3. 引鞋为斜面设计;
  4. 磨铣时,能够锁紧到桥塞上,防止旋转。

泵送环

  1. 与引鞋相匹配的可任选的设备;
  2. 减少泵入桥塞到预订位置所使用的液体量。

TruFrac复合桥塞的优点

  1. 通过加快下入速度和缩短磨铣时间来减少桥塞射孔联作完井作业的时间。
  2. 减少钻完井的总时间和总成本。
  3. 桥塞的主要复合材料很容易就能铣磨掉,并且只产生少量的轻质碎屑,这些碎屑可以很容易就可以循环出来井筒,不会堵塞设备。
  4. 桥塞非常耐用,能够在各种各样的环境中使用。
  5. 高效性:桥塞的下入速度最快可达500 ft/min,最高可减少50%的磨铣时间;可靠性:可在10000 psi,300°F(149℃)的条件下使用;可钻性:由含97%高级复合材料的特殊材料制成,具备下入速度快、磨铣效率高以及产生碎屑小等优点。

TruFrac复合桥塞适用范围

  1. 单层或者多层桥塞射孔联作完井;
  2. 垂直井、斜井以及水平井;
  3. 欠平衡作业。

TruFrac复合桥塞应用案例

应用地点:Eagle Ford 页岩区;
应用井型:陆上油井;
生产套管型号:5-1/2”,23 lb/ft(139.7毫米,34.2千克/米) ;
井下温度:285°F(140.5°C);
总测深:18325 ft(5585米);
水平段长度:5667 ft(1727 米);
循环压力:6500 psi(44.8 Mpa);
井口压力:4000 psi(27.5 Mpa);
产品/服务:TruFrac10K 顶部投球压裂桥塞;
应用目的:减少桥塞射孔作业的磨铣时间。

解决方案

  1. 威德福公司在26个区块使用了这种含97%高级复合材料的TruFrac复合桥塞。
  2. 连续油管和牙轮钻头无需进行短距离起下钻,钻穿桥塞的平均速度为10.5 min/个。

应用结果

  1. TruFrac复合桥塞的长度更短,含有的金属量更少,缩短了磨铣时间和现场作业时间,能够帮助作业者更快的开采油藏。
  2. 减少现场作业时间、降低相关费用,从而提高井的总体经济效益。

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。

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