图为桥塞施工现场
勘探评价井VNH2-1井,位于我国东北极寒地区,完钻井深3596米,垂深1891.55米,地层温度仅-56℃,是典型的超低温油气井。在油气开采中,低温对桥塞的考验堪称“生死局”:常规金属材料在超低温环境下脆性陡增,密封性能大幅衰减,难以发挥最佳密封效果;而辅助密封件由高分子材料制成,低温下更易失效,直接导致密封性能大打折扣、溶解速度大幅降低,给后续作业带来极大阻碍。更棘手的是,该井地层压力系数仅0.94-1.03,压裂液进入地层后漏失量大,常规桥塞若溶解不彻底,极易造成井筒通径堵塞,给连续油管通井卡钻等后续作业埋下巨大安全隐患。奇迹,在西南井下诞生了!深拓Ⅱ型全金属可溶桥塞成功攻克了这一世界级难题,实现了“双百”突破:精准座封成功率100%,压后通井扫塞无遇阻通过率达100%,彻底化解了体积压裂作业带来的多重工程风险,为超低温、高压差油气井开发打通了关键技术堵点。
ZY8井,中石化西南油气分公司部署的一口开发评价井,位于四川盆地川西坳陷新场构造带,更是对桥塞性能的“极限大考”:完钻井深6966米,垂深4614.7米,施工最高压力达115兆帕(相当于每平方厘米承受超1150公斤的重压),最大排量22立方米/分钟,单段2351万方流量的体积压裂,如同一场汹涌的地下风暴,持续冲击着桥塞的性能极限。高压之下,风险如影随形:桥塞结构强度面临严峻考验,稍有不慎就可能变形、破裂,给后续作业带来毁灭性灾难。令人振奋的是,西南深拓耐高温高压差可溶桥塞展现出惊人实力:井下部署的29支桥塞,精准座封成功率100%,压后通井无遇阻通过率超80%,在高压差环境中“稳如泰山”,溶解彻底无残留,用硬核实力书写了工程奇迹。
图为桥塞施工现场
如此强大的桥塞,背后是西南井下课题组多年来的坚守与攻坚。2021年6月,面对传统可溶桥塞的诸多痛点,西南井下组建专项攻关团队,直面材料与结构两大核心挑战。材料是桥塞的“筋骨”,既要具备优异的溶解特性,又要保证在高压、超低温环境下的强度与密封性。实验室科研人员夜以继日,查阅海量文献,开展无数次对比实验,反复筛选、优化合金配方,最终攻克了超低温环境下材料脆性大、密封失效的难题,筛选出适配极端工况的最优材料体系。
材料难题攻克后,结构优化成为下一个攻坚堡垒。团队借助先进的力学仿真分析软件,对桥塞结构进行全链条优化,从卡瓦设计、密封结构到整体构型,每一个细节都经过数十次甚至上百次的设计、验证与迭代,只为确保桥塞在极端工况下稳定可靠。尽管技术难题接踵而至,但团队凭借顽强的毅力和精湛的技术,逐一攻克。2021年10月,深拓Ⅰ型全金属70兆帕可溶桥塞成功问世,迈出了关键一步;经过无数次试验与改进,2024年11月,性能全面升级的深拓Ⅱ型全金属可溶桥塞惊艳亮相:在Ⅰ型基础上全面升级,长度从370毫米缩短至270毫米,总体积减少27%,在保持耐压性能不变的情况下,通过性、溶解性和密封性能得到显著提升,完全溶解时间由原来的3-5天缩短至2-4天,后续连续油通井中无遇阻通过率在80%以上。
图为桥塞产品
升级后的桥塞,可应对高温(最高163℃)、高压(地层压力96兆帕以上)的深探储层,进一步研发了深拓105MPa压裂可溶桥塞,支撑了资阳等区块页岩气超高压体积压裂改造,目前深拓105MPa压裂可溶桥塞,已在资阳等区块页岩气、ZY8-2Y1-501HF等10余口井应用超过200余支,有力支撑了多阳区块的分段改造,最高施工泵压达120MPa,其中ZY8井改造试获最大无阻流量达451.06万方每天。