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中图分类号：TE 文献标识码：A 文章编号：1008—925X（2012）O9—0138—01
摘要：为提高采收率，我国大多数油田都采用地层压裂方式。在压裂过程中，可取式桥塞因其灵活的座封方式、准确的座封控制、可靠的防卡设计、独特的锚定和安全的解封机构以及较好的可钻性而成为使用最普遍的一种封堵工具。但是，由于井下情况复杂，施工中可能遇到座封失效等问题，比如试压过程中，桥塞下移。本文对桥塞下移问题进行了研究，提出了相应的改进措施。
关键词：可取式桥塞 封堵 压裂
在石油勘探开发过程中，可取式桥塞因其灵活的座封方式、准确的座封控制、可靠的防卡设计、独特的锚定和安全的解封机构以及较好的可钻性而成为使用最普遍的一种油田用井下封堵工具。它具有安全可靠、成本低廉、操作简单、适用范围广等优点。通过电缆或油管传输，无需上覆灰面，即可实现座封，可用于临时性封堵、永久性封堵，也可与其它井下工具配合使用，用于选择性封堵等作业。
桥塞在长庆油田应用较为广泛。长庆油田地处鄂尔多斯盆地，超低渗透油藏储层大面积连片分布，但品味低、物性差，开发难度大。用桥塞对地层封堵，然后进行压裂求产，是长庆油田应用较为普遍的工艺。自2010年5月开始，该油田借鉴国内外油田成熟经验，积极开展水平井和分段多簇压裂开发试验，获得了此类油藏更好的经济产量。
“十二五”期间，长庆油田将在前期攻关的基础上，以大型低渗透油气田经济有效开发为目标，突出提高单井产量和采收率两大重点，组织攻关，形成大型低渗透岩性油气藏开发技术系列。桥塞，特别是使用方便的可取式桥塞将随着新技术的不断开发应用得到更为广泛的使用，对可取式桥塞座封下移问题进行研究，有利于解决在施工中提高一次作业成功率，节约施工作业时间，从而减少作业风险，节约大量施工成本。
一、可取式桥塞在油气井封堵后试压作业中下移的原因分析
在油田井下作业中，常常需要根据不同的作业目的对相关产层进行临时性或永久性封堵，以便准确地评价产层特性，科学，合理地制定开发方案。可取式桥塞因为其操作简单而成为井下封层工艺中使用较为广泛的封堵工具之一。然而，在实际应用中，常规可取式桥塞也存在一定的问题，比如不能完全满足超井深超高压作业施工需要，在试压过程中容易下移，封堵可靠性不高的问题，亟待进一步解决。
要解决上述问题，需要对造成桥塞下移、封堵可靠性不高的原因进行详细分析，才能找到解决问题的合理方案。由于桥塞在作业过程是与套管等一起共同作用，才能达到压裂工艺目的要求。因此，既要从桥塞本身结构进行分析，又要结合其它相关联的管件，压裂液等方面进行分析，既要从结构上进行静态分析，又要结合施工工艺过程进行动态分析。
从内部结构看，可取式桥塞主要由座封机构、锚定机构、密封机构等组成。其座封原理是，将桥塞与座封工具正确连接后下至井下设计位置，引燃座封工具中的火药柱，使其产生高温高压气体或在地面用泵车向油管加内压，迫使座封工具的活塞与芯轴产生相对运动，推动桥塞卡瓦咬紧套管内壁，压缩桥塞胶筒密封套管环空。同时，桥塞内部结构自锁，张力棒被拉断，座封工具被起出井口，桥塞则座封于井下预定位置。从桥塞的座封原理我们可以看出，由于桥塞结构一定，活塞与芯轴相对运动产生的位移一定，卡瓦同套管内壁咬紧的深度一定。在试压过程中，这种咬合深度不会改变。在施工作业中，卡瓦锚定后起到支撑桥塞、锁定胶筒的作用， 卡瓦锚爪与套管间的咬合力分布是否合理， 将不仅关系到套管的损伤程度、卡瓦寿命，也关系到试压及压裂施工过程是否能够正常进行。
可取式桥塞是在井下作业中的封堵作用是与油井结构紧密相连的。在试压施工过程中，由于压裂液对井壁产生的压力以及温度的变化，将会对有桥塞座封的管柱产生较大影响，这些影响主要有活塞效应、鼓胀效应、螺旋弯曲效应以及温度效应。它们将会使管柱产生一定的变形，从而导致管柱的长度和内径产生相应的变化。
二、可取式桥塞在油气井作业中的改进措施
从上述分析中，我们可以得知，桥塞座封后，其卡瓦嵌入套管的深度一定，不会再发生变化，而试压中，由于套管管柱将会受到鼓胀效应、温度效应等的综合影响，而导致管柱的长度变化，内径增大，使卡瓦在套管柱中嵌入的深度变浅，在强大的压裂液作用下，向下移动，从而导致桥塞座封失败。针对该原因，我们经过多次改进和反复试验，对桥塞结构做出如下改进，以适应桥塞在压裂施工中变化的环境。
我们采用独特卡瓦结构，使之适应正向、反向以及正反向交变的高压差环境的同时，能够在强大的压力作用下实现卡瓦嵌入深度的自动调节；这种巧妙设计具有较好的补偿能力，使之在试压时越卡越紧、越封越严；同时，我们还相应地改进固定胶筒部位的桥塞结构和胶筒材料，既满足了胶筒的较强的密封性能，又满足了高温、高压井的使用要求，从而有效地解决了承压能力低的问题。
三、可取式桥塞应用创新及其在油气井中的实践应用
公司研发完成的FYQQ—3型可取式桥塞，获得了国家专利，经地面模拟试验，正向承压可达100MPa以上，可满足超深井的井下作业施工要求。桥塞地面试验经过长庆油田专家及技术人员的观摩，得到一致认可。截止2009年7月25日已完成了12口7寸套管井的封堵任务，最大封堵位置达到了3816米，并现场按技术要求进行打压试验：井口加压25MPa、稳压30min，完全满足甲方要求和施工要求，随后的桥塞打捞也获得一次性成功。目前，改进后的桥塞目前已经在长庆油田进行广泛应用。
综上所述，由于井况复杂，在油气井中封堵后的试压过程发生下移是常规桥塞常见的问题之一，通过对该问题的研究，通过反复的实践验证，最终寻找到了新的解决方案。通过以上改进，能够有效地解决可取式桥塞在封堵作业中出现的下移问题。经现场应用，各项技术指标均达到设计要求。现场的成功应用表明该改进型桥塞一次作业成功率高，操作简便，是井下理想的封堵工具。
参考文献：
[1]钟世才.长庆油田依靠科技提升超低渗油藏开发品质[J].低渗透油气田，2011年 第3期
[2]王维刚，朱君.可取桥塞卡瓦锚爪的力学分析[J].石油机械，2008年，第36卷，第11期
[3]伍开松，谢斌，杨新克.封隔器卡瓦的三维接触有限元分析[J].石油矿场机械， 2005， 34 （6） ： 47 —491
[4]刘巨保，张学鸿，朱振锐，季海波.水平井分流压裂管柱设计与力学分析[J].钻采工艺与装备， 1998 年3 月
摘要：为提高采收率，我国大多数油田都采用地层压裂方式。在压裂过程中，可取式桥塞因其灵活的座封方式、准确的座封控制、可靠的防卡设计、独特的锚定和安全的解封机构以及较好的可钻性而成为使用最普遍的一种封堵工具。但是，由于井下情况复杂，施工中可能遇到座封失效等问题，比如试压过程中，桥塞下移。本文对桥塞下移问题进行了研究，提出了相应的改进措施。
关键词：可取式桥塞 封堵 压裂
在石油勘探开发过程中，可取式桥塞因其灵活的座封方式、准确的座封控制、可靠的防卡设计、独特的锚定和安全的解封机构以及较好的可钻性而成为使用最普遍的一种油田用井下封堵工具。它具有安全可靠、成本低廉、操作简单、适用范围广等优点。通过电缆或油管传输，无需上覆灰面，即可实现座封，可用于临时性封堵、永久性封堵，也可与其它井下工具配合使用，用于选择性封堵等作业。
桥塞在长庆油田应用较为广泛。长庆油田地处鄂尔多斯盆地，超低渗透油藏储层大面积连片分布，但品味低、物性差，开发难度大。用桥塞对地层封堵，然后进行压裂求产，是长庆油田应用较为普遍的工艺。自2010年5月开始，该油田借鉴国内外油田成熟经验，积极开展水平井和分段多簇压裂开发试验，获得了此类油藏更好的经济产量。
“十二五”期间，长庆油田将在前期攻关的基础上，以大型低渗透油气田经济有效开发为目标，突出提高单井产量和采收率两大重点，组织攻关，形成大型低渗透岩性油气藏开发技术系列。桥塞，特别是使用方便的可取式桥塞将随着新技术的不断开发应用得到更为广泛的使用，对可取式桥塞座封下移问题进行研究，有利于解决在施工中提高一次作业成功率，节约施工作业时间，从而减少作业风险，节约大量施工成本。
一、可取式桥塞在油气井封堵后试压作业中下移的原因分析
在油田井下作业中，常常需要根据不同的作业目的对相关产层进行临时性或永久性封堵，以便准确地评价产层特性，科学，合理地制定开发方案。可取式桥塞因为其操作简单而成为井下封层工艺中使用较为广泛的封堵工具之一。然而，在实际应用中，常规可取式桥塞也存在一定的问题，比如不能完全满足超井深超高压作业施工需要，在试压过程中容易下移，封堵可靠性不高的问题，亟待进一步解决。
要解决上述问题，需要对造成桥塞下移、封堵可靠性不高的原因进行详细分析，才能找到解决问题的合理方案。由于桥塞在作业过程是与套管等一起共同作用，才能达到压裂工艺目的要求。因此，既要从桥塞本身结构进行分析，又要结合其它相关联的管件，压裂液等方面进行分析，既要从结构上进行静态分析，又要结合施工工艺过程进行动态分析。
从内部结构看，可取式桥塞主要由座封机构、锚定机构、密封机构等组成。其座封原理是，将桥塞与座封工具正确连接后下至井下设计位置，引燃座封工具中的火药柱，使其产生高温高压气体或在地面用泵车向油管加内压，迫使座封工具的活塞与芯轴产生相对运动，推动桥塞卡瓦咬紧套管内壁，压缩桥塞胶筒密封套管环空。同时，桥塞内部结构自锁，张力棒被拉断，座封工具被起出井口，桥塞则座封于井下预定位置。从桥塞的座封原理我们可以看出，由于桥塞结构一定，活塞与芯轴相对运动产生的位移一定，卡瓦同套管内壁咬紧的深度一定。在试压过程中，这种咬合深度不会改变。在施工作业中，卡瓦锚定后起到支撑桥塞、锁定胶筒的作用， 卡瓦锚爪与套管间的咬合力分布是否合理， 将不仅关系到套管的损伤程度、卡瓦寿命，也关系到试压及压裂施工过程是否能够正常进行。
可取式桥塞是在井下作业中的封堵作用是与油井结构紧密相连的。在试压施工过程中，由于压裂液对井壁产生的压力以及温度的变化，将会对有桥塞座封的管柱产生较大影响，这些影响主要有活塞效应、鼓胀效应、螺旋弯曲效应以及温度效应。它们将会使管柱产生一定的变形，从而导致管柱的长度和内径产生相应的变化。
二、可取式桥塞在油气井作业中的改进措施
从上述分析中，我们可以得知，桥塞座封后，其卡瓦嵌入套管的深度一定，不会再发生变化，而试压中，由于套管管柱将会受到鼓胀效应、温度效应等的综合影响，而导致管柱的长度变化，内径增大，使卡瓦在套管柱中嵌入的深度变浅，在强大的压裂液作用下，向下移动，从而导致桥塞座封失败。针对该原因，我们经过多次改进和反复试验，对桥塞结构做出如下改进，以适应桥塞在压裂施工中变化的环境。
我们采用独特卡瓦结构，使之适应正向、反向以及正反向交变的高压差环境的同时，能够在强大的压力作用下实现卡瓦嵌入深度的自动调节；这种巧妙设计具有较好的补偿能力，使之在试压时越卡越紧、越封越严；同时，我们还相应地改进固定胶筒部位的桥塞结构和胶筒材料，既满足了胶筒的较强的密封性能，又满足了高温、高压井的使用要求，从而有效地解决了承压能力低的问题。
三、可取式桥塞应用创新及其在油气井中的实践应用
公司研发完成的FYQQ—3型可取式桥塞，获得了国家专利，经地面模拟试验，正向承压可达100MPa以上，可满足超深井的井下作业施工要求。桥塞地面试验经过长庆油田专家及技术人员的观摩，得到一致认可。截止2009年7月25日已完成了12口7寸套管井的封堵任务，最大封堵位置达到了3816米，并现场按技术要求进行打压试验：井口加压25MPa、稳压30min，完全满足甲方要求和施工要求，随后的桥塞打捞也获得一次性成功。目前，改进后的桥塞目前已经在长庆油田进行广泛应用。
综上所述，由于井况复杂，在油气井中封堵后的试压过程发生下移是常规桥塞常见的问题之一，通过对该问题的研究，通过反复的实践验证，最终寻找到了新的解决方案。通过以上改进，能够有效地解决可取式桥塞在封堵作业中出现的下移问题。经现场应用，各项技术指标均达到设计要求。现场的成功应用表明该改进型桥塞一次作业成功率高，操作简便，是井下理想的封堵工具。
参考文献：
[1]钟世才.长庆油田依靠科技提升超低渗油藏开发品质[J].低渗透油气田，2011年 第3期
[2]王维刚，朱君.可取桥塞卡瓦锚爪的力学分析[J].石油机械，2008年，第36卷，第11期
[3]伍开松，谢斌，杨新克.封隔器卡瓦的三维接触有限元分析[J].石油矿场机械， 2005， 34 （6） ： 47 —491
[4]刘巨保，张学鸿，朱振锐，季海波.水平井分流压裂管柱设计与力学分析[J].钻采工艺与装备， 1998 年3 月