在长分支井完井中，一种全新的可溶解压裂桥塞克服了常规挑战，它能够在各种井筒流体和温度条件下，在整个分支井段快速完全溶解。这一技术进步实现了业内不干预完井的长期目标，并提高了低压、出砂油气井的效率和设计灵活性，这种井仍然需要使用连续油管洗井。在现场，洗井时间减少到小于12分钟/级，全井大约需要12小时。 

早期的可溶解桥塞成本较高且实用性有限，因为它们不是完全可溶解的。井内仍然会残留许多碎片，如带有硬质合金或陶瓷开关的卡瓦，造成钻复合桥塞非常困难。虽然功能强大，但这些桥塞设计复杂且需要大量材料，无法有效降解，最后还要进行井筒干预作业以清除未溶解的碎片。 

此外，这些可溶解桥塞设计也带来了其他操作问题。通常，它们的性能受到井筒环境的限制，即使在特定浓度的盐水流体和温度范围下，也不能完全溶解。由于这些问题都与时间相关，管理丛式井完井以优化桥塞的溶解性通常增加了作业的难度和费用。 

这些早期可溶解桥塞在设计和材料的结合上存在固有问题，就像桥塞不能完全溶解一样，设计与材料之间的平衡问题也无法彻底解决。 

要想获得可快速完全溶解的桥塞，需要彻底摆脱上述两个因素的限制。Innovex Downhole Solutions公司开发的新型压裂桥塞，是一种简单的包含三个主要部分的桥塞，可膨胀至整个套管壁。新的桥塞去掉了常规桥塞不可钻的部分，即传统的卡瓦和膨胀元件。取而代之的是一个采用磨砂外表面的膨胀桥塞，既作金属-金属密封又作锚定装置。极简主义设计比传统的可溶解桥塞使用的材料少75%，使其能够在各种井筒条件下更容易溶解。 

这种设计采用了一种既可膨胀又可完全溶解的合金，它是压裂桥塞中使用的唯一材料；无需膨胀体、黄铜、铝、碳化物或其他材料。这种专有的熔化金属材料，可以提供比粉末金属更稳定的参数和更高的溶解速率。相比之下，这种材料还表现出更好的弹性、延展性和韧性，而且比标准的粉末金属更容易定制。在特定的井筒温度和盐水浓度条件下，材料的改变可以形成不同的溶解时间和速率。 

操作组件 

SWAGE桥塞采用业内标准的电缆工具坐封，没有移动的外部组件，消除了提前坐封的风险。在泵送完压裂液后，转向球离开球座，桥塞作为一个大通孔用于返排，如图1。用于4 1/2-in到5 1/2-in套管的桥塞长8-in，外径小于套管通径。 

图1.桥塞有一个大通孔，利于返排。 

图2. 膨胀桥塞的外部用作金属-金属密封和锚定装置。 

在为数不多的几个组件中，包含一个可以坐封在套管内的圆柱形膨胀体，以及一个环形膨胀锥，将膨胀锥压入膨胀体使后者内径膨胀，并将其锚定以提供与套管内径之间的密封，如图2所示。 

性能验证 

在性能验证测试中，桥塞经历了各种温度和流体条件，根据选择的材料，它可以承受10,000 psi的压力12小时或24小时，如表1。 

表1.测试实验显示了新型桥塞在不同压力和温度下的耐久性能 

降解测试的目的是准确地预测在常规井眼条件下桥塞的溶解性，工作人员使用了试样测试和全尺寸测试来创建预测模型。溶解图表准确预测了各种流体下桥塞的溶解性，从淡水到氯化物含量为3%的液体，温度范围120~350℉。在大多数常规应用中，当温度处于120~350℉，在从淡水到含氯化物含量3%的液体中，桥塞可在3~5天内完全溶解。 

现场研究 

在德克萨斯州南部和西部的几个完井项目中，工作人员对SWAGE桥塞的溶解性进行了研究。这些研究涉及多种应用情形，有使用连续油管的，有未进行洗井作业的。在一些应用中，操作人员在桥塞未完全溶解之前便开始了洗井作业。尽管如此，钻塞作业也确认绝大多数桥塞确实溶解了。剩余的桥塞也基本溶解，如果时间再长点，桥塞肯定将彻底溶解。在这些应用中，桥塞很容易被钻掉，大大减少了连续油管的使用时间，而且钻塞作业更高效，特别是在难以处理的水平段末端，如图3。 

图3.尺寸和体积上存在明显的差异 

在德克萨斯州西部Permian盆地，Midland的一口井中，在水平段始端共下入23个可溶解的压裂桥塞，在其下部下入另外23个复合桥塞，直到井底。在压裂后48小时，使用连续油管清理分支井眼，确认压裂桥塞已溶解。 

在23个可溶解桥塞中，只探测到3个，钻3个未完全溶解的桥塞的平均时间不到1.5分钟，表明桥塞大部分已经溶解，而且如果时间足够，肯定可以完全溶解。相比于复合桥塞的27分钟，使用可溶解桥塞，钻掉每一级桥塞、清理砂子和碎屑的平均时间仅为14分钟。钻塞和清洗时间的减少，相当于减少了干预作业的总成本，如图4所示。 

图4-5. 与复合桥塞相比，可溶解桥塞所需的钻塞和清洗时间更短。 

在西德克萨斯州进行的钻塞作业对比中，分别在整个分支井段下入40个可溶解桥塞和40个复合桥塞。由于分支井段全长3048 m，对于使用连续油管来说，存在将桥塞下入到井底的挑战。可溶解桥塞的下入更快，且无需钻塞作业。使用可溶解桥塞，最后15级的连续油管使用时间仅为4小时，而复合材料桥塞需要9小时。 

作业时间的减少和操作的简化说明未来可以使用成本较低的钻塞BHA，减少了磨铣作业量和碎屑量，使操作人员可以考虑仅使用配有冲砂喷嘴的成本低廉的BHA。 

如果将可溶解桥塞应用于所有压裂作业，节省的费用将更可观。作业公司通常每月完井12口，每口井节省12小时相当于6天的钻塞时间，这将大幅降低成本。此外，可溶解桥塞减少了碎屑量，从而降低了粘卡风险。 

结论 

测试和现场应用表明，使用少量高强度、完全可溶解组件的压裂桥塞设计，为水平井和垂直井压裂期间的临时层位隔离，提供了可靠、耐用且经济的解决方案。SWAGE压裂桥塞的应用表明，该产品设计简单溶解可预测，实现了无需钻塞作业的行业目标。值得注意的是，在仍需要干预作业的应用中，完全可溶解桥塞还可以大幅提高钻塞效率并降低相关风险。

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