Prueba experimental de tapones de fracturación solubles: validación del rendimiento en condiciones extremas

En las operaciones modernas de fracturación multietapa para pozos de petróleo y gas, tapones de fracturación solubles Se han convertido en la opción preferida en muchas soluciones de herramientas para pozos petrolíferos debido a su capacidad para eliminar las operaciones de fresado, reducir el tiempo de operación y disminuir el riesgo general.

Para garantizar la estabilidad y el control del producto en condiciones reales de campo, llevamos a cabo una prueba experimental exhaustiva en nuestro tapón de fracturación elastomérico soluble de deslizamiento único.

A continuación se presenta una descripción detallada del procedimiento de prueba y los resultados clave. Analicemos esto con más detalle.

1. Preparación experimental

Para garantizar la seguridad y la precisión de los datos durante todo el proceso de prueba, se instaló una zona de pruebas a prueba de explosiones específica, equipada con los siguientes dispositivos y materiales esenciales:

• Tanque de almacenamiento de líquidos: Se utiliza para preparar soluciones de alta salinidad.
• Balanza electrónica: Para una medición precisa del tapón de fracturación y cualquier residuo restante.
• Taza de medir: Para controlar el volumen de reactivos y líquidos
• Modelo de carcasa: Diámetro interior de 114 mm, acero de grado TP140
• Solución de KCl: Se utiliza para simular niveles de salinidad en el fondo del pozo (hasta 60,000 ppm).

Antes de realizar las pruebas, medimos el diámetro exterior del tapón de fracturación (diámetro exterior máximo: 102 mm) para asegurar la compatibilidad con el revestimiento de prueba.

① Tanque de almacenamiento de líquido ② Balanza electrónica ③ Vaso medidor ④ Carcasa ⑤ KCI

Requisitos de la prueba experimental:

• Temperatura de prueba: 120 ℃
• Diferencia de presión de prueba: 70 MPa
• Tiempo de mantenimiento de la presión: 24 horas
• Salinidad: 60,000 ppm
• Diámetro exterior máximo del tapón de fractura: 102 mm
• Diámetro interior de la carcasa: 114 mm
• Grado de revestimiento: TP140

2. Prueba de ajuste del tapón de fractura

Tras preparar todo el equipo y los materiales necesarios, procedimos con la prueba de colocación del tapón de fracturación. Esta fase tuvo como objetivo simular el proceso real de colocación en el fondo del pozo y evaluar la estabilidad estructural y la fiabilidad de la colocación del tapón.

Mediante un sistema de detección de presión y desplazamiento, capturamos y registramos la curva de asentamiento completa. Los resultados de las pruebas demostraron que el tapón de fracturación se desplegó sin problemas, contactó firmemente con la pared interna del revestimiento y se ancló de forma segura, lo que demuestra su excelente respuesta de asentamiento y rendimiento mecánico.

Curva de ajuste

3. Normal-Prueba de rendimiento de sellado a temperatura

A continuación, realizamos una prueba de estanqueidad en condiciones de temperatura normales:

• Presiones de prueba: 50 MPa y 70 MPa
• Tiempo de mantenimiento de la presión: 15 minutos por cada nivel de presión
• Observación: Monitorear cualquier fuga alrededor del tapón de fracturación

Sellado a temperatura normal Tabla de datos
Presión: MPa	50	70
Valor de presión a los 15 minutos: MPa	50	70
Observar la condición de fuga	49	70

4. Prueba de rendimiento de sellado a alta temperatura

Tras realizar pruebas en condiciones de temperatura normales, el tapón de fracturación se colocó en un entorno de alta temperatura a 120 °C, se sometió a una presión de 70 MPa y se mantuvo durante 24 horas.

Durante la prueba, el tapón de fracturación no mostró anomalías estructurales ni fugas de presión, lo que confirma su rendimiento de sellado estable a largo plazo en entornos de fracturación de alta temperatura en el fondo del pozo.

5. Prueba de rendimiento de disolución (entorno de alta temperatura y alta salinidad)

Para simular el proceso de degradación natural del tapón de fracturación en el fondo del pozo, realizamos una prueba de disolución continua durante 4 días en un entorno de 100 °C utilizando una solución de KCl altamente mineralizada con una salinidad de 60 000 ppm.

Peso inicial: 2250 gramos

Puntos de tiempo de disolución: 0, 24, 48, 72 y 96 horas

Temperatura de disolución(℃)	100℃	Cl-%	60,000PPM
		Peso inicial(G)	2250g

Tiempo de disolución(Hora)	0	24	48	72	96
Peso residual(G)	2250g	1100g	408g	71.8g	0kg

Estado inicial del tapón de fracturación

Prueba de 24 horas

Prueba de 48 horas

Prueba de 72 horas

6. Prueba de resistencia a la presión a alta temperatura

Posteriormente, el tapón de fracturación se sometió a una alta presión continua de 70.28 MPa en un entorno de alta temperatura de 120 °C para simular las condiciones reales del fondo del pozo durante las operaciones de fracturación a alta presión. La presión se mantuvo durante 25 horas y 41 minutos.

Durante la prueba, el tapón de fracturación no mostró deformación, agrietamiento ni fallo de sellado, lo que demuestra su excelente capacidad de carga estructural.

7. Experimento de disolución de un tapón de fractura soluble (20000 ppm, 120 ℃)

Además, evaluamos el comportamiento de disolución del tapón de fracturación en una solución con una salinidad de 20 000 ppm para determinar su capacidad de degradación en diferentes condiciones de salinidad en el campo. Los resultados de las pruebas mostraron que, si bien la velocidad de disolución disminuyó ligeramente, el material continuó degradándose de forma constante, lo que demuestra una buena adaptabilidad y controlabilidad ambiental. Esto proporciona respaldo técnico para su uso en diversas condiciones geológicas.

8. Tapón de fracturación soluble en el sitio de construcción y observación de su descomposición.

Este modelo de tapón de fractura soluble se ha utilizado en una operación real de fracturación en un yacimiento de petróleo y gas. Tras su instalación, el tapón completó con éxito las tareas de fijación y fracturación en múltiples etapas sin ningún problema.

Tras 20 días, se realizaron observaciones in situ con inspección por vídeo y toma de muestras en el fondo del pozo. Se confirmó que el tapón de fracturación se había degradado por completo, sin detectarse sólidos residuales, lo que garantizó que no hubiera obstáculos para las posteriores operaciones de limpieza del pozo.

Las fotos de 20 días después de la descomposición

Todo el proceso operativo, incluidas las imágenes del fondo del pozo, fue documentado y archivado minuciosamente como prueba fehaciente de la fiabilidad y eficacia del producto en condiciones reales de campo.

Las fotos de la operación en el sitio

Resumen y perspectivas técnicas

Esta serie de pruebas verificó exhaustivamente el rendimiento fundamental del tapón de fracturación soluble de Wingoil:

• Proceso de configuración fluido y fiable
• Sellado sin fugas en condiciones de alta temperatura y alta presión.
• Disolución rápida y controlable (en 96 horas)
• Adaptabilidad a entornos con diferentes niveles de salinidad.
• Aplicación exitosa en campo con degradación completa

Las exitosas pruebas de campo del tapón de fractura soluble de Wingoil confirman sus enormes ventajas en cuanto a ahorro de tiempo operativo, reducción de riesgos y mejora de la eficiencia. Está diseñado idealmente para su uso en pozos horizontales convencionales, terminaciones de larga duración y operaciones de fracturación multietapa en diversas condiciones.

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