X10—3水平井分段压裂优化技术研究

XIO-3水平井具有埋藏深、笼统全相位射开井段长、原油黏度高、水平井筒与油藏最大地应力方向不完全平行的特点。压裂改造时存在吸液孔数多、裂缝扭曲复杂、多裂缝发育、压裂液滤失严重、压裂液返排及生产时原油流动困难的问题。基于裂缝形态预测、储层地质精细划分、压裂水平井裂缝参数优选、投球分段压裂和施工压力预测等技术,形成了一套适合水平井长射孔段的低成本综合优化设计方法和分段压裂技术;通过采用大排量、高黏度前置液造缝,使用粉陶打磨孔眼和降滤失,优化压裂液性能,采用低密度支撑剂等手段,保证了施工的顺利实施。测试结果表明,压裂改造形成了4批次裂缝,产液量从压前抽汲9．7m^3·d^-1。变为自喷产液量20m^3·d^-1,获得了良好的增产效果。     

页岩气水平井段内多簇裂缝同步扩展模型建立与应用

水平井分段多簇压裂技术是开发页岩气藏的核心技术手段,分析段内多裂缝同步扩展规律和进行段内簇间距优化设计对提升水平井压裂效果具有重要意义。基于多层压裂流量动态分配思想,考虑缝间应力干扰、射孔和摩阻压降损耗、滤失等影响建立多簇裂缝同步扩展数学模型,利用改进Picard法进行方程组求解并开展敏感性分析。研究结果表明,簇间距对多簇裂缝扩展的影响最为明显,当簇间距达到缝高高度时,缝间力学干扰则几乎可以忽略;簇间距越近,则整个缝簇系统受到应力干扰影响越为明显,而加大压裂液黏度则可以明显改变缝宽,一定程度上抵消应力干扰影响;地层滤失系数增加则会显著降低改造体积范围,射孔密度对缝簇扩展影响较小。提出的段内多裂缝扩展数值模型简化了数学建模步骤,综合考虑了影响裂缝扩展的岩石力学和工程因素,且计算速度快,精度可靠,可为水平井段内簇间距压裂优化设计工作提供技术支持。     

白庙凝析气藏压裂工艺技术研究与应用

针对白庙气田反凝析严重 ,储层物性差 ,具有低孔、低渗、压裂难度大的特点 ,研究了压裂液和施工参数对气田压裂效果影响。通过优选适合该地区的低伤害压裂液 ,减少液体对储层的伤害 ;采用压前进行小型压裂测试 ,提高压裂设计参数的准确性 ;应用复合压裂工艺技术、前置液中加入支撑剂段塞及裂缝强制闭合技术 ,在施工过程中采用分段破胶和保护地层 ,以及撬装制氮气举排液等技术 ,大大提高了白庙气田的施工成功率和压裂效果。     

大牛地气田分段多簇缝网压裂技术

针对大牛地气田储层品质逐渐变差,现有水平井分段压裂技术无法有效扩大储层改造体积,从而影响气井产能释放的问题,结合大牛地气田储层地质特征,按照缝网压裂理念,文中开展了大牛地致密砂岩储层缝网压裂可行性分析,进行了水平井分段多簇压裂射孔参数优化、缝网裂缝参数优化及施工参数优化研究,形成了一套适用于大牛地气田致密气藏的缝网压裂技术,确定了大牛地致密砂岩气藏水平井分段多簇压裂合理簇间距及裂缝参数等。该技术在大牛地气田现场应用2口井,平均单井产量较邻井提高了51%,无阻流量较邻井提高了50%,增产效果明显。     

大牛地气田盒1储层长水平段压裂工艺技术研究与应用

鄂尔多斯盆地大牛地气田属于特低渗致密砂岩气藏,水平井多级分段压裂技术是开发此类低渗油气藏的重要技术,而如何设计优化长水平段的裂缝参数和施工参数,是进一步提高压后效果的关键。根据大牛地气田盒1储层特点,以压后累计产气量为目标,以气藏数值模拟、裂缝模拟为技术手段,研究了长水平段水平井多段裂缝压后产量的影响因素,如裂缝条数、裂缝间距、裂缝半长、裂缝导流能力、前置液加量、平均砂比、加砂规模等。通过现场试验与评价,形成了盒1储层长水平段水平井多段压裂设计优化技术,为大牛地气田下一步水平井分段压裂多段裂缝优化提供了依据。     

大牛地气田水平井分段压裂技术研究与应用

针对大牛地气田水平井增产的需要, 通过建立气藏水平井分段压裂产能模型, 优化了致密气藏水平井分段压裂裂缝参数; 研究了套管井机械封隔分段压裂工艺、 裸眼井水力喷射定点分段压裂工艺、 裸眼封隔器分段压裂与完井一体化工艺, 形成了适合大牛地气田水平井分段压裂的关键技术; 现场试验表明, 分段压裂配套技术较好地实现了水平井增产稳产, 为水平井在大牛地气田的工业化应用提供了支撑。     

榆林气田压裂裂缝高度影响因素正交试验分析

通过对榆林气田施工生产资料的分析,认为榆林气田有必要进行控制裂缝高度压裂设计。因此,文章在建立裂缝三维延伸数学模型的基础上,针对榆林气田的实际情况选取了施工排量、隔层应力差、压裂液粘度、杨氏模量、滤失系数等5个缝高影响参数,编制了正交试验方案,对榆林气田缝高影响因素进行了正交分析,得到了地层及施工等参数对缝高影响的主次关系,依次为隔层应力差、压裂液粘度、施工排量、杨氏模量、滤失系数。文章对于榆林气田控制缝高压裂设计具有指导意义。     

提高文23气田压裂效果新工艺技术研究与应用

优选适合文23气田的低伤害压裂液,采用综合保护技术,在压裂施工中采用分段破胶、裂缝处理技术和裂缝强制闭合技术,减少了液体对储层的伤害;优化压裂设计施工参数和施工方式,在前置液中加入支撑剂段塞,提高了压裂设计参数的准确性,使文23气田的施工成功率和压裂效果明显增加.     

大牛地气田薄储层控缝高压裂工艺技术

大牛地气田薄储层压裂井缝高失控严重,裂缝内有效支撑效率在50％以下,支撑剂利用率较低,影响裂缝导流能力和压后产量.针对此难题,文中开展了大牛地气田薄储层控缝高压裂工艺技术研究及应用.研究结果表明:通过改变排量和压裂液黏度,可以有效控制裂缝延伸.中黏、低黏压裂液在提高缝长方面具有明显优势,但低黏压裂液容易形成较窄的缝宽,前置液阶段可采用低+中黏压裂液组合,有效控制缝高,提高缝长和缝宽.开展了支撑剂组合加砂、变黏度多元组合、前置酸预处理和泵注模式优化等薄层配套压裂工艺研究,在有效控制缝高的同时,降低作业风险.研究成果在大牛地气田薄层水平井中取得显著效果,平均无阻流量为8.6×104m3/d,初期平均产气量稳定在2.8×104m3/d,较优化前提高了 55％.     

陕北富县探区深层气压裂工艺技术分析

对陕北富县探区深层气藏压裂施工参数、压裂液性能、排液情况、压后效果等进行技术分析 ,得知压裂效果不太理想的原因主要有储层低压、低渗、孔隙度小、粘土含量高、对地层保护不利等因素。故采用了拟三维压裂软件进行优化压裂设计 ,并采取了保护地层、优选压裂液和高强度支撑剂、小油管注入、分段破胶、裂缝前后处理以及施工过程中加液氮、压后裂缝强制闭合等技术措施。这些措施使压裂液彻底水化破胶 ,液体快速返排 ,减少地层污染 ,提高了压裂效果     

丛式水平井组整体压裂工艺技术在致密低渗透气藏中的应用

为进一步提高鄂尔多斯盆地大牛地气田盒1段气层的储量动用程度、评价水平井组开发的经济技术可行性,开展了以多级管外封隔器分段压裂为主导的水平井组工程压裂工艺试验。首先对丛式水平井井组压裂方案进行优化,结合井场地面情况及井身轨迹,优选了压裂工艺、压裂顺序;其次,结合储层工程地质特征,单井录井、气测、随钻伽马等资料以及井网条件,研究了不同的压裂裂缝参数及设计施工参数,并开展了相邻两井同步压裂技术研究;第三,结合施工参数及裂缝监测结果对设计参数进行了实时调整,形成了丛式水平井组分段压裂优化设计工艺技术及其压裂现场优化调整技术;第四,针对现场大规模施工及同步压裂试验易出现的突发情况,制订了详细的应急预案,确保井组压裂成功实施。最后在A井组进行了6井46段现场试验,压后井组天然气无阻流量达77.63×104 m3/d,为该气田致密砂岩气藏的高效开发提供了技术支撑     

可钻桥塞水平井分段压裂工艺在致密低渗气田的应用

大牛地气田是典型的致密低渗气藏,使用水平井分段压裂工艺技术是开发此类气藏的有效手段,该技术的成功应用已成为目前大牛地气田高效开发的重要保障.大牛地气田主要采用裸眼预置管柱水平井分段压裂工艺,但该工艺存在裂缝起裂位置无法确认、管柱永久留在井里和无法后续改造等局限性.为了解决这些问题,在DPH-47井对可钻桥塞射孔联作水平井分段压裂工艺进行了现场试验.文中论述了该工艺的技术特点,并针对不同技术难点介绍了井下工具水力泵送、水平井钻塞和井口捕屑等3大关键配套技术.现场试验表明,该工艺时效性高,改造效果好,具有一定的推广价值.     

鄂尔多斯盆地水平井多级滑套分段压裂技术

鄂尔多斯盆地大牛地气田和红河油田长水平段裸眼水平井分段压裂时,存在长水平段一次性分隔、裂缝发育与井径扩大井段的有效封隔等问题,针对其地质条件、裂缝发育情况及井眼轨迹与井径变化情况,研制了裸眼水平井多级滑套分段压裂工具,形成了裸眼水平井多级滑套分段压裂技术。该技术在鄂尔多斯盆地20余口水平井进行了应用,共完成了200段的压裂施工。应用结果表明:包含裸眼水平井多级滑套分段压裂工具的完井管柱下入顺利,封隔器封隔有效,滑套打开成功率100%,压裂后增产效果良好。这表明裸眼水平井多级滑套分段压裂技术可以解决大牛地气田和红河油田长水平段裸眼水平井分段压裂中存在的问题,可在鄂尔多斯盆地进行大规模推广应用。      

大牛地致密低渗气田水平井压裂穿层可行性分析

大牛地气田纵向上发育七套气层,目前成熟的水平井压裂工艺技术仅能满足单层开发,如何在不改变现有工艺技术条件下,实现两层同时动用成为一个开发难点。通过数值模拟,对水平井人工裂缝穿层影响因素进行分析,明确了地质因素穿层界限;对施工参数进行优化,确定了一套适合穿层井的最优参数。现场试验表明:水平井压裂过程中人工裂缝能够实现有效穿层,达到了提高单井产量的同时也降低开发成本的目的。     

基于地面测斜仪的“井工厂”压裂裂缝监测技术

为了更好地认识大牛地气田"井工厂"压裂模式中裂缝的形态和方位,指导该区块其他井组合理部署井网及优化压裂设计,采用地面测斜仪对R井组的2口水平井分段压裂裂缝进行了监测,获得了每条压裂裂缝的方位与长度,并对监测结果进行分析,探索研究了水平井组同步压裂工艺对裂缝复杂性的影响.研究表明,在R井组2口水平井的同步压裂过程中,由于诱导应力场的影响,使得部分井段压裂裂缝的复杂性增加,从而增大了改造体积,改善了压裂效果.研究结果为今后的压裂设计优化和井网部署提供了理论依据.      

水平井趾端压裂关键工具设计与试验

大牛地气田和东胜气田水平井采用连续油管底封拖动或桥塞泵送压裂工艺,趾端首段压裂施工时存在封隔器解封困难、电缆射孔施工工期长和费用高等问题。为解决这些问题,结合现场压裂工艺,研究了水平井趾端滑套分段压裂技术,研制了趾端延时滑套、密封锁紧座等关键工具,以满足水平井套管柱试压需求,实现水平井趾端免射孔全通径压裂。地面性能试验结果表明,设计的水平井趾端压裂关键工具能够实现压裂滑套定压延时开启、固井碰压锁紧密封等功能,趾端延时滑套爆破阀在压力达到82.0 MPa时启动,延时29 min后滑套完全打开,且滑套承压达到105.0 MPa;密封锁紧座与配套胶塞可实现碰压锁紧,反向承压能力达到52.5 MPa,具备现场应用可行性。水平井趾端压裂工具的成功研制,为今后替代水平井射孔作业、降低国内致密油气藏开发成本提供了技术支持。      

延川南煤层气田V形水平井组压裂技术

延川南煤层气田存在单井产气量低、生产成本高和投资回收期长的问题,为此,进行了煤层气V形水平井组压裂技术研究。在统计该气田已压裂井裂缝方位的基础上,预测待压裂井的裂缝方位,依据煤层厚度及2口水平井水平段的埋深与夹角设计裂缝位置及裂缝长度,并优选分段压裂工艺、压裂液、支撑剂及压裂参数,形成了延川南煤层气V形水平井组压裂技术。该压裂技术在延川南煤层气田3组V形水平井组进行了应用,累计压裂29段,平均每段用液量881 m3、加砂量49.4 m3,压裂成功率90%,平均产气量是定向井的6.18倍,投入产出比低于定向井。现场应用表明,煤层气V形水平井组压裂技术可以提高单井产气量,降低生产成本,缩短投资回收期。      

大牛地气田盒1气藏水平井开发工程技术与实践

针对大牛地盒1气藏水平井钻井周期较长、单井产量低且不能长期稳产的工程技术难点,开展了水平井钻采工程技术研究。对已钻水平井井身结构、钻井液、压裂施工参数及工艺和排水采气工艺进行分析发现,井身结构、压裂施工参数和泡沫性能是制约开发的主要因素,针对性地对φ152.4 mm井眼、多级管外封隔器分段压裂和泡排试验进行了研究,形成了以φ152.4 mm井眼三开井身结构、复合钻井和防塌钻井液为主的优快钻井技术,钻井周期缩短7.79%;建立了适合盒1气藏储层特征的水平井压裂工艺技术,施工成功率98.5%,压后平均单井无阻流量是直井的4.9倍;建立了临界携液模型,试验了速度管排水采气技术,生产时率提高了8.49%。应用结果表明,φ152.4 mm井眼和复合钻井可实现钻井提速,多级管外封隔器分段压裂是盒1气藏建产的有效方式,泡沫排水采气技术可确保气田稳产。      

低渗透油气藏水平井分段多簇压裂簇间距优化新方法

水平井分段多簇压裂中簇间距的大小是决定水平井分段多簇压裂成败的关键因素。为提高低渗透油气藏储层压裂改造效果,需建立合理的簇间距优化模型,而现有的优化方法多以应力反转半径作为最佳间距,并未定量化表征压裂后的储层改造效果。为此,基于弹性力学基础理论和位移不连续法建立了考虑水力裂缝干扰模式下的复杂地应力场计算模型,研究了天然裂缝在复杂地应力场条件下发生张开和剪切破裂形成复杂裂缝网络的规律,再以获得最大缝网波及区域面积为优化目标,形成一种新的簇间距优化方法。研究结果表明:(1)张开的水力裂缝会在其周围产生诱导应力,压裂液的滤失则会导致地层孔隙压力变化,相应的地层孔隙弹性应力也会发生变化;(2)天然裂缝剪切破裂区域与张开破裂区域重叠,且前者要远大于后者,可采用天然裂缝剪切破裂区域面积来表征复杂裂缝网络波及区域的大小。采用该方法指导了现场水平井的簇间距优化设计,实验井压裂后取得了理想的增产效果,为低渗透油气藏水平井分段多簇压裂的簇间距优化设计提供了借鉴和指导。     

SF气田水平井分段压裂关键参数优化设计

裂缝间距、加砂量等是水平井分段压裂设计的关键参数,直接影响着压后的增产与稳产效果。川西SF气田J3P气藏河道平面展布窄,砂体呈透镜体状,砂泥岩互层现象严重,储层非均质性强,采用常规设计方法实施压裂后,压后效果较差。为此,应用复位势及势叠加原理等基本渗流理论,结合气相拟压力函数和气体状态方程,建立了致密气藏压裂水平井在多条裂缝相互干扰下的产能计算模型,实现了水平井分段压裂的数值模拟优化。应用＂一井一策＂单井设计方法,根据单井钻遇显示、砂泥岩分布及砂体平面展布宽度等数据,对理论优化设计结果进行修正,提高了设计的针对性与有效性,对后续压裂施工设计具有一定的指导意义。