爆燃压裂技术在筛管完井污染解堵中的应用北大核心CSCD

中国南海东部油田筛管完井的井型比例较高,部分井由于缺乏有效的增产措施而长期处于关井状态。为了解决这一问题,本文以南海东部油田的H-20sb井为例开展爆燃压裂技术的应用研究。在分析爆燃压裂技术对筛管完井井型技术适用性的基础上,通过修正爆燃压裂压力与时间主模型、修正压挡液柱运动子模型、采用筛管泄流子模型替换原射孔孔眼泄流子模型的方法,建立了一套适用于筛管完井的爆燃压裂模型;通过数值计算和爆燃压裂筛管地面打靶试验的方式,优选并确定了安全实施筛管完井爆燃压裂的火药总质量、火药力、燃烧速度、火药单位质量和起爆方式等参数,最后分析爆燃压裂技术在H-20sb井的现场应用效果。研究结果表明,爆燃压裂技术产生的高压气体可以冲刷解堵筛管周围污染物并穿透污染带,扩大后续酸化半径,提高酸化作业效果,最终达到提高油井产量的目的。本文研究成果为筛管完井的增产技术探索了新途径,也为爆燃压裂在筛管完井的进一步应用提供了借鉴。     

筛管完井爆燃压裂技术可行性研究

运用地面打靶实验方法,利用不同类型和用量的火药进行筛管完井爆燃压裂实验,并检测压裂后水泥靶中筛管挡砂精度的变化,对筛管完井爆燃压裂技术可行性进行了研究。研究表明:星孔筛管不适合进行爆燃压裂,存在较大风险;绕丝筛管受限于检测方法,其适用性还需进一步研究;复合筛管在满足火药类型、火药用量、峰值压力等限制条件下可进行爆燃压裂。在中国海上油田惠州26-1油田20sb井进行了现场试验,效果显著,一口关停2 a的井成功复产,并且压裂枪完好,油井不出砂,验证了复合筛管完井在一定限制条件下实施爆燃压裂技术的可行性。该技术对国内外类似油田的开发具有借鉴意义。     

爆燃压裂技术在筛管完井污染解堵中的应用

中国南海东部油田筛管完井的井型比例较高,部分井由于缺乏有效的增产措施而长期处于关井状态。为了解决这一问题,本文以南海东部油田的H-20sb井为例开展爆燃压裂技术的应用研究。在分析爆燃压裂技术对筛管完井井型技术适用性的基础上,通过修正爆燃压裂压力与时间主模型、修正压挡液柱运动子模型、采用筛管泄流子模型替换原射孔孔眼泄流子模型的方法,建立了一套适用于筛管完井的爆燃压裂模型;通过数值计算和爆燃压裂筛管地面打靶试验的方式,优选并确定了安全实施筛管完井爆燃压裂的火药总质量、火药力、燃烧速度、火药单位质量和起爆方式等参数,最后分析爆燃压裂技术在H-20sb井的现场应用效果。研究结果表明,爆燃压裂技术产生的高压气体可以冲刷解堵筛管周围污染物并穿透污染带,扩大后续酸化半径,提高酸化作业效果,最终达到提高油井产量的目的。本文研究成果为筛管完井的增产技术探索了新途径,也为爆燃压裂在筛管完井的进一步应用提供了借鉴。     

海上油田爆燃压裂技术研究与现场试验

为了解决海上油田应用爆燃压裂技术的安全性问题和压裂后高效增产的技术难点,研发了耐高温、低火药力和低燃速火药,建立了爆燃压裂模拟模型,采用安全管柱组件并进行安全校核,形成了海上油田井口泄压方法,并采取强化软件模拟和与酸化技术联作等措施增强技术安全性、提高压裂后的增产效果,形成了海上油田爆燃压裂技术。该技术在海上油田8口井进行了现场试验,试验井峰值压力为22.4～71.3 MPa,管柱均无安全问题,平均单井增油量43.1 m3/d。研究表明,爆燃压裂技术在海上油田具有较好的适应性,适用于多种井况条件,形成的海上油田爆燃压裂安全控制和高效增产配套技术具有安全、高效的优点,能够提高爆燃压裂的安全性和压裂后的增产效果。      

海上油田中深井多段优快爆燃压裂技术优化与应用

海上油田中深井实施爆燃压裂技术将产生较高峰值压力,易造成施工管柱破坏、电缆断裂等安全问题,并存在作业时效及作业效果较差等难题。针对爆燃压裂难点,研发了低燃速、耐175℃高温、耐72 MPa高压爆燃压裂推进剂火药,可满足海上油田中深井高温高压储层要求;优化形成了中深井电缆传输爆燃压裂工艺,作业时效相对于油管传输爆燃压裂至少可提高8倍以上,同时能够有效保证每米储层火药质量,所采用的高强度电缆和电缆井口防喷器解决了系列安全风险问题。优化形成的海上油田中深井多段优快爆燃压裂技术,在海上油田L-10a、X-B6井进行了现场试验,具有作业安全性高、时效快、效果好等优点,可为国内外类似中深井储层改造技术应用提供借鉴。     

爆燃压裂储层致裂数值模拟及井况影响因素分析

为了鉴别爆燃压裂储层致裂与井况之间的关系,并提高爆燃压裂技术在海上油田应用的安全性,采用优化后的爆燃压裂储层致裂数值模拟模型,优选国内陆地和海上油田储层、井筒、射孔三方面七小类因素数据,进行储层致裂井况影响因素分析。采用陆地长庆油田的一口常规井数据作为基准参数,进行单一因素变化趋势分析;再采用海上油田中深井可变参数数据进行正交分析,得到重要认识,爆燃压裂储层致裂紧密相关的峰值压力和增产倍比,与井况影响因素的重要性依次为井眼半径、地层系数和井深,其中峰值压力受三种因素联合影响变化较大,而增产倍比通常小于陆地油田的预测结果。海上油田在技术实施时需要结合单井情况,优化火药参数以获得低峰值压力和高增产倍比。     

筛管完井高能气体压裂模拟实验研究

筛管完井高能气体压裂技术是筛管完井油气储层增产的重要手段,进行筛管完井高能气体压裂模拟实验对于探究其增产机理、压裂前后筛管防砂性能变化规律和优化施工工艺具有重要意义。本文充分考虑筛管完井高能气体冲击破岩过程中的瞬态性和复杂性,利用施加围压的水泥靶来模拟筛管完井固体火药高能气体压裂过程,探究裂缝形态及整个压裂过程对筛管防砂性能的影响。研究结果表明:筛管完井固体火药高能气体压裂技术可在地层中产生2~4条经向裂缝;压裂后筛管防砂性能略有下降,旧筛管与新筛管防砂性能相比显著下降,但对后续生产无影响;裂缝条数和筛管防砂性能下降程度与峰值压力和升压速率有关,峰值压力越大,裂缝条数越多。该研究成果对于筛管完井高能气体压裂现场施工具有一定的指导意义。     

爆燃压裂技术在海上油田定向井多层合采中的应用

为解决爆燃压裂技术在定向井多层合采施工中的应用难题,根据海上油田储层物性和层段距离,选择合适的作业层段;根据一趟作业2个层位同时爆燃的设计思路,采用火药燃烧压力计算公式、压挡液运动模型、峰值压力叠加等相关理论,计算了不同质量火药的峰值压力;根据火药峰值压力和地层破裂压力,选择有效的施工火药质量,并对套管及作业管柱进行了...     

爆燃压裂联合酸化技术在陆丰油田古近系储层的应用研究北大核心CSCD

南海陆丰油田古近系储层低渗、近水、储层跨度大等特征极大限制了常规储层改造技术的实施,开展适合陆丰油田的爆燃压裂联合酸化技术应用研究十分必要。本文以陆丰油田古近系储层的2口试验井L1、L2为例,通过优化火药燃烧速度和火药力,在有效控制峰值压力、裂缝长度、避免沟通邻近水层的同时,确保了试验井较高的增产倍比;采用夹层枪和多趟施工管柱相结合的作业方式,提高了大跨度储层爆燃压裂联合酸化技术的作业效率;采用低成本、强溶蚀酸液体系,增强了爆燃压裂后酸化的溶蚀扩缝效果。针对爆燃压裂联合酸化技术在试验井L1应用中出现的起爆器断裂、部分层位产液不足问题,提出了采用高强度起爆器、确保较高的火药单位质量等改进措施并应用于试验井L2井,最终取得了显著的增产效果。本文研究有效拓展了现有储层改造技术的应用范畴,为国内外类似储层规模开发提供了借鉴。     

先进的完井技术在深水压裂充填和水平井砾石充填完井作业中的成功应用

描述了深水完井作业面临的困难,如何设计工具和工艺过程才能获得最佳可靠性和最佳寿命的完井设计,给出了巴西海上油田油井、Campos盆地深水井、墨西哥湾深水井完井的一些实例。讨论的问题主要是油井设计、泵注作业、压裂充填设计、选择长寿命筛管及防止地层污染的液流体系。裸眼斜井完井和水平井完井一直以来是减少作业成本、提高采收率的主要方法,因为这样的油井与油藏会有最佳的接触面积,把该项技术与智能完井体系结合使用可以减少钻井数量,满足油井产能最大、油藏泄油能力最佳的要求。在巴西海上油田,通过裸眼完井已成功地开发出很多储量。完井类型有水平生产井和注入井、砾石充填、独立筛管完井、具有环空隔离及结合智能完井的裸眼砾石充填。从全球范围来讲,目前的技术能成功让砾石充填横向段长度超过8300ft,水深超过6100ft。压裂充填作业在墨西哥湾深水水域的进一步加大促使石油工程技术致力于满足高渗透地层压裂作业的更高要求。压裂充填在深水区域内作业要求泵注速率在60bbl/min以上,支撑剂浓度为15ppa。为了解决当今深水作业领域日益增长的需求和风险管理,研究人员开发了一些特殊工具和数据软件。技术的发展正在降低作业风险,增加作业可靠性,提高原油采收率。     

海上水平井分段压裂技术现状与展望

受海上油气生产平台面积有限、设备作业日费高、作业安全风险大等因素影响,诸多陆地成熟的水平井分段压裂技术在海上油田无法得到应用,海上水平井分段压裂技术发展水平也远低于陆地油田。该论文详细分析了海上水平井分段压裂需求特点,明确了海上水平井分段压裂技术需求方向。广泛调研巴西、西非、北海以及国内等海上油气田水平井压裂施工情况,梳理出目前海上水平井压裂分段工艺类型、施工作业模式以及海水基压裂液、压裂船等配套技术发展情况。为更好解决海上水平井压裂经济效益不理想的现状,从压裂方案设计优化、水平井分段压裂工具改进、海水基压裂液体系升级三方面展望了海上水平井压裂技术发展趋势,对今后海上水平井分段压裂改造具有指导意义。     

不动管柱多层压裂及排液一体化工艺技术研究与应用

为满足探井试油需要,研究了不动管柱多层压裂及排液一体化工艺技术.该技术包括3种形式：压裂两层及排液一体化管柱、选择压裂一层及排液一体化管柱及选择压裂两层及排液一体化管柱.该技术利用一趟管柱,对一个或两个层实施压裂,并在不动管柱的前提下,实现压后排液求产;同时通过管柱的结构设计与井下工具的合理设计,实现井下压力监测与压后井温测试,形成了集压裂、排液、求产、测压、测井温等于一体的完整配套的工艺技术.应用该技术在大庆外围油田及海拉尔地区的5口井中进行了现场试验,成功率100%.该技术使试油工序衔接得更加紧密,既可减少压裂液对储集层的浸泡时间,降低储集层的损害程度,又可降低作业成本,改善作业环境,实现绿色施工,具有广泛的推广应用前景.图6表4参8     

我国水平井完井技术现状与发展建议

经过几十年的发展,我国各种岩性的油气藏都有水平井钻成,且采取的水平井完井方法多种多样。但是,我国的水平井完井技术尚有2个难点,即水平井如何均衡排液并提高开发效益、低渗透砂岩油气藏水平井如何进行多段压裂改造。详细介绍了我国底水油藏延缓和控制底水脊进的技术现状,现有技术有采水采气联合控制水气脊进、射孔井分段控水完井、裸眼井分段控水完井、水平井井下智能找堵水及分层开采完井、水平井均衡排液完井等。其中,均衡排液完井属于系列技术,包括变盲筛比例筛管控水完井、梯级筛管完井、梯级筛管与变盲筛比例筛管复合、中心控压控水完井等。分析介绍了低渗地层水平井分段压裂完井技术现状,该类技术包括水力喷射分段压裂、双卡上提压裂多段技术、分段环空压裂、液体胶塞隔离分段压裂、机械桥塞隔离分段压裂、水平井限流压裂等;研究了水平井分段压裂合理段数的设计,指出:应根据地层特点确定合理的分段压裂段数,以避免因裂缝间距太小相互干扰或因裂缝间距太大造成死油区很大。最后,针对我国水平井完井技术现状,预测了发展趋势,提出了发展建议。      

海上油田分层开采压力膨胀式插入密封技术

针对海上油田油水井分层开发开采时出现的井下防砂密封筒磨损、划伤及腐蚀等原因造成的与插入密封之间密封失效问题,设计了一种具有主动密封功能的压力膨胀式插入密封,此新型密封通过井下管柱内加压使其受压膨胀后与井下密封筒过盈配合,使密封单元主动与井下密封筒达到密封状态,实现分层目的。解封时膨胀单元自动恢复原状实现顺利解封,解决了使用常规插入密封无法正常分层开发开采的难题。现场应用后通过钢丝压力计分层验封结果表明,该压力膨胀式插入密封与常规插入密封相对比,密封效果好,工艺成功率高,能够实现与井下受损密封筒的有效密封,避免了油水井二次完井防砂带来的大量人力物力消耗,为海上油田油水井的分层开发开采提供了技术保障。     

水力冲击工具优化及井下试验

现有水力冲击技术存在配套工具适应井况有限、性能不稳定和技术机理未进行试验验证等问题,为此,基于海上油田储层及工程特点,进行了水力冲击工具优化及井下试验。通过优化水力冲击工具尺寸、工具材质及抗压强度和改进冲击片关键部件等,形成了适合于海上油田的水力冲击工具。该工具在储层条件接近海上油田储层的长庆油田3口低产低效井进行了井下试验,共采集了6～20个脉冲波形,持续20～60 s,主要技术机理为水力脉冲作用;工具性能稳定,冲击片破裂压力精度高;该技术可显著增强注水井的增注效果,试验井注入能力大幅提升。水力冲击工具优化后,为其在海上油田大尺寸井筒条件下的应用提供了依据。      

稀油低渗水平井压裂充填完井技术

充填防砂在稠油水平井的开采方面获得了成功应用,水平井压裂充填技t术是在此基础上将充填防砂技术从充填发展到压裂充填,增加了酸洗清除泥饼工艺,并移植到稀油水平井上进行应用。以河南油田泌304区为例进行了研究,水平井压裂充填完井技术综合应用了精细滤砂管完井、酸洗、压裂充填等工艺技术,所有工序通过一趟管就可以完成,施工非常方便,地层污染小。通过安平2井等4口井的实施,产能比同层开采直井提高了3～10倍,且稳产效果好。     

水平井分段压裂工具技术现状与展望

目前,水平井分段压裂技术是通过地层改造,提高低渗、低压及低丰度等非常规油气藏采收率的主要技术。为了促进我国水平井压裂工具的研制及应用技术进步,介绍了国内外的水平井套管(环空)压裂工具和油管压裂工具的结构、工作原理、应用现状及优缺点,指出了我国水平井分段压裂技术的发展方向,即研制井下可溶压裂工具、发展井下智能化识别与控制滑套技术以及发展多层段多井同步压裂技术。开展高质量和新型压裂工具研制及井下工作可靠度评价等研究,对我国同步压裂技术发展具有重要意义。     

可开关压裂滑套关键技术研究与应用

针对常规投球多级滑套存在的后续储层改造困难的难题,研制了一种新型分段压裂工具——可开关压裂滑套。相比常规压裂滑套,可开关压裂滑套可在井下进行多次开关。在压裂后期,根据储层改造需要,下入开关工具并对可开关压裂滑套进行开关作业,满足后期储层二次改造作业需求。研制了用于水平井裸眼分段压裂作业的可开关压裂滑套及配套开关工具。开展了工具耐冲蚀技术、反复过孔高压密封技术、滑套锁紧限位技术、开关工具定压节流启动技术、开关显示技术等关键技术研究。通过模拟试验,证明可开关压裂滑套的性能达到设计要求。现场应用20多井次,取得了良好的效果。     

元坝气田低渗透致密砂岩气藏压裂优化技术

四川盆地元坝气田上三叠统须家河组、下侏罗统自流井组砂岩气藏具有埋藏深、低孔低渗、温度高、异常高压、岩性致密、非均质强、破裂压力及延伸压力高等特点,为了解决该类储层水力压裂破裂压力高、施工难度大的难题,对现有的气藏压裂技术进行了以下优化：①研制新的低伤害压裂液体系,其降阻率为72%~79%,对岩心基质伤害率小于17%;②采用集成创新技术,如低应力小相位集中射孔技术、最优前置液多级粒径降低压裂液滤失技术、低砂比造长缝技术、超高压压裂技术、高效返排技术等;③配套140 MPa采气井口,140 MPa超高压设备和地面管汇、高压压裂管串、高压井下工具,将施工限压提高至120 MPa,确保成功压开致密储层。该优化技术在元坝气田现场试验4口井5层次,取得了良好的应用效果：施工最高压力达到118.5 MPa,最大排量5.5 m³/min,平均砂比15%~20%,最大加砂量40 m³,施工成功率达100%;降低了延伸破裂压力,增大了施工排量,增加了人工裂缝长度和宽度,易于加砂,提高了储层渗透率。