致密油水平井油管填砂分段压裂技术研究与应用

现有的针对油水平井压裂改造的工艺中,带底封水力喷射分段压裂需更换管柱,容易发生卡钻等事故。水力泵送桥塞分段压裂工艺压后需钻磨桥塞。裸眼封隔器完井投球分段压裂一旦出现砂堵,处理难度较大。为满足致密油水平井体积压裂的需要,通过对每一段进行精确控制的填砂封隔,实现油水平井油管填砂分段压裂,避免常规水平井压后卡钻、钻磨等问题,提高了分段压裂改造成功率和施工效率,为致密油藏增产改造提供了一套新的技术方法。     

致密油储集层水平井重复压裂时机优化——以松辽盆地白垩系青山口组为例

以松辽盆地致密油储集层试验区为研究对象,提出了新的理想重复压裂井概念,结合体积压裂水平井特有参数对候选井的重复压裂潜力进行等级划分和排序,利用数值模拟方法建立考虑应力敏感效应的重复压裂产能预测模型,确定最优重复压裂方式和时机。研究表明,在相同的改造簇数下,对产能贡献由大到小的重复压裂方式分别是缝间补压新缝、缝内暂堵转向、老缝加长和重压老缝;重复压裂时机越晚,有效作用期越短。利用考虑地层压力变化的破裂压力预测模型研究了不同生产时间水平井段不同位置破裂压力的变化规律。通过对水平井段不同位置处破裂压力分级,可以确定最优重复压裂时机下的暂堵转向次数和暂堵剂用量。现场应用中单井日产油量由2.3 t提高到16.5 t,研究成果对同类油藏重复压裂优化设计具有借鉴意义。     

致密砂岩气藏水平井全通径分段压裂改造实践及认识

鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气藏开发前期,形成了以裸眼预置管柱管外封隔分段压裂为主的水平井改造模式,为气田快速有效建产提供了技术支撑。但在后期生产实践中,该技术逐渐暴露出多级滑套内径逐级递减,不能实现压后井筒全通径;憋压球不能全部返出,部分滞留井筒而影响后期二次改造等问题。针对这些问题,逐步开展了基于套管固井完井和裸眼封隔器完井的全通径分段压裂试验。实践表明,基于套管固井完井的全通径改造模式压后效果不理想,还需要进一步加强研究攻关。基于裸眼封隔器全通径完井及连续油管带底封分段压裂的改造模式,既具有裸眼完井泄气面积大,"甜点"自选等优点,又具有套管固井完井压后全通径的优点,利于后期排液采气和二次作业。通过不断完善配套技术,该工艺逐步趋于成熟,施工成功率达到98. 6%,初步形成了适用于鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气藏的水平井全通径改造模式,具有较好的推广应用价值。     

井下微地震监测技术在玛湖致密油藏MX1水平井重复压裂中的应用

克拉玛依玛湖百口泉组致密油藏储层物性差、非均质性强、地层能量补充不足,初次水力压裂改造规模小,存在很多未改造区域,另外由于射孔位置选择不当、或受限于工艺、材料和工具等作业的很多原因都可能导致该致密油藏水平井初次改造不成功,成为低产井。目前国内外采取暂堵转向重复改造技术来提高这类致密油水平井产量,实现高效开发这类油藏。暂堵转向重复压裂技术提高油井产量的成功关键是精确封堵低压、低产区,在未改造和未完全改造区域开启新的裂缝。微地震监测技术可以准确揭示新缝在压裂过程中的延伸状态、空间展布特征和裂缝几何参数等,进而实时指导现场暂堵施工,增加整个水平段的均匀改造程度,有效提高重复压裂的效率。井下微地震监测技术首次应用在百口泉组致密油藏MX1水平井重复压裂中,微地震监测结果显示,垂直于裸眼水平井的多级新裂缝已成功形成,部分老缝转向后进一步延伸,重复压裂后裂缝网络更加复杂,压后SRV比初次压裂的SRV大。压后日产量从5.1 t/d显著提高到25.1 t/d(重复压裂后一年)。井下微地震监测技术在MX1水平井重复压裂施工中的成功应用对优化该油藏水平井重复压裂具有重要指导意义。     

宽带暂堵转向多缝压裂技术在苏里格气田的应用

为了提高水平井裸眼滑套-封隔器完井、套管固井完井、桥塞分段多簇压裂等施工过程中分级压裂多缝封隔的可靠性,在实验室条件下对暂堵材料进行了分散性测试、降解性分析以及抗压破碎能力评价,并将宽带暂堵转向多缝压裂技术在苏里格气田进行现场应用,取得了较好的转向效果。应用结果表明,采用宽带暂堵转向多缝压裂技术,减少了桥塞、封隔器相关的操作,减少了电缆入井次数,降低了施工风险,提高了施工效率;同时,利用压裂产生的多条裂缝或裂缝网络与气藏富含区域连通,增加了裂缝的长期导流能力,对比同区块水平段长度及钻遇条件相当的水平井,试气无阻流量提高21.1%,投产1年,平均单井累产气量增加3.24×106 m3。暂堵剂与纤维在气田储层温度在90~120℃范围内可实现10d以内完全降解,完全符合安全环保生产要求。     

苏里格气田水平井裸眼完井分段压裂技术研究

在介绍水平井裸眼完井分段压裂工艺的基础上,分析了苏里格水平井裸眼分段压裂工艺管柱结构。水平井裸眼完井分段压裂工艺在苏里格气田遇到的主要问题是压裂管柱下入遇阻严重、回插管柱密封不严、丢手丢开困难、压后返排率不高、压差滑套打不开及砂堵等。对管柱下入遇阻严重问题设计了Ф151 mm×1.5 m的大铣柱,与小铣柱配合使用,建议在较长的油管段接扶正器;对回插管柱密封问题设计了模块式密封;在悬挂封隔器上端设计丢手工具可解决丢手丢开困难问题;设计了压差滑套辅助压力阀解决滑套打不开问题。现场应用结果表明,提出的措施均能很好地解决苏里格气田水平井裸眼完井分段压裂工艺存在的问题。     

低渗透水平井暂堵转向重复压裂技术及现场应用

针对人工裂缝与井筒夹角较小和固井质量差导致无法机械分隔的两类需进一步改进的水平井,大庆油田开展了暂堵转向重复压裂技术研究。通过开展转向剂性能评价实验,优选了两种重复压裂模式下所采用的转向剂,建立暂堵转向物理模型,形成了相应的施工参数优化设计方法,配套了双封单卡和大规模单卡两种重复压裂工艺管柱。共开展了9口水平井的暂堵转向重复压裂现场试验,取得了较好的增产效果,有效延长了以上两类水平井的生产周期。     

建南构造致密砂岩气藏水平井多级压裂现场实践——以建密HF-1井为例

为落实建南构造致密砂岩气藏须家河组须六段水平井单井产能、获取须六段致密砂岩储层流体性质,江汉油田在建密HF-1井开展了裸眼水平井6级压裂,最大限度增加水平井筒与气藏接触面积,提高储层动用程度。该井采用裸眼封隔器滑套6级大规模压裂技术,成功实施压裂改造,表明了致密砂岩气藏水平井应用裸眼完井具有明显的技术优势,为建南须家河组致密砂岩气藏水平井压裂开发提供了有力的技术支撑。     

水平井分段压裂裸眼封隔器的研究与应用

为了能更有效地利用水平井裸眼完井压裂技术开发苏里格低渗透气田,自主研发了水平井分段压裂配套工具。裸眼封隔器是其重要组成部分,其性能直接影响压裂施工的效果。针对现场实际情况,设计了开启阀式裸眼封隔器,封隔器开启压力可根据施工井情况进行调节,有效防止了下井过程中封隔器提前打开坐封。密封胶筒采用单流阀设计,可以保证胶筒充分膨胀,加强密封效果。该封隔器采用扩张式胶筒结构,配合悬挂器、投球滑套、压差滑套、坐封球座等工具在苏里格地区进行了4口水平井的成功应用,证明能满足水平井分段压裂工艺管柱要求,为水平井裸眼完井分段压裂能顺利进行提供了技术保障。     

水平井段内多裂缝压裂技术研究与应用

针对大牛地气田致密低渗地层特征,在总结水平井压裂工艺应用情况及其优缺点的基础上,开展了水平井段内多裂缝压裂新工艺的研究,特别是对水平井段内多裂缝压裂使用高强度水溶性暂堵剂的控制工艺原理以及段内裂缝的干扰进行了分析。并对DPT-8和DPH-60两口水平井实施了段内多缝压裂技术的现场应用试验。试验结果表明,该技术利用暂堵剂能依次封堵先期压裂形成的裂缝,使其不断蹩压而在段内发生多次起裂并延伸,形成多条新的裂缝,从而有效地增加改造体积,扩大泄油气面积或范围,进而提高压裂改造程度和油气增产效果。并能节约封隔器和压差滑套,降低施工作业成本,为大牛地气田致密低渗储层的改造探索出了新的技术途径。图7参9     

宽带暂堵转向多缝压裂技术在苏里格气田的应用

为了提高水平井裸眼滑套-封隔器完井、套管固井完井、桥塞分段多簇压裂等施工过程中分级压裂多缝封隔的可靠性,在实验室条件下对暂堵材料进行了分散性测试、降解性分析以及抗压破碎能力评价,并将宽带暂堵转向多缝压裂技术在苏里格气田进行现场应用,取得了较好的转向效果。应用结果表明,采用宽带暂堵转向多缝压裂技术,减少了桥塞、封隔器相关的操作,减少了电缆入井次数,降低了施工风险,提高了施工效率;同时,利用压裂产生的多条裂缝或裂缝网络与气藏富含区域连通,增加了裂缝的长期导流能力,对比同区块水平段长度及钻遇条件相当的水平井,试气无阻流量提高21.1%,投产1年,平均单井累产气量增加3.24×106 m3。暂堵剂与纤维在气田储层温度在90~120℃范围内可实现10d以内完全降解,完全符合安全环保生产要求。      

中石油非常规储层水平井压裂技术进展

中国石油天然气集团公司(以下简称中石油)从2006年启动水平井改造专项攻关以来,水平井压裂技术实现了从无到有再到无限级段分段的跨越,2015年实现了最高分段数26段。10年间,中石油在非常规储层水平井压裂改造技术领域取得了突出进展:(1)自主研发了水平井双封单卡、封隔器滑套、水力喷砂和裸眼封隔器4套水平井压裂主体工艺技术;(2)自主研发了复合桥塞、套管固井滑套2项水平井大排量体积改造主体工艺技术,配套体积改造优化设计理论、压裂液体系、裂缝监测等技术,初步形成体积改造技术体系和水平井工厂化作业模式;(3)自主研发的压裂工具、液体体系等关键技术,不动管柱多级滑套水力喷砂分段压裂技术、液体胶塞分段技术等,达到了国际先进水平或同期国际领先水平。据统计,2014年中石油水平井分别占油井和气井总数的3.2%和13.1%,其对油田和气田产量的贡献率分别达到9.9%和39.7%。最后,指出了新区高密度完井压裂工程试验、老区老井体积重复压裂试验等中石油新一轮水平井改造技术的攻关重点方向。     

致密储层水平井压裂-补能-驱油一体化重复改造技术

受储层致密低压、长期注采条件下有效驱替系统难以建立等因素影响,鄂尔多斯盆地部分水平井产量递减大,采油速度和累计采出程度较低.为此,基于水平井压力场及应力场分布规律,集成体积改造、补充能量、渗吸驱油一体化重复改造技术优化设计模式,配套实施了机械封隔与动态暂堵相结合的大排量高效分段复压工艺及管柱.测试分析表明,水平井重复压...     

塔河油田碳酸盐岩油藏水平井暂堵分段酸压技术

针对塔河油田裸眼水平井“封隔器+滑套”分段酸压费用高、作业周期长、分段工艺复杂、分段工具可靠性低、工具留井后处理难度大等问题,通过“纤维+颗粒”复合暂堵代替“封隔器+滑套”分段,完成单段酸压后注入“纤维+颗粒”复合段塞,在裂缝端口架桥形成具有一定封堵强度的暂堵层,迫使裂缝从下一段起裂,实现无工具分段酸压。通过室内试验优选出耐温120℃的暂堵纤维,120℃下其在清水及盐酸中2 h的溶解率小于40%,可保证持续暂堵效果,最终溶解率100%,不伤害储层;优化了纤维和颗粒的尺寸及质量分数,质量分数为1.0%～2.0%、长度为6～8 mm的纤维+质量分数为0.5%、直径为1.0 mm的颗粒其暂堵压力大于9 MPa。该技术在塔河油田应用8井次,施工暂堵压力6.6～9.0 MPa,单井改造后产能大幅度提高,施工费用降低,累计增油5.6×104 t。研究结果表明,水平井暂堵分段酸压技术无需分段工具,解决了塔河油田碳酸盐岩水平井酸压工具下入和后期处理困难等问题。      

长庆超低渗透油藏低产水平井重复改造技术研究及应用

受储层致密低压、完井改造程度低、长期注采驱替难以建立等因素影响,鄂尔多斯盆地部分水平井产量递减大而低产。通过对水平井典型注采井网的生产动态进行历史拟合,研究了油藏压力和剩余油分布特征。以扩大储层改造体积、增加裂缝复杂程度、恢复缝网导流、解除深部堵塞和提升地层能量为目的,集成体积压裂与补充能量为一体进行重复改造设计,形成了水平井“高排量注入、两级暂堵升压、多功能压裂液、压后关井扩压”的分段补能体积复压工艺模式和配套的压缩式双封单卡组合管柱。优化施工排量为4~6 m3/min,缝口缝内两级暂堵转向,单段液量为800~1 000 m3,单段压后关井1~2 d。在鄂尔多斯盆地超低渗透油藏开展了5口水平井现场试验,单井补能体积复压5~6段,井均日产油量由1.6 t提高至6.2 t,达到了本井投产初期产量,与同区块常规复压井相比日增油提高了1倍。井组地层能量上升2~4 MPa,1年累计增油量超过1 200 t,与本井初次压裂投产相比年递减率降低38%。该技术对其他非常规储层提高水平井老井产量及最终采出程度有一定的借鉴。     

大庆油田压裂工艺技术创新发展与前景展望

通过分析大庆油田不同开发阶段,压裂工艺技术面临的矛盾,论述了压裂工艺技术随着矛盾的转变,不断发展完善的历程。由初期的普通分层压裂逐步发展应用了以投球法压裂为主的暂堵剂转向型压裂技术;以限流法压裂为主的限流系列压裂完井技术;以宽短缝压裂为主的老区三次加密井压裂技术;以中低渗透层聚驱井压裂为主的三次采油压裂技术;以二氧化碳泡沫压裂;水平井多段压裂为主的外围低渗透油田提高单井产能压裂技术;以海拉尔盆地控制裂缝高度压裂技术为主的海塔油田改造技术等,对低渗油层的渗流能力起重要的疏通作用。针对十二五及以后压裂技术面临新矛盾,提出其应向细分压裂、复杂岩性压裂、复杂井网整体压裂及复杂结构井压裂等方向发展。     

长庆油田特低渗透油藏中高含水井调堵压裂技术

长庆油田特低渗透油藏进入中高含水期后受储层高渗带影响,常规重复压裂存在含水率上升、增产幅度低等问题。为解决该问题,根据典型油藏长期注采开发实际,采用油藏三维地质建模方法,结合加密井生产资料,研究了中高含水油井调堵压裂增产机理,分析了不同调堵压裂参数对油井重复改造效果的影响,提出了“前置调堵控含水、动态多级暂堵压裂提单产”的重复压裂技术思路。通过室内试验,研发了PEG-1凝胶,凝胶主剂质量分数为5%～10%时,可保持较高水平的凝胶强度;优化注入排量为1.5 m3/min,注入量为300～600 m3,可在裂缝深部40～80 m处封堵高渗条带;优化动态多级暂堵压裂技术,缝内净压力提高到5.0 MPa以上,实现了压裂裂缝由低应力区向高应力区扩展,以动用侧向剩余油。现场试验结果表明,实施调堵压裂后单井日产油量平均增加1.07 t,含水率降低9.0百分点,实现了中高含水井重复压裂“增油控水”的目的。该调堵压裂技术为长庆油田特低渗透油藏中高含水井重复改造提供了新的技术途径。      

安83区页岩油水平井大规模蓄能体积压裂技术

安83区页岩油储层致密,能量补充效果差,早期提高单井产量措施未能获得预期的开发效果。根据前期注水补能探索及重复压裂试验认识,在注水补充地层能量和升级压裂工具的基础上,研究了极限分簇射孔、储层差异化改造和多级动态暂堵等工艺,不仅提高了裂缝复杂程度,同时优化闷井时间,形成了水平井大规模蓄能体积压裂技术。现场试验结果表明,应用该技术后,水平井产量大幅提高,最高单井日产油量为邻井的7倍,措施后生产10个月,单井累计增油量达到2 010.0 t,效果和效益显著提高。该技术可实现同时补充地层能量及有效改造储层,对同类油藏的开发具有一定的技术参考价值。      

不同完井方式水平井作业技术在七棵树油田的应用

水平井斜度大,水平段与油气层平行,套管对井壁的侧压力大,起下管柱摩阻大、易卡钻,对各种下井工具要求高,施工技术难度大。通过七棵树油田SW8P1、SW8P2、SW10P1井等8口水平井现场施工得到了对于带管外封隔器割缝衬管完井、套管固井完井、预置裸眼封隔器完井的水平井投产、探冲砂、扫塞、压裂等井下修井及措施作业的主要技术手段及施工参数。