压裂液组合泵注在井下的压裂应用的探讨

为了有效保护煤岩储层,保证煤层气藏开发的可持续性,提出了压裂液组合泵注的设计思路,根据论证和分析表明:压裂液组合泵注是针对煤层气井压裂所提出的新设计思路,具有应用的可行性。     

清洁压裂液在煤层气井压裂中的应用

陕西省韩城市地区煤层气井的主要目的煤层底界与奥灰系含水层的距离不足10 m,为了提高单井增产改造的效果,并最大程度地降低对煤层的伤害,选用清洁压裂液进行该地区煤层压裂。针对该地区煤层特点,室内试验对清洁压裂液配方及破胶剂进行了优选,对优选配方的流变性、携砂能力、滤失控制能力、对煤层的伤害性进行了评价,介绍了其现场应用情况。使用清洁压裂液在该地区压裂3口井8层,施工成功率为100%,其摩阻仅为活性水摩阻的38%,压裂井的日产气量是活性水压裂井的一倍以上。室内试验及应用结果表明,清洁压裂液对煤层中的粘土有良好的防膨效果,能够降低粘土膨胀对煤层的伤害;抗剪切能力强,在较低粘度下就具有良好的携砂能力,压裂时排量的选择空间较大,能够形成长的支撑裂缝;摩阻较低,可以降低施工时的水马力;配制简单,用液量少,便于缺水地区使用。     

清洁压裂液在煤层气井压裂中的应用

清洁压裂液自1997年首次被斯伦贝谢公司研制出以来，已经在国内外油气井的压裂改造中取得了良好的效果。由于清洁压裂液易于彻底破胶、流变性好、携砂能力强，可以提高压裂规模且对地层伤害较小，中联煤层气有限责任公司在陕西省韩城地区选用清洁压裂液对煤层进行了压裂试验，共压裂3口井、8层煤层，施工成功率100%，并取得了良好的压裂效果，压完后的火把高度2～4 m，平均砂比均在30%以上，最高单层加砂68 m³，压后放喷液显示完全破胶（未添加任何破胶剂），放喷初期黏度一般低于10 mPa·s，放喷4 ｈ后黏度均低于5 mPa·s。此次清洁压裂液成功应用于煤层压裂改造在国内外尚属首次，为大规模改造煤层同时尽量降低煤层伤害提供了一条新的途径，文章对清洁压裂液及煤层特点所做的室内研究情况及现场应用情况进行了详细的介绍。     

煤层气井压裂技术探讨

彩504煤层气井压裂是克拉玛依油田进行的首次煤层气井压裂改造，由于对地层认识不足，缺乏参考资料及经验参数，给施工带来很多困难。通过对该井压裂资料的综合分析及研究，探讨今后对煤层气压裂改造的思路和合理的施工规模，对煤层气开发具有一定指导意义。     

超高温压裂液在国内压裂井的首次应用

针对如何有效动用胜利油田近年来发现的高温深层油气资源,对高温、深层储层加砂压裂改造中的技术瓶颈开展攻关,在国内首次研发了耐温200℃超高温瓜胶压裂液体系。该体系达到了在198℃、170s^-1连续剪切120min后粘度保持在60～90mPa·s、对清水介质的降阻率40％～60％、破胶液对支撑裂缝伤害率小于20％的性能指标,完全能满足深层、超高温储层压裂要求的携砂能力强、低摩阻、低伤害等性能要求。     

煤层气井用压裂液研究及应用

根据煤岩储层的特点,介绍了煤层压裂液添加剂的优选和压裂液的常规分析方法,并推荐了两种压裂液,即活性水压裂液和冻胶压裂液,现场应用表明,活性水压裂液对煤层污染较小,适合较低温度（小于30℃）及压裂工艺所要求裂缝较短的情况,冻胶压皮具有一定的耐剪切性,较好的流变性,滤失性及破胶性等,这两种压裂液加砂量均达到了设计要求,满足了工艺需要,施工成功率达100％,压裂后提高了产气量和产液量。     

压裂后压降速度在优选煤层气井管式泵泵径中的应用——以蜀南地区煤层气井为例

煤层气井在投产前,需要预测地层产水量,以便选择合适泵径的管式泵。然而采用地层水渗流方程来预测产水量,需要准确的地层物性参数,计算十分不便。文中根据裂缝闭合后压降速度反映地层产水量的现象,分析了蜀南地区龙潭组22口煤层气井压裂停泵后的压降速度与产水量数据,建立了产水量与压降速度的经验公式,实现了直接利用压裂停泵后的压降速度选择管式泵泵径。该方法操作简单,使用方便,经现场排采实践证实具有较高的准确性。     

新型组合管柱在煤层气井分层测试及分层压裂中的应用

针对煤层气井的分层注入/压降测试及分层压裂施工的特点,研制并应用了ZY桥塞 ZY221封隔器新型组合分层管柱,成功取代了下入双封跨隔分层施工管柱。实现了起下一趟管柱即可完成煤层气井一井多层的分层注入/压降测试或分层压裂施工,提高了一次施工成功率,缩短了施工周期,具有明显的经济效益。     

煤层气井压裂技术的现场应用

煤层气是一种重要能源,它是一种储存于煤层及临近岩层之中的非常规天然气,其主要成分是甲烷。开采这种气体必须在煤层的天然裂缝与井筒之间建立起有效的连通孔道。产生这种连通孔道的最有效方式是对煤层进行水力压裂。通过山西晋试 1井组的压裂改造,研究了煤层水力压裂机理,煤层扬氏模量比普通砂岩储层低 1个数量级,因此,难以形成长的支撑裂缝。经过室内试验获得了晋城地区煤层岩石力学参数。针对煤层的地质特点,优选了煤层气井压裂工艺,完成了现场施工及裂缝方位监测,并对压裂施工效果进行了评价。     

电动压裂泵在页岩气井压裂中的实践应用

为了有效控制页岩气开发工作成本,同时实现良好的节能减排和降噪的工作目标,通过引进先进的电动压裂泵,在页岩气井压裂工作当中进行压裂工作,整体的工作效果表现非常明显,可以有效提高页岩气压裂工作质量和效率,同时在环境保护工作方面优势也非常明显.基于此,本文以我国某页岩气公司项目工程开展情况进行分析和研究,介绍页岩气压裂车的发...     

宁武煤层气井压裂工艺技术研究与应用

宁武盆地主力煤层太原组9~#煤埋深300 m~1 500 m,厚度8 m~14 m,区域内分布稳定,含气性较好。由于煤层具有多孔、松散、弱胶结、高滤失性等特点,活性水压裂造缝困难,地面施工压力高,波动大,易砂堵,施工成功率低。通过室内研究,优选环保型低浓度低摩阻清洁压裂液提高液体效率和携砂性能,采用低起步变排量控制缝高、高比例前置液造缝的工艺思路,实现提高施工成功率目的。现场试验表明,压裂施工成功率100%,施工压力平稳,具有广阔的应用前景。     

微生物提高煤层气井单井产量技术研究与实践

为评价微生物提高煤层气井产量技术,向厌氧瓶中添加一定量的煤和利用煤层产出液配置的营养液,开展了煤层微生物降解煤产气实验研究。与煤层产出液相比较有益菌群浓度增加3~6 个数量级,每毫升营养液产气量为2.84 mL,煤层微生物经过营养剂激活后,反应早期产生气体主要为N2、H2 和CO2,CH4 含量较低,随着反应时间延长CH4 气体含量逐渐增加,X 射线衍射表明煤微晶结构发生变化。说明通过微生物与煤相互作用产生生物气体、降解煤组分,能增加煤层通透率促进甲烷气体的解吸,从而提高煤层气单井产量。在室内研究的基础上开展现场先导试验1 井次,现场共注入微生物工作液230 m3,措施前该井平均日产气量16.81 m3,平均套压为0.09 MPa,措施后该井日产气75.13 m3,平均套压0.35 MPa,截至2015 年底累计产气14 100 m3,目前正在持续稳产,达到了注微生物提高煤层气井单井产量的目的。     

渭北煤层气老井改造优化设计与实践

渭北煤层气田传统定向井和直井面临压裂改造效果差、单井产量低等生产难题,根据井网部署和煤层地质特点,提出了适合渭北煤层气老井改造的水平井布井方案。针对渭北煤层气田上部地层漏失、下部煤层埋深和厚度变化大、煤层易垮塌等水平井钻井难点,利用Petrel软件进行地质建模,准确标定煤层层位,通过Landmark钻井工程设计软件计算并精确建立了入靶井斜-靶前距-井眼狗腿度计算图表,实现不同地层倾角、厚度下的井眼轨迹优化设计;配套优选可循环微泡沫钻井液,解决上部地层漏失和煤层垮塌严重问题。现场应用表明,水平段位于煤层以上3 m范围,水平井全井段钻井液漏失量低,钻进速度快;同时通过集成应用分段压裂改造技术,水平井在主力11#煤层横向上可一次改造6口低效生产井,压裂缝网之间和井间干扰明显,有助于增大泄流面积,提高水平井单井产量。     

煤层气羽状水平井井身结构优化设计

为了优质、快速、低成本地完成羽状水平井钻井作业,最大限度地提高羽状水平井单井产量,需要进行钻前井位优选及井身结构优化设计研究。结合沁水盆地南部地区地质特征,分析了影响羽状水平井单井产量的地质因素,指出了断层、陷落柱等破碎地层对煤层气开发和钻井工程的影响;同时,对羽状水平井的主要井身结构参数进行了数模优化,得到了2主支6分支井型的最优井身结构:主支夹角12~18°,主分支夹角39~50°,分支间距150m,水平段进尺4500~5000m。研究结果已在沁南煤层气开发中应用并取得较好的效果。     

水平井管柱液压扶正器的研制与初步应用

针对水平井管柱受重力效应影响,导致封隔器胶筒受力不均,密封性能下降,不能长期有效分隔水平井层段的问题,开展工艺技术研究,研制出了水平井管柱液压扶正器。通过地面模拟试验,对工具设计思路、加工材质、装配工艺及性能进行了验证。经现场试验及应用,该工具坐封扶正时能够确保水平井管柱处于居中位置,保证了封隔器的密封性能,满足有效分隔目的层段的要求;在释放扶正力时,可安全可靠撤回扶正机构,减少了修井作业时的安全隐患。适用于水平井、斜井及大位移井的分段压裂、堵水、注水等工艺施工,具有较高的推广应用价值。     

水平井积液机理初探

室内采用透明玻璃管建立水平井模拟实验装置,进行多组常规低压实验,实验结果表明水平井携液能力仅为直井的1/3~1/2,水平段流体分层流动,造斜段气液滑脱严重为气井携液能力下降主要原因;水平段积液聚集在油套环空,更利于气井排液;积液主要分布在水平段低部。加注表面活性剂,可提高携液能力。     

水平井射孔参数对压裂起裂压力的影响

水平井压裂起裂压力对压裂施工至关重要,其中射孔参数对压裂起裂压力的影响更为重要.为了弄清射孔参数对起裂压力的影响,优化射孔参数,改进水平井压裂设计,以水平井压裂起裂压力为研究对象,结合井筒应力分布模型,考虑射孔完井水平井的起裂压力,应用江苏油田某水平井压裂施工数据,分析了水平井井筒方位角、射孔方位角、射孔相位角、定向和非定向射孔对起裂压力的影响.研究结果表明:水平井井筒方位角和射孔方位角是影响压裂起裂压力的主要因素.优化出适合江苏油田水平井压裂的射孔参数,即沿着最小主应力的方向布置水平井井筒,采用定向射孔时,射孔方位角为0°～15°,射孔相位角为180°;采用非定向射孔时,射孔相位角为60°或120°.     

水力振荡器在五段制井中的适应性研究与应用

五段制井降斜段或下直段滑动钻进托压严重,滑动钻进困难,滑动效率低。实钻数据表明,水力振荡器在五段制井中缓解托压的效果有好有差。分析认为这与水力振荡器的工作特性、使用的井段等有很大的关系。因此,本文在分析了水力振荡器工作特性的基础上,研究了水力振荡器在五段制井眼中的适应性。现场应用效果表明,水力振荡器有效缓解五段制井降斜段滑动钻进托压问题,但是不能缓解下直段滑动钻进托压问题。本文的研究结果为五段制井合理优选水力振荡器、优化水力振荡器安放位置有重要的意义。     

煤层气分支水平井地质导向实践与认识

为满足低成本开发煤层气的需要,渤海钻探公司首次尝试采用综合录井与MWD结合实施煤层气羽状分支水平井钻探。通过分析煤层特点,优选导向参数组合,建立水平段地质导向工作流程,研究实践近钻头围岩识别与轨迹控制技术,保证了2口先导试验井的顺利完成。ZP02井MWD钻进井段见煤进尺3105 m,煤层钻遇率88.08%;ZP05井见煤进尺3169 m,煤层钻遇率89.40%。2口试验井的钻探成功表明应用综合录井与MWD结合实施煤层气羽状分支井钻探是切实可行的。     

水平井固井液压扶正器的研究与应用

水平井固井时套管往往偏向下井壁,居中度差,固井后形成的水泥环薄厚不均,导致水平井固井质量差,严重制约了水平井优势的发挥。现场多使用扶正器来提高套管居中度,但是常规扶正器存在外径大、下入困难、破坏井壁的问题,为此专门研制开发了水平井固井液压扶正器。该工具原始外径小、下入安全,膨胀后外径大、扶正能力强,能够显著提高水平井套管的居中度,扶正器上的扶正片能够对固井水泥浆产生扰流作用,大大提高了水平井的固井质量。该类扶正器现场应用简便,不影响正常的施工程序,在胜利油田进行了多口井的现场应用,效果显著。