半潜式钻井平台射孔-压裂-测试一体化工艺

介绍了国内首次在半潜式钻井平台实施的某井射孔-压裂-测试一体化管柱的施工工艺。分析了该井的测试难点及射孔-压裂-测试管柱的设计原则,对实施射孔、压裂、测试作业关键点的三套方案进行了对比,确认了下射孔-压裂-测试一体化管柱后,进行射孔、测试、压裂、排液、压井、测试的可行性,为类似井测试作业提供了借鉴。     

泾河油田连续油管水力喷砂射孔环空多簇压裂技术

针对泾河油田长8油藏水平井压后初期产量低且递减快的问题,根据连续油管水力喷砂射孔环空多簇压裂的技术原理,结合压裂裂缝诱导应力场分析,对簇间距、射孔参数和施工参数进行了优化,形成了泾河油田长8油藏连续油管水力喷砂射孔环空多簇压裂施工方案:压裂簇间距15~38 m,射孔位置距离天然裂缝5~10 m,射孔喷射速度大于190 m/s,压裂施工排量4~5 m3/min,前置液比例28%~32%,段加砂量25~45 m3,平均砂比25.5%~27.0%。该技术在9口井进行了现场应用,与优化前相比,一次压开成功率提高39.3%;与单簇压裂相比,平均单井产量提高3.5 t/d。应用结果表明,连续油管水力喷砂射孔环空多簇压裂技术能实现低孔、特低渗砂岩油藏的有效开发,具备推广应用价值。      

南海东部超深层压裂测试管柱结构优化设计及应用

南海东部X井为一口定向探井,储层埋深4687～4967m,地层破裂压力高达85MPa,采用常规射孔测试压裂一体化管柱地面施工泵压高,封隔器承受压差大。因此如何有效的提高压裂排量、降低地面施工压力,从而解决封隔器密封稳定性问题、以及平台作业空间、地面设备能力对压裂规模的限制,是保证本井作业成功的关键。X井通过设计优化管柱尺寸及结构,首次采大通径压裂管柱,减小传统“射孔-压裂-测试”一体化管柱的小直径附件工具节流的影响,降低管柱摩阻,通过较低泵压,实现了对南海东部超深层储层的压裂改造。     

海上低渗透油田水平井多级压裂先导试

针对海上低渗透油田开发面临的矛盾和挑战,以A油田为目标,通过设计优化注采井井距、压裂裂缝条数、裂缝间距、裂缝半长等参数,研究压裂+自喷生产一体化管柱、连续混配压裂液和高性能支撑剂等多级压裂工艺,应用双安全控制系统,在海上低渗透油田首次成功实施了水平井多级压裂技术先导试验取得了首次突破“千方液、百方砂”的压裂规模,压裂后自喷产量达到120m3/d,为海上低渗油田开发提供了新模式。     

东海低渗储层压裂新型管柱保护技术

海上低渗储层主要采用压裂开发,常规压裂施工前后需2次更换作业管柱,既增加作业周期及施工成本,又容易在压井过程中造成储层二次污染,进而影响低渗气井压裂后的增产效果。文中从降低施工风险、节约成本及提高增产效果角度出发,提出了一种新型生产管柱保护工艺技术,避免了动管柱及压井作业,实现了海上低渗气井不动管柱压裂作业。现场应用表明,该技术在海上平台压裂作业中应用了13井次,平均减少作业周期12.7 d,效果明显,对海上低渗油气田经济有效开发具有良好的借鉴意义。     

海上低渗透油田水平井多级压裂先导试验

针对海上低渗透油田开发面临的矛盾和挑战,以A油田为目标,通过设计优化注采井井距、压裂裂缝条数、裂缝间距、裂缝半长等参数,研究压裂+自喷生产一体化管柱、连续混配压裂液和高性能支撑剂等多级压裂工艺,应用双安全控制系统,在海上低渗透油田首次成功实施了水平井多级压裂技术先导试验取得了首次突破"千方液、百方砂"的压裂规模,压裂后自喷产量达到120 m~3/d,为海上低渗油田开发提供了新模式。     

深水压裂充填完井管柱设计及应用

为了提高中国深水油气田的开采效率、降低深水完井的作业风险,研究并推广应用了深水压裂充填完井技术。在介绍深水压裂充填完井技术工艺特点、分析完井管柱设计原理的基础上,结合深水井的井况和特点,对深水完井作业准备及施工措施进行了优化,形成了一套完善的深水下部完井作业技术,包括优化平台布局、完井液管理、井筒一趟式清洗、射孔及压裂充填联作、精细施工等措施。利用该技术在南海某深水区块施工8口井,单井平均作业时间12.53 d,防砂成功率100%,后期地面测试表明,各井含砂量及产量均达到投产要求。现场应用表明,该技术防砂及增产效果明显,可以有效提高作业效率,特别适用于钻井作业结束后快速、批量完井作业。      

东海大位移井射孔设计实践分析

随着海上大位移水平井的增多,针对此类井的射孔完井作业也逐渐增多,其对作业时效及射孔安全也提出了更高的要求,该类井射孔作业面临着校深困难、下入困难、管柱施工安全等诸多工程问题[1];本文运用射孔优化、管柱及电缆下放模拟和射孔爆轰压力模拟等技术,为井深6807米、水平位移5625.24m的大位移ZG1井设计了安全有效的射孔施工方案,设计方案包括射孔弹的选用、射孔管柱下放分析、推荐电缆输送校深仪器的方法等。此设计方案的成功应用为海上大位移井射孔作业提供新的设计思路。     

致密砂岩气藏水平井分段压裂优化设计与应用

针对川西沙溪庙组致密砂岩气藏水平井开展了分段压裂优化设计及现场应用研究。采用水平井分段压裂诱导应力场模型,以提高储层整体渗流能力为目标,优选了裂缝起裂次序、裂缝间距和射孔参数,通过优化压裂施工净压力和排量沟通了主裂缝周围的天然裂缝。现场实施结果表明:优化后的水平井压裂8~13段,每段内射孔2~3簇,每簇长度为0.5 m,相同压裂段内簇间距为30~60 m;采用中间为12~16孔/m、两端为16~20孔/m的变密度射孔,优化排量为3.5~6.5 m³/min;采用优化设计技术实施的5口井平均稳定产量为5.3×10⁴m³/d,较优化前有明显提高,取得了显著的经济效益,为同类型致密砂岩气藏的水平井分段压裂优化设计提供了借鉴。     

哈国肯基亚克区块水力喷射压裂完井一体化技术应用

针对哈萨克斯坦肯基亚克区块储层条件和开发技术需求,进行水力喷砂射孔、压裂、完井一体化的新型增产改造技术研究,开展了压裂技术参数模拟优化、优选压裂液、水力喷射酸压—完井一体化管柱设计、根据施工参数优化喷嘴组合等工作。在现场试验应用4口井,技术应用效果明显。     

海上平台射孔、压裂、测试与水力泵快速返排求产联作测试工艺技术研究与应用

在总结以往射孔、压裂、测试井施工经验的基础上,开发了适用于海上平台射孔、压裂、测试与水力泵快速返排的联作工艺,研制了与该工艺管柱配套的海上专用压裂水力射流泵,7″大套管用防砂卡器,大通径可锁定开关井全通径压控选择测试阀(LPR-N测试阀)。并在中海油某海域探井A井进行现场试验,结果表明,该工艺技术能够满足海上平台不动管柱一次完成射孔、压裂、测试与水力泵快速返排求产的施工要求,安全、可靠,具有试油周期短,作业费用低,快速、及时返排压裂残液,有效地防止压裂残液对油层造成二次污染的特点。该工艺技术的成功实施,为以后海上油田快速评价储层提供了新的技术手段。     

水力喷射压裂工具问题分析及工艺优化

水力喷射压裂技术具有管柱结构简单,节省作业时间,适应范围广等优点,已成为一项比较成熟的压裂技术。但是,该技术在施工过程中广泛存在射孔效率低,工具失效等问题。为了提高水力喷射压裂工具的施工效率,分析了问题产生的原因,优化了工艺管柱方案及配套工具,并进行了现场试验。试验结果表明,改进后的工艺管柱方案合理,工具性能大幅提升,施工效率明显提高。     

后效复合射孔技术在海上低孔渗油气藏的探索应用

海上低孔渗油气藏对射孔工艺要求高,常规聚能射孔普遍存在压实损害带,导致渗流阻力大、产能降低,对探井测试产能的准确分析造成较大影响。后效复合射孔技术通过常规射孔弹+后效体的复合结构,两级做功改善孔道几何形态,室内进行了射孔流动效率实验、地面混凝土靶射孔实验,相比常规射孔流动效率提高38%,穿深提高17%,入口直径增大22%,孔容提高45%,孔道周围形成明显的网状微裂缝,有效恢复储层渗透率。射孔施工时采用井下动态监测技术测量井筒压力、温度及管柱横向、纵向冲击力,为射孔参数优化、管柱安全性、井筒完整性评价提供依据。该技术在海上M1井的测试作业及射孔完井作业中得到成功应用,对提高深部低孔渗油气藏的评价测试效果显著。     

测井技术在压裂工程中的应用

近年来,低孔渗储层逐渐成为海上油田的勘探重点,受条件限制,海上压裂作业较为困难。通过测井技术在压裂过程中的应用,保障压裂作业的顺利进行。以南海东部某井为例,在压裂前设计阶段,通过测井资料得到储层定量参数,选择优势压裂段。通过声波和固井数据进行储层地应力分析、岩石力学参数计算和井筒完整性评价,提供有效工程参数,最终得到压裂优化方案。施工过程中,通过破裂压力曲线优化射孔参数,保证压裂施工顺利进行。压裂结束后,应用压裂前后声波和固井质量的对比获取裂缝延伸高度、改造空间体积等参数,对压裂效果进行评价。通过压裂过程中测井技术的应用,可以有效指导压裂作业,获得更好的压裂效果。     

多级脉冲射孔技术在海上油田裸眼水平井B-××井中的应用

为确保平湖油田后续油气产量的稳定,以裸眼水平井B-××井为研究对象对油藏的开发效果进行射孔完井设计。通过分析射孔和增效压裂程度对水平井产能的影响,优选了适合该井况的射孔枪、弹架和射孔参数,并对增效火药装药量、装药结构以及施工管柱进行优化设计。在已知井筒能够承受最高压力的情况下,计算出了需要的火药量,提出了一种适合该油田B-××井的多级脉冲射孔方案。现场应用表明,该方法地层压裂效果显著,测试结果超过预期产量,而且安全性能良好,验证了多级脉冲加载压裂技术的优势。该井一次点火成功,为今后裸眼水平井完井射孔参数的优化设计提供了一定的设计依据。     

渤中34-2/4油田外置式复合射孔技术

渤中34-2/4油田位于渤海南部海域,属于中低孔-低渗、特低渗储层,采用普通射孔作业时,聚能射孔弹射孔后形成射孔压实带,严重影响油井产能。结合该油田储层特点,采用外置式复合射孔技术对低孔、低渗地层进行补孔增产作业。该技术是一种新型复合火药射孔技术,由起爆、传爆、聚能射孔、气体压裂、井下做功数据实时采集系统,以及地面数据处理系统组成,具有动态超正压破缝的特点,施工作业前采用模拟技术软件优化射孔方案,施工过程中采用井下高速压力计实时监测压力变化,施工后采用三维声波测试仪检测施工效果。在BZ34-2/4-B7井现场应用表明,该技术对低孔、低渗储层改造效果显著,日产液由2~4m~3提高到28m~3,且作业简单,安全可靠,可为海上同类储层的开采提供借鉴。     

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。     

连续油管喷砂射孔多层环空加砂压裂管柱研制

连续油管定点喷砂射孔多层环空加砂压裂是喷砂射孔和环空压裂的一体化工艺,一趟管柱可以实现多层射孔压裂,适用于致密油气藏、页岩油气藏等非常规油气藏,特别是多层、薄层油气藏进行有效准确定位射孔压裂施工。针对新疆油田某些区块的低压、低产、低渗的特点,研制了一套用于连续油管定点喷砂射孔多层环空加砂压裂的工艺管柱,并对关键零部件进行了有限元计算。试验表明,该技术降低了射孔和压裂施工风险,施工周期短、定位射孔准确、施工后井筒清洁,可以直接下入生产管柱进行生产。为低压、低产、低渗提供了高效安全的施工方法。     

致密砂岩气藏水平井体积压裂新技术

针对致密砂岩气藏常规缝间距80~100 m分段压裂导致单井剩余可采储量多的问题。基于体积压裂理念,改变传统致密砂岩水平井等分段理念,将均匀布段改为针对"甜点"的加密分段,采用Y341封隔器和不限级数滑套分段新工艺,对每个射孔段针对性压裂,实现了不动管柱多段分段压裂改造;同时,通过加砂压裂工艺和施工参数优化,实施"长、宽、高"三维立体压裂,提高储层的改造程度,以达到体积压裂和提高压后天然气产量的目的。该技术在川西低孔—特低孔、超致密砂岩储层水平井GX井成功进行了不动管柱19级分段压裂试验,一次性下入压裂管柱,连续施工,创下了国内不动管柱滑套分段数最多的记录,段间距22~76 m,平均45 m,压后在油压23 MPa下测试气产量12.64×10~4 m~3/d,是地质预期的2~3倍,比采用常规分段、测井与录井显示更好的同井场邻井的压后测试产气量更高。该井生产296 d,累计产气量是邻井的2.17倍,动态储量是邻井的1.3倍。加密分段及分段压裂新工艺为低孔—特低孔、超致密气藏提高开发效果提供了重要的技术支撑。     

全通径射孔与加砂压裂联作技术及其应用

低效油气藏通常采用射孔后进行增产措施改造，以取得理想产能。普通射孔管柱由于本身结构限制，很难为后续作业提供有效通道。全通径射孔与加砂压裂联作技术是在射孔后，整个射孔管柱形成与油管内径相当的通径，不需起出管柱或丢枪作业就可完成加砂压裂、生产测井等后续作业，也可直接作为完井生产管柱，保护了油气产层，缩短试油周期，提高完井效率。在介绍了全通径射孔与加砂压裂联作技术的工作原理、工艺特点、常用施工作业管柱、适用条件和配套射孔器材技术指标等基础上，在四川盆地岳2井进行了现场应用，避免了多打钻井口袋和射孔后压井多次起下管柱，为开发低效油气藏提供了有效的射孔完井方法。