大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏水平井固井完井及改造方式优化探讨

大牛地气田下古生界水平井形成了以裸眼预置管柱多级管外封隔器完井,投球打滑套方式分段改造,以水力加砂压裂和胶凝酸酸压相结合进行大排量复合酸压,取得了初步成果。但由于裸眼预置管柱完井裂缝起裂位置不明确,投球打滑套分段压裂时滑套打开后酸液与储层接触面积大,酸液滤失严重,酸压改造体积有限。针对这些问题,开展了大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏水平井固井完井及改造方式论证,优化不同井身结构下固井完井管柱,优选不同完井管柱下分段改造方式。对马五5气层的一口水平井采用三级井身结构4 1/2"尾管悬挂固井完井,可钻桥塞分段改造方式进行大排量复合酸压。现场试验表明固井完井方式下选用合适的改造方式能满足大排量复合酸压的施工要求,水平井压后能取得较好的产量和较强的稳产能力,固井完井及优化的改造方式对大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏有较好的适用性。     

连续油管拖动喷射酸压工艺在和田河气田的应用

多级封隔器分段酸压技术在和田河气田得到成功的推广和应用。但该工艺分段数受到一定的限制,同时完井管串不能满足后期分层产能测试评价等要求。针对水平井多级封隔器分段酸压工艺局限性,首次引入连续油管拖动喷射酸压工艺并在现场应用,采用66.7mm连续油管和8孔×5.5mm喷嘴组合,最多分段数达到16段,工艺成功率100%,提高效率和安全性,增产效果显著。连续油管拖动喷射酸压工艺在和田河气田的成功应用,为气田水平井增产改造提供了有力的技术支撑。     

高压低渗井分段改造管柱失效风险分析及预防措施

塔里木盆地迪北气田气藏具有埋藏深、地层压力高、储层厚、孔隙度低、渗透率低等特点,需要采用双 封隔器大排量分段改造后直接投产,大排量分段改造作业给完井管柱带来了严峻挑战,多口高压气井分段改造过 程中发生管柱失效,导致改造作业提前结束。基于迪北气田典型高压气井井身结构和分段改造管柱,结合分段改 造作业引起的封隔器间环空压力下降预测,分析了高压气井分段改造管柱潜在的失效风险,并提出了针对性的管 柱失效风险预防措施。以一口高压气井为例,详细分析了该井的管柱失效风险,并制定了风险预防措施。分析结 果表明,高压气井分段改造过程中,井筒温度下降引起的封隔器间环空压力下降给作业管柱带来非常大的失效风 险。通过对封隔器间管柱打若干泄压孔能够有效预防该风险。     

深井裸眼封隔器分段酸压管柱打捞实践

安岳气田灯影组气藏广泛采用大斜度井/水平井裸眼封隔器分段酸压工艺试油完井,悬挂封隔器及下部管柱被“永久性”留在井下。如果利用原裸眼侧钻,则需要打捞分段酸压管柱至套管鞋以下30 m左右。MX126井和GS121井前期打捞作业历时均超过50 d,打捞效率非常低,主要原因为：悬挂封隔器双向锚定,裸眼封隔器和连接油管埋卡严重且位于大斜度井段,压井后长时间静止埋卡越来越严重;钻井液压井后切割油管受阻,没有完成落鱼切割分段;套磨铣导致封隔器解体,倒扣时落鱼出现多处退扣,倒扣打捞效率低。针对上述问题,优化了打捞技术措施：钻井液压井前,采用泵送径向切割工艺在清水中切割油管,确保切割成功率;采用带压拔出插管循环压井,缩短钻井液浸泡时间,降低次生卡钻风险;优选磨铣工具和打捞工具,优化磨铣工艺和震击解卡打捞工艺,维持落鱼完整性、力求捞出整段被切割落鱼。该技术成功应用于MX146井和GS127井后期的打捞作业,分别用时12 d和5 d。该技术可以显著提高裸眼封隔器分段酸压管柱的打捞效率,具有推广应用价值。     

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。     

水平井预置管柱完井与连续油管带底封分段压裂一体化技术

在大牛地气田致密气藏开发中,常规水平井预置管柱分段压裂为其主体技术,但该技术存在分级滑套逐级缩径、不能全部返出的分级球滞留井底的问题,不利于压后排水采气、地层测试及后期措施改造等作业。预置管柱与连续油管带底封压裂相结合的完井压裂工艺可以达到全通径的工程技术要求,通过压裂材料优选和压裂施工参数优化,在A井进行了现场试验,压后获得无阻流量6.07×104m3/d。同邻井应用效果对比来看,采用预置管柱完井与连续油管带底封分段压裂工艺施工效果明显好于固井完井压裂效果,与采用常规预置管柱裸眼封隔器压裂工艺效果持平,可进一步推广应用。     

裸眼井分段酸压技术在肯基亚克盐下油藏的应用

为了提高肯基亚克盐下碳酸盐岩储层动用程度,增加单井产量,对该油藏5口裸眼井进行了封隔器分段酸压先导性试验。首先确定了与储层配伍性较好且满足深度改造、均匀改造的清洁转向酸体系作为主体酸,同时对气举、完井和酸压裂一体化管柱结构进行了优化,并通过优选分段数、封隔器坐封位置和施工参数,顺利完成了现场施工,并取得了明显的增产效果。该工艺可为同种类型的海内外油藏改造提供经验。     

普光高酸性气田井简管材及完井方案优选

四川盆地普光气田属于高含H2S和CO2的碳酸盐岩过成熟酸性气田,存在气藏压力高、埋藏深度大、地质构造复杂、腐蚀严重、易喷易漏、安全风险高等开发难题.为解决上述难题,实现气田的安全高效开发,在深入调研国内外高含硫气田完井技术现状的基础上,分析了硫化氢、二氧化碳以及氯离子等对井下管材的腐蚀方式,提出了管柱腐蚀的防治措施:①采用防腐蚀管材;②注入缓蚀剂;③将上述两种方式综合应用.进而设计了3种完井方案:①高镍基合金完井;②高镍基合金与高抗硫材质组合完井;③高抗硫材质完井.经分析对比,最终确定采用镍基合金和高抗硫钢套管组合,配合镍基合金油管和永久式封隔器的完井方案;射孔后下酸压—生产一体化完井管柱,酸化压裂后投产.该方案成功解决了气井酸压、生产、防腐蚀等问题,具有防腐性能优越、后期维护成本低、管柱有效生产时间长、安全系数高等特点.     

高温高压深井多封隔器分段改造管柱优化设计

针对水平井多封隔器高强度分段改造作业引起的管柱失效事故频发问题,充分考虑多封隔器分段改造井油管内流动和井筒传热特点,建立了井筒温压场精细预测数学模型;同时考虑封隔器间环空压力的各影响因素,建立了封隔器间环空压力瞬态预测数学模型,结合封隔器管柱强度校核理论,形成了一套多封隔器分段改造管柱设计方法。以一口高温高压深井为例,应用建立的设计方法开展了多封隔器分段改造管柱力学分析和优化设计,计算结果表明,井筒温压场的精细模拟和封隔器间环空压力的瞬态预测对多封隔器分段改造管柱设计至关重要。研究结果对多封隔器分段改造技术在高温高压深井中的推广应用提供了技术支撑。     

不动管柱水力喷射压裂工艺在川西水平井改造中的应用

川西气田是典型的低孔、低渗、低丰度、高压致密砂岩气藏,水平井分段压裂是这类难动用油气藏的高效开发的关键技术.针对目前常用的水平井喷砂滑套分段压裂普遍要求固井质量高、封隔器容易失效;连续油管水力喷射分段压裂需要压井、多次动管柱、作业周期长的缺点.综合上述两项技术的优点,形成了不动管柱水力喷射分段压裂工艺新工艺,实现了水平井分段压裂的高效改造,并进行了现场应用,取得了工艺和增产效果的成功,值得在水平井改造中推广应用.     

超高压裂缝型气藏分层压裂技术及应用

塔里木油田A气藏埋藏深、压力高、应力大、天然裂缝发育\,储层厚度大,是典型的超高压裂缝型气藏。储层笼统压裂效果差,采用分层压裂改造技术,取得较好的效果。针对超高压深井裂缝型气藏分层压裂难度大的特点,优选完井封隔器+压裂封隔器+滑套作为分层压裂工具;采用测井地应力解释和优化射孔模拟方法,进行分层优化;密度为1.32g/cm³的加重压裂液体系能降低井口施工压力;使用高压施工设备,能满足地面高施工压力的要求。针对超高压深井裂缝型气藏分层改造技术的研究和认识,对类似气藏改造有借鉴和推广作用。     

连续油管喷砂射孔环空分段压裂技术在苏里格气田的应用

苏里格气田属于“低孔、低压、低渗”的三低气田,需要压裂改造才能生产,其中连续油管喷砂射孔环空分段压裂技术以其自身的技术优势,成为苏里格地区水平井改造的重要方式。连续油管喷砂射孔环空分段压裂技术通过定位器、封隔器等井下工具组合实现喷砂射孔、封隔器分层、套管大批量注入和连续油管精确定位,一趟管柱可完成多种作业,具有施工周期短、成本低、压后全通径等优点。阐述了该技术的工作原理及配套工具的原理、结构。通过在苏里格一口二开水平井的成功实施,说明连续油管喷砂射孔环空分段压裂技术适用于致密气藏,为水平井多级水力压裂提供了新的技术手段。     

超深高温高压气井完井含伸缩管测试管柱的应力与变形特征

塔里木盆地MJ4井测试管柱长6 617 m,测试时井底压力为101.63 MPa,完井作业过程中管柱出现了塑性变形问题,迫切需要准确地确定管柱塑性变形究竟发生在完井作业的哪个阶段。为此,采用三维有限元分析方法,结合MJ4井坐封、压裂和试油3个典型的载荷工况,对管柱的变形和轴向应力分布进行了数值计算,总结了含伸缩管的完井测试管柱力学行为计算流程。研究内容主要包括:①提出了具有伸缩管的油管柱系统中伸缩管的伸长与闭合状态的判断依据,并给出了相应的计算原理和计算公式,计算了MJ4井油管柱伸缩管的伸长—闭合状态;②给出了水力锚咬合不良产生的封隔器环空附加压差载荷的分析计算方法,模拟了其对管柱系统变形行为的影响,指出了附加压差载荷对管柱的塑性屈曲变形有着重要的影响;③计算模型引入了侧向屈曲变形的限制,从而间接考虑了接箍刚度对屈曲变形的影响,计算分析了油管柱在各种载荷共同作用下的变形情况,得到的数值结果显示与观察到的变形现象相同。研究结果表明,MJ4井管柱的塑性变形发生在压裂改造施工阶段,各种形式的液体压力载荷及重力载荷是塑性变形的主要原因。结论认为,含伸缩管测试管柱的力学计算模型可作为优化施工和管柱系统结构设计的重要理论工具和分析手段。     

无碱二元体系在孤东七区油藏流变性和界面活性分布

为更好地揭示无碱二元体系在油藏中性能损失规律,结合胜利孤东七区非均质强、储层结构疏松等油藏条件,在不同长度岩心中开展二元体系溶液渗流实验。通过进行聚合物溶液对表面活性剂界面活性以及表面活性剂对聚合物溶液黏度的影响来研究两者间的相互作用;并在不同长度岩心出口端取采出液,测试不同位置处黏度与界面张力的变化研究该二元体系溶液在近井和油藏流变性和界面活性分布特征。结果表明:加入聚合物溶液后,二元体系界面张力变化规律与单一表面活性剂相似,但使油/水界面张力达到超低时间要长;表面活性剂对聚合物溶液黏度影响不大,二元体系能保持良好的增黏特性;渗流开始时,二元体系A和B黏度保留率较单一聚合物溶液要高,而界面活性主要损失在近井地带（相对距离0~20%）,并在相对距离60%~100%处达到稳定;渗流达到稳定时,二元体系黏度保留率在0~20%处从100%降为84.2%,并在油藏深部分布均匀,受到相对距离的影响不大,二元体系与油滴间的界面张力在60%时达到稳定。     

超深水平井尾管悬挂器下部环空压力预测及其应用

超深水平井多封隔器分段改造作业过程中,井筒温度下降造成尾管悬挂封隔器下部环空压力下降,易造成尾管悬挂封隔器、下部分段改造封隔器和油管柱失效。针对典型分段改造水平井井身结构,开展分段改造过程中尾管悬挂封隔器下部环空压力变化的影响因素和潜在后果分析,综合考虑油管柱鼓胀效应引起的环空体积变化、井筒压力温度变化引起的环空流体体积变化和井筒温度变化引起的油管柱体积变化对尾管悬挂封隔器下部环空压力的影响,建立了尾管悬挂封隔器下部环空压力变化预测模型。以塔里木油田一口超深水平井为例,开展了分段改造过程中尾管悬挂封隔器下部环空压力预测,并在此基础上开展了封隔器和改造管柱力学分析。分析结果表明:超深水平井分段改造过程中,由于井筒温度场急剧下降,尾管悬挂封隔器下部环空压力相对坐封工况将发生大幅下降,从而给改造管柱和封隔器带来非常大的失效风险,超深水平井分段改造管柱设计过程中必须充分考虑该因素。     

拖动式水力喷射分段压裂工艺在筛管水平井完井中的应用

为实现筛管水平井储层有效压裂改造和降低施工风险,对拖动式水力喷射分段压裂工艺进行了优化改进。根据水力喷射分段压裂工艺技术射流增压、射流密封和降低起裂压力的基本原理,结合筛管水平井的井况及特点,将拖动式水力喷射分段压裂工具与滑套式工具相组合,融合相应的施工工艺,降低了筛管井压裂管柱砂卡风险。成功对筛管水平井SA井实施3段加砂压裂,最高施工砂比达到40%,压裂规模72 m3,压裂管柱成功上提出井。裂缝监测结果表明,在水平段压裂位置产生了3条走向明显的裂缝,裂缝长度均为110~135 m,与设计长度吻合较好,实现了储层分段压裂目的。该井产油量由原来的4.0~5.0 t/d提高到25.9 t/d,压裂增产效果明显。      

川西中浅层气藏双封隔器三层分压合采投产管柱研究与应用

川西中浅层气藏属低孔、低渗、多层系气藏,部分井单层压裂改造不能满足经济有效开采要求,需要采用双封隔器分压三层,压后不动管柱合采投产.针对压差式封隔器工具组合分层压裂管柱存在的问题,研究开发出了一套适合于川西中浅层气藏的多层分压合采管柱,该管柱采用水力式Y241双封隔器工具组合,提高了压裂管串的可靠程度,特别是开发出了低密度钢球配合双滑套喷砂器,在压裂施工结束时不用动管柱而通过双滑套喷砂口实现了三个产气层的有效连通,满足了压后不动管柱三层合采直接投产的需要.在2006年7月至2007年7月间,应用该工具组合在川西中浅层气藏成功地进行了10口井共30层的压裂施工,工具应用成功率达100.0%,为川西中浅层多层系气藏的进一步高效开发奠定了重要基础.     

全通径酸压管柱在塔河油田托甫台区的应用

塔河油田托甫台区常规酸压管柱封隔器、水力锚与Ф88.9 mm油管内径不一致,导致施工摩阻增大,影响酸压效果,为此,进行了全通径酸压管柱研究。研发了Y241-146全通径封隔器,在不影响封隔器外径和坐封效果的前提下,将封隔器中心管内径由62 mm增至76 mm,水力锚内径由62 mm增至76 mm,该酸压管柱实现整体通径均为76 mm;关键零部件均采用42Cr高强度材料,胶筒材质由丁腈橡胶改进为氢化丁腈橡胶,有效提高了工具抗拉和抗压强度、耐温性能及密封性能。在塔河油田托甫台区进行了26口井的现场应用,管柱坐封、验封、酸压施工、解封均一次成功,平均单井降低酸压施工摩阻4~5 MPa,试验表明该压裂管柱可满足现场工艺要求。