水力喷射压裂技术在特殊井中的应用

水力喷射压裂技术是利用水射流的独特性质进行储层改造的新技术,适用于低渗透油藏直井和水平井.其具有不使用任何机械密封装置即可实现一段或多段分层压裂的特点.解决了套变、小套管、管外窜槽、油水层隔层条件差以及地层应力异常等特殊井无法分层改造问题,为水平井改造提供了安全简便的压裂技术.该技术工艺简单,改造针对性强.     

长庆气区低渗透砂岩气藏压裂工艺技术新进展——以苏里格气田为例

“十五”期间,长庆低渗透砂岩气田初步形成了以机械分层压裂、低伤害压裂液、适度规模压裂、CO2压裂等压裂工艺及配套技术。为进一步提高气田开发效益,近3年来重点开展了水平井多段压裂攻关和直井分层压裂新技术试验,取得了重要进展。水平井分段压裂取得突破,增产效果显著,以水力喷射压裂为方向实现了不动管柱分段压裂一次压裂1段到10段的跨越;水力桥塞分段压裂创造了国内气田水平井一次分压15段的最高记录,自主研发的高性能裸眼封隔器首次试验实现了一次压裂4段。2008-2010年在苏里格气田共开展29口水平井试验,试气产量为邻近直井平均产量的3~5倍。直井分层压裂技术以不动管柱机械封隔分层压裂为主,开展了其他探索性分层压裂试验并取得突破,其中气井分压分试工艺实现了２层快速试气快速评价,连续油管分层压裂实现了8层连续分压的突破,套管滑套分层压裂创造了目前国内直井9层连续分压的纪录。所开发的低伤害阴离子表面活性剂压裂液增产效果明显。     

水平井分段压裂多段裂缝产能影响因素分析

国内外水平井应用情况表明,低渗透油藏的水平井,不经过压裂酸化改造很难达到工业开采价值,而水平井水平段分段压裂改造是提高水平井在低渗储层应用效果的技术瓶颈.水平井多段裂缝如何优化设置,将决定压裂工艺和工具的选择,最终关系到压后效果.以压后产量为目标函数.以数值模拟为技术手段,研究了影响水平井多段裂缝压后产量的8种因素,为下步水平井分段压裂多段裂缝优化研究提供了参考.     

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。      

压裂水平井压力动态曲线分析

压裂水平井的渗流过程较之水平井及垂直裂缝井更复杂,其压力动态特征与水平井存在较大差异.因此,引入Gringarten和Ramey提出的源汇函数,建立并求解了压裂水平井渗流的数学模型,获得了压裂水平井井底压力公式,绘制了相应的典型曲线.分析了压裂水平井压力动态典型曲线的特征.研究表明,压裂水平井的压力动态典型曲线与常规水平井的明显不同.完整的压裂水平井的压力导数曲线呈现两个水平段,第一水平段值为N/2,第二水平段值为0.5.相邻两条裂缝相距越近,第一径向流结束的时间就越早.地层各向异性越严重,则第一径向流持续时间就越长.     

水平井限流压裂设计中的几个问题的探讨

本文通过分析破裂压力试验以现场实测结果，预测了长庆油田地层水平井的破裂压力，计算了限流压裂参数设计中的射孔参数，分层段流量剖面，叙述了水平井限流压裂裂缝和施工参数设计应考虑的因素，探讨了水平吉限流压裂注入方式。     

水平井压裂技术现状与展望

鉴于水平井水平段压裂与直井压裂改造的工作重点不同,阐述了国内外水平井技术发展概况、水平井压裂设计、水平井分段压裂工艺技术,提出了水平井压裂存在的主要问题及水平井压裂技术发展趋势。     

水力喷射拖动分压工艺在水平井的应用

水平井分层压裂改造是水平井增产的重要技术措施之一。就水力喷射拖动管柱分层压裂技术的工艺进行阐述,并就现场实施中出现的问题进行分析,制定解决措施并实施,取得成功。总结并归纳了水平井水力喷射分层压裂工艺实施总的问题,提出工艺改进,参数的优化,以及今后压裂工艺的完善和研究方向,连续油管拖动水力喷射分层压裂工艺技术。     

水平井机械隔离分段压裂技术研究与实践

牛平17-14井是位于三塘湖盆地马朗凹陷牛圈湖构造带牛圈湖背斜上的一口水平井,水平井段岩性为细砂岩,测井解释孔隙度8.0%,渗透率2.0×10-3μm2.为典型的低孔、低渗储层,方位沿最大主地应力方位,方位角:225.27°,水平段长301.01m,水平井段用5'1/2套管完井,射孔层段厚度209m,射孔后无产量,组织开展了K341-98封隔器 桥塞机械隔离分段压裂工艺技术配套研究,并在牛平17-14井分别对三段射孔段进行了卡封分层大规模改造,现场施工均一次成功,为国内水平井机械隔离大规模压裂提供了宝贵的经验.     

致密气藏分段压裂水平井产能评价新思路

由于储层物性、投产方式与渗流机理的差异,致密气藏与常规气藏的水平井产能评价存在很大差异,常规气藏水平井产能模型在致密气藏中存在诸多局限性。根据作者对国内外致密气藏分段压裂水平井开发效果的研究,从致密气藏水平井分段压裂的实际出发,提出了压裂水平井产能评价的新思路,即以单压裂段为单元,采用单压裂段压降叠加分析方法和单压裂段产量递减分析方法,合理评价单压裂段产能、最优压裂段数和对应的水平井或气藏产能。通过国内外的两个实例的应用与分析结果证明,该套思路和方法对于致密气藏分段压裂水平井产能评价具有很强的适用性和可操作性。     

陆相沉积油层水平井水平段轨迹对产能及采收率影响的研究

我国油田多属陆相沉积,油层内或多或少地存在着薄厚不等的夹层或隔层,而且分布不均。对于无气顶底水的这类油层,研究了有隔层水平井产能下降的幅度,研究了与油层相交贯穿油层上下的大斜度水平井和平行油层水平井的产能和采收率。计算分析结果表明：①存在夹层、隔层的油层不适合打平行油层的水平井;②对含有夹层、隔层的油层,选择与油层相交贯穿油层上下的大斜度水平井,可有效地降低夹层、隔层对产能和采收率的负面影响;③当相交油层的水平井长度为平行油层水平井长度的１．１５倍时,无论油层有无夹层、隔层,其产能要大于或等于相应平行油层水平井的产能,而且采收率不会受夹层、隔层的影响;④对无气顶底水的陆相沉积油层,选择与油层相交的长度略长的水平井是稳妥的。图３参６（陈志宏摘）     

中曲率辐向水平井轨迹设计

普通水平井轨迹由三部分组成：直井段，造斜段，水平段。辐向水平井是水平井系列中的高难度井，它除了有一段水平井段外，还有另外一条或多条分支井段。在实际设计水平井时，首先根据钻探目的及油气藏的空间组合模式设计水平井段，确定始靶点、终靶点及各轨迹控制点的坐标，然后按始靶点轨迹参数反推，设计造斜段的造斜点坐标、造斜率及垂直、水平位移，并确定井口坐标。设计分支井的目的主要是探明倾斜油层的油水界面，分支井段各控制点参数的设计方法与水平段类似。     

水平井水平段长度优化设计方法

通过分析一口水平井的投入与产出随水平段长度的延伸而发生的相应变化,证实了水平井最优水平段长度的存在。在建模过程中,着重对模型目标函数的选取及水平段长度的效益约束方程进行分析研究。通过对绝对效益指标NPV及相对效益指标NPV/L间相互关系的分析,首次把二者融为一体,建立了以NPV (L)为目标函数以NPV/L(L)为(其中之一)约束方程的优化模型。通过模型分析及实例印证,可以清楚地看出,如果剔除以NPV/L(L)指标为约束条件的效益约束方程,水平段长度就会设计得过长,并且,即使对于同一口水平井在其所在区块内,是否有直井混入,其最优水平段长度值各不相同,定性地,采用水平井与直井混合开发时的最优水平段长度要大于全部采用直井开发时的最优水平段长度值。     

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蛇曲井是不同于常规水平井的一种新型复杂结构井，其水平段在纵向上存在较大起伏，不能用常规水平井的压降模型计算其压降。文章对蛇曲井微元段的两相分层流动进行了分析，根据连续性方程和动量方程, 建立了蛇曲井水平段两相分层流动的压力梯度模型，在定产量和定井底流压两种工作制度下，给出了蛇曲井的水平段在两相分层流时的压降计算方法。应用文章所建模型和水平井的水平段压降计算模型分别计算了某蛇曲井水平段在气水两相分层流动时的压降，结果表明蛇曲井水平段的井筒压降不能用常规水平井水平段的压降模型计算，蛇曲井水平段的井筒压降不能忽略。     

新疆玛湖区块2000 m长水平段水平井钻井技术

近年来,为应对低油价形势下的规模效益开发,新疆油田玛湖区块迫切需要进一步增加水平段长度,以提高水平井单井产量。因此,新疆油田在玛湖区块Ma HW1325水平井上开展了2 000 m长水平段的钻井试验。针对该井超长水平段钻井所面临的钻压传递困难、井眼清洁困难、井壁稳定难度大、钻井提速难度大、固井完井难度大等突出问题,通过优化井眼剖面、加装旋转导向工具、优选钻头、采用类油基钻井液体系和韧性水泥浆体系等多项技术对策,有效实现了水平段的顺利延伸和钻井提速目标。Ma HW1325水平井完钻时水平段长达2 000 m,创下了新疆油田水平井钻井水平段长度的新纪录。     

考虑井筒摩阻损失后的Joshi公式

目前在设计水平井段长度时,采用的各种水平井产能计算公式均很难找出最优水平段长度。在目前的研究与应用中,普遍使用的Joshi公式忽略了井筒内摩阻损失,从而出现了在无限大的地层中,水平井段的长度与其产能关系曲线基本上呈线性,也就是说水平段长度越长越好,这一点与实际情况不符。通过对目前大多数水平井段中原油的流动状态,即层流的研究,考虑了层流情况下水平井井筒内摩阻的影响,修正了水平井产能计算公式,从而使其能够更加全面及准确地用于计算水平井的产能。     

水平井水平段长段取心技术探讨

吐哈油田三塘湖水平井垂深在1500~2800 m,水平段段长为800~1200 m,新疆油田玛湖、吉木萨尔页岩油水平井垂深在3000~4100 m,水平段段长为1500~1800 m,属长水平段水平井。长水平段水平井取心工具的安全下入、控制井眼轨迹,确保油层钻遇率,是保证水平井水平段长段取心质量的关键因素。为此,本文结合取心实践从井眼准备、取心工具优化、井下动力取心工艺及配套技术措施等方面进行论述,并给出了实践的结论。     

艾哈代布油田大位移水平井ADMa-1H井钻井技术

ADMa-1H井是伊拉克艾哈代布油田第1口大位移水平井,也是艾哈代布油田目前为止水平段最长、垂深最深的水平井。该井用常规随钻测量仪器(MWD)和螺杆动力钻具组合完成1 500 m的152.4 mm小井眼水平段的施工记录。针对大位移水平井轨迹控制难度大、水平段摩阻扭矩大、易发生井漏、卡钻等施工难点,通过优化井身结构设计、优选钻具组合和钻井参数、水平井轨迹控制技术研究,最终实现了全井井眼轨迹质量优质、无各类井下复杂事故发生。该井的成功为艾哈代布油田进行大位移水平井钻探作业提供了宝贵经验。     

长宁超长水平井钻井摩阻数值模拟分析

CN-H21-5井是四川长宁页岩气区块一口超长水平段水平井,存在高摩阻、高扭矩和钻柱屈曲变形等一系列页岩气水平井典型技术难题急需解决。为了控制钻柱屈曲变形和接触摩阻扭矩,基于Hamilton原理建立全井钻柱动力学模型并采用 ＨＨＴ-α法对模型求解,分析了造斜段造斜率和水平段钻具组合对摩阻扭矩的影响规律。通过数值模拟表明：增加造斜段的造斜率能够降低造斜段的接触摩阻总值,同时也能降低全井段的接触摩阻;小尺寸钻杆传递较大轴向力时会发生严重屈曲变形,导致接触摩阻不降反增;在水平段采用“大 ＋小”的钻具组合,既能减小钻柱发生严重屈曲变形的概率,也能降低水平段接触摩阻。结论认为,减少造斜段长度并提高水平段前半段钻柱尺寸能够有效降低全井的接触摩阻,该结论能为长宁页岩气超长水平井的降摩减阻提供理论支撑。     

ZY441型封隔器在水平井丢手管柱上的应用

水平井落物后打捞难度大。设计应用了以Y441型封隔器为主体的一种水平井卡封丢手管柱,主要由Y441型封隔器、坐封球座、反扣油管接箍、筛管、尾管等组成,能有效将水平井段与垂直井段分隔开,而且不影响后期油井生产。当发生落井事故时,使落物停留在垂直井段,可以利用现有技术顺利打捞落物。中原油田采油三厂6口水平井现场应用表明,该工艺操作简便,落物后很容易打捞。