平衡式双封单卡压裂管柱研究及应用

常规双封单卡压裂管柱技术已成为吐哈油田水平井老井重复压裂改造的主体技术,但仍然存在着压裂后层间压差大,易导致底封K344封隔器胶筒不回收以及管柱起管困难的问题,严重影响施工效果。为此,开展了平衡式双封单卡压裂管柱的研究。它采用带平衡通道Y211封隔器代替底封K344封隔器,在封隔器解封前能够实现上、下层的有效沟通,平衡地层压力,最终达到降低解封载荷的目的。现场应用结果表明:该管柱施工过程简单,解封载荷大幅降低,有效地解决了老井压裂改造后的起管难题,能满足水平井体积压裂改造大排量和大砂量的需求。平衡式双封单卡压裂管柱在水平井、老井重复压裂改造上具有广阔的推广应用前景。     

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。     

长庆油田水平井套中套井筒再造体积重复压裂技术

长庆油田超低渗透油藏部分水平井初次改造程度低，前期先导试验攻关形成了水平井双封单卡体积压裂技术，然而双封单卡工艺存在起下钻次数多、放喷时间长、管外窜等问题，严重制约现场施工效率。通过压前补能、凝胶降漏、下入?114.3 mm套管、热固树脂环空封固等技术重造新井筒，评价储层增产潜力，优化新老裂缝布缝与裂缝参数，配套研发小直径可溶桥塞，形成了水平井套中套井筒再造重复压裂技术。在CP50-15井进行了现场试验，成功下入1 500 m?114.3 mm套管并进行了环空封固，固井质量良好，采用桥射联作压裂工艺完成了26段压裂，施工效率达到了3段/d，投产后控制放喷生产，日产油由1.9 t升至15.4 t。该技术对提高超低渗透油藏采收率提供了新思路。     

存储式电子压力计在水平井压裂中的应用

为了提高低渗油田水平井压裂效果,采用双封单卡分段压裂工艺。在压裂施工前,选用压力计托筒装配2台存储式电子压力计,随压裂管柱下入到目的层,分别与上、下封隔器相连接。可完整记录压裂施工全过程的井底温度、压力变化情况。通过对水平井压裂时及压后返排液的井底压力进行监测,判断封隔器是否坐封,待压目的层是否窜层,以及准确计算压裂液在管柱中的真实摩阻,为压后效果评价、认识与评价地层应力及压裂液性能的稳定性提供依据,同时为优化压裂工艺起到一定的作用。     

水平井连续油管环空加砂压裂增产改造技术研究

水平井是解决低渗透薄油层多井低产、实现高效开发的重要手段,但这些水平井几乎都需要压裂改造。经过近几年的攻关,水平井压裂工艺技术由最初的全井笼统限流法压裂发展为双封单卡分段压裂、机械桥塞分段压裂、段内限流多段压裂、水力喷砂压裂、胶塞压裂等。这些工艺技术对提高水平井开发效果起到了明显的促进作用,但仍满足不了低-特低渗透储层高排量、大规模压裂的要求。为此,试验了连续油管水力喷射环空加砂压裂工艺,取得了较好的压裂增产效果。     

连续油管水平井多簇滑套作业探索与实践

针对水平井压裂时经常遇到的砂堵现象,通过研究连续油管内压力损耗原理,建立了连续管摩阻计算模型,参考模型计算结果优选连续管,完善地面设备配置,形成一套连续油管水平井多簇滑套解堵工艺。利用该工艺可以在不起下井内管柱的情况下,实现油管或套管内解堵施工,工序简单有效,作业效率高,同时可有效避免因堵塞压力的突然释放带来的井控风险。该作业技术经吉林油田红平57－**井现场试验,成功实现解堵施工,为实现后续压裂提供了保障。     

大庆油田低渗透水平井压裂改造技术新发展

大庆外围油田储层渗透率低、丰度低、厚度小、直井开发效益低或无效益,采用水平井开发必须压裂才能达到产能要求.而水平井分段压裂是一项世界级难题,主要技术难点是:井眼轨迹复杂,管柱起下困难,砂卡几率大,施工风险高;水平段长、层段多,非均质严重,裂缝起裂、延伸复杂,现场控制难度大.通过研究攻关,形成了以双封单卡分段压裂工艺为主,机械桥塞、液体胶塞和(段内)限流压裂工艺为辅的水平井压裂技术系列及优化设计、现场诊断及控制方法,可满足葡萄花储层水平井压裂的需要.到2008年底,水平井压裂技术现场应用108口,其中双封单卡75口井357层,工艺成功率97.3%,方案符合率92.3%.压裂水平井单井投产初期产油12.8 t/d,目前7.0 t/d,是周围直井的3.7～5.7倍,现场应用见到较好效果.     

连续油管带底封工具施工风险分析与措施

连续油管带底封喷砂射孔环空分段压裂工艺技术是一种既能实现大规模储层改造,又能达到分层压裂、精细压裂的一种新型分级压裂技术。为此,详细介绍了该技术的工作原理：通过连续油管结合带封隔器、喷射工具,利用封隔器的多次上提、下放、坐封、解封,达到不限次数的多级压裂;通过连续油管的精确定位,可对储层纵向上的多个薄互层进行灵活分层,进而达到精细压裂的目的。但该工艺技术也存在一定的施工风险,通过对工艺流程进行安全分析,梳理了该工艺技术的施工风险：①机械定位器遇卡;②封隔器不能坐封;③封隔器不能顺利解封;④封隔器密封不严;⑤连续油管变形;⑥连续油管及喷嘴堵塞;⑦加砂过程中出现砂堵;⑧压裂泵注压力异常;⑨连续油管卡钻;⑩工具井口挂卡及工具或工具部件落井。并提出了相应的风险预防措施,为类似的施工作业提供了参考。     

ZF1-P2井双封单卡多段压裂现场应用

针对大庆油田Z6区块低渗透扶余油藏储层物性差、自然产能低、常规压裂改造增产效果差等问题,在ZF1-P2井开展水平井多段压裂现场试验,应用点源限流射孔技术进行加密布缝,采用双封单卡工艺一趟管柱完成十五段压裂施工,通过对各段加砂规模的精确控制实现了脱砂压裂。压后产液9.5t/d,产油8.1t/d,是周围直井压裂产液、产油量的6.3倍和7.4倍,是同区块压裂水平井的1.4倍和1.6倍,增产效果和经济效益显著,为大庆油田水平井多段压裂积累了经验。     

连续油管水平井压裂携砂液流动压降及敏感性

连续油管压裂过程中携沙压裂液流动摩阻压降是压裂设计的重要内容,也是现场压裂施工成功的关键。压裂过程中携砂压裂液流经螺旋管、非螺旋段(垂直段+水平段)、环空压裂段,预测压裂流动压降难度大,现场设计数据与实际出入较大。在前人研究的基础上,以大庆某外径60.3 mm、壁厚2.769 mm的连续油管压裂数据为例,对连续油管水平井压裂携砂液流动压降进行分析。结果表明:螺旋段是连续油管在整个压降系统中最敏感部分,且这种敏感性会随着排量的增大而增强;环空压裂段摩阻压降与排量、环空管径比正相关;整体上压降随岩屑体积分数的增加而增加,但在此过程中会出现短暂下降窗口。     

连续油管喷砂射孔和筛管改流跨隔压裂组合工艺

常用的漏掉产层增产技术主要为连续油管跨隔压裂、连续油管逐层填砂顶封压裂,这些技术通常应用于埋藏较浅的储层。但对于埋藏较深的漏掉产层进行改造作业时,存在摩擦损失大、井口压力高、施工排量小的问题。连续油管喷砂射孔具有无压实作用和降低地层破裂压力的优点;连续油管筛管改流跨隔压裂工艺,通过将筛管和双封隔器相结合,在上部封隔器处通过筛管将油套环空的压裂液改流进入油管,油管中的压裂液经过下部封隔器后由节流喷嘴喷出,实现对目的层改造作业,由于施工过程中压裂液大部分在油套环空中流动,降低了沿程摩阻。该组合工艺充分利用了连续油管的优点,并克服施工排量小、井口压力高的问题,在准噶尔盆地储层深度3 660 m的××井中成功应用,施工过程中的最高排量为4.6 m3/min,最高井口压力43.8 MPa,压裂后增产效果明显。     

连续油管底封拖动水力喷射环空加砂分段压裂技术在九区石炭系水平井的应用

新疆油田九区石炭系储层具有低孔、低渗、低压的特点,需要压裂改造才能生产。针对4.5寸固井完井水平井套管尺寸小,常规水平井分段压裂工具尺寸受限的现状,采用连续油管底封拖动水力喷砂射孔环空分段压裂技术进行储层改造。通过连续油管结合带封隔器的喷射工具,经喷嘴节流将高压射孔液转化为高速射孔液对套管进行喷砂冲蚀,然后进行环空加砂压裂,利用封隔器的多次上提下放坐封解封达到一趟管柱实现多级压裂的目的、环空加砂实现较大规模改造,减少喷嘴过砂量延长喷嘴寿命,节约成本。从连续油管底封拖动水力喷砂射孔环空分段压裂技术原理入手,通过选择工具及压裂参数,到现场应用,总结施工经验,成功提高作业效率,为后续连续油管底封拖动水力喷砂射孔环空分段压裂技术的实施提供宝贵经验。     

大庆油田水平井多段压裂技术

水平井多段压裂技术包括套管分流压裂和双封隔器单卡压裂两种方法。介绍了两种方法的工艺原理、设计原则、工具系统的考虑因囊等,并对3口升的应用效果进行了分析。试验证明会管分流压裂施工安全,可大排量高砂比施工地产效果明显,是水平井压裂的首选方法。该技术的特点是在制定完并方案的同时确定出压裂方案,它要求在校长的井段内一次安全完成多个层段压裂施工。双封隔器单卡压裂做为一种储备技术,主要用于开来后期的挖潜。     

连续管试油作业研究与应用

针对常规油管试油作业存在施工周期长、劳动强度大等难题,结合连续管作业不动管柱、不压井、施工设备少、作业时间短、成本低等特点,研究并形成了一套较为完整的连续管试油工艺与配套,包括新井的井筒准备(试、探、洗、替、提),为后期作业提供清洁、安全的井筒环境;完井后固井质量检测,为射孔、压裂选层提供技术支持;直井精确定位射孔,沟通产层、水平井首段射孔,为压裂泵送提供通道;带压封闭已试油层,实现上返、下返试油或进行分层压裂改造;压裂完毕后进行复合桥塞钻除,还原井筒全通径,减小流动摩阻;并在生产过程中分层测试以获取各层段温度、压力、流量、含水等相关资料。经过现场试验应用,连续管试油工艺有效缩短了试油周期,提高了作业效率,降低了安全环保风险,促进了低渗透与非常规储层的勘探开发进程。     

技术·装备

新疆油田浅层稠油水平井高效开发装备获奖 近日,中石油新疆油田公司工程技术研究院研制的同心管射流负压冲砂技术专用工具和sAGD双管热采井口装置,获得中石油集团公司自主创新重要产品称号。同心管射流负压冲砂工艺是国内首创的发明专利技术,具有复合管柱提强度、降摩阻、增排量、反循环携砂效率高等优点。SAGD双管热采井口装置配套的工艺技术满足了SAGD注汽、生产、测试等生产作业要求,减少了修井次数,降低了工人劳动强度和生产成本。     

四川盆地页岩气水平井分段压裂技术系列国产化研究及应用

随着四川盆地页岩气勘探开发的持续深入,实施水平井分段压裂改造已成为页岩气这种非常规气藏有效开发的必要手段。针对四川长宁—威远国家级页岩气示范区水平井储层特点,结合套管固井完井方式,通过开展自主攻关与现场试验,在页岩气水平井压裂改造方面逐步形成了一套完整的技术系列,包括:新型复合桥塞分段工具、高效降阻滑溜水体系、优化分段设计技术、体积压裂工艺、连续油管钻磨技术、连续混配、连续供砂、连续作业技术、返排液重复利用技术等,从而实现了页岩气水平井储层改造的最优化体积和效果。应用结果表明:自主研发的页岩气水平井复合桥塞优化分段、滑溜水体积压裂工艺及工程配套技术,能够有效提高工程时效和增加井口产能,为页岩气水平井规模效益开发提供了技术保障,为下一步四川盆地页岩气工厂化压裂的实施提供了技术支撑。     

连续油管水力喷射环空压裂技术

连续油管水力喷射压裂是解决我国纵向多层压裂难题的有效手段,为深入了解国外连续油管技术,提高国内现有尺寸连续油管应用范围,在连续油管传输压裂与环空压裂两种方式对比分析的基础上,对连续油管水力喷射环空压裂技术的原理、施工工序、摩阻计算、优越性与局限性等进行了全方位的分析。结果认为这种环空压裂方式通过喷砂射孔与环空加砂配合可以拓宽连续油管应用深度,提高国内现有小尺寸连续油管设备利用率,提高喷嘴寿命,增大施工排量,从而具有更高的现场适用性及可操作性。研究成果为引入国外连续油管解决国内多层气藏分压改造难题,以及转变观念进行连续油管水力喷射环空大规模压裂奠定了基础。     

致密油水平井重复压裂技术及现场试验

大庆致密油水平井体积压裂取得了较好效果,但是产量递减较快,部分水平井目前产量较低。为改善这种生产现状,开展了致密油水平井重复压裂现场试验。首先结合地质、工程及生产情况,通过聚类分析方法优选了P34-H6井为重复压裂目标井。利用油藏数值模拟技术评价井间剩余油分布特征,优化补压新缝,采用水平井双封单卡分段压裂工艺对新缝依次进行改造。现场完成压裂施工16段,井下微地震监测结果显示重复压裂后裂缝波及体积明显增大,重复压裂后初期日产液量27.7 t,日产油量7.7 t,取得了较好的增产效果。P34-H6井重复压裂的成功实施对于致密油藏水平井提高开发中后期效果具有重要意义。     

侧钻井压裂工艺技术在低渗油田老井挖潜中的应用

老井侧钻可以实现老井挖潜,而压裂是低渗透油田的主要增产措施。由于小套管悬挂完井的侧钻井受固井质量差、套管内径小、套管悬挂承压低等因素影响,压裂作业中易出现常规套管压裂时易高压窜、油管压裂配套封隔器等工具承压低、压裂过程中近井筒孔眼摩阻、裂缝扭曲摩阻大,施工压力高,易出现砂堵或砂卡等风险。为增加压裂成功率和实施效果,分别从小直径套管封隔器及配套工具、压裂液优选及现场完井工艺技术优化等三方面开展研究,研制DK344-78封隔器及相关配套工具可以实现护套压裂,其具有承压高、易解封、施工简单等特点;同时优选超低浓度胍胶高效交联低伤害泡沫压裂液体系可以降低压裂液的滤失和降低弯曲摩阻,配套了井下工艺管柱,优化了压裂施工工艺确保井口压力正常,降低了储层伤害。现场实施12井次,施工成功率100%,截止到目前,累积增产原油量为2 537t,增气638×104m3;该工艺技术施工难度低,有较好的增油效果,适用于低渗透油藏老井挖潜,可以降低油田开发成本,具有一定推广前景。     

一种提高致密油藏低产水平井产量的重复改造方法

近年来,以华庆长×为代表的鄂尔多斯盆地致密油藏采用水平井分段压裂技术开发,单井产量得到
了大幅提高,达到周围直井的３～５倍。但是受到初次改造规模小的影响,出现了部分水平井低产低效的问题。通
过评价不同低产原因水平井的增产潜力,确定了体积压裂的重复改造思路。另外,结合水平井老井固井质量、套管
完善程度、施工管柱等因素,研究并形成了“组合油管＋大通径封隔器＋大通径喷砂器”三封单卡压裂工艺,配合低
摩阻压裂液,排量可达５ｍ^３／ｍｉｎ以上,具备了储层形成复杂裂缝的条件。现场试验２口井,措施后日增油量达到４
～６ｔ。井底压力监测表明净压力达到了克服水平两向应力差的条件,表明该技术对水平井老井重复改造具有较好
的适应性,对其他致密储层水平井重复改造具有借鉴意义。