长庆气田套管滑套压裂技术的研究与应用

为提高多层系致密气藏单井产量,2009年开始长庆气田在国内率先开展了TAP分层压裂工艺试验,但受压裂工具及施工作业条件影响,施工成功率低,工艺稳定性较差。为提高该项工艺的稳定性和适应性,提出了有限级套管滑套设计思路,结合有限元数值模拟和大型物理模拟实验优化了滑套阀端口,实现了固井条件下非射孔诱导顺利起裂,同时研发配套了变径自锁复合胶塞和水溶性金属球等工具,形成了有限级套管滑套分层压裂工艺,现场试验24口井,实现了一次连续分压7层的突破,施工成功率90%,其中苏里格致密气试验区苏东X井试气绝对无阻流量8.80×104m3/d,投产32个月时日产气1.94×104m3,与邻井相比增产达到80%以上,为长庆气田致密储层实现体积压裂、提高单井产量提供了新的技术手段。     

直井连续分层压裂工艺在长庆油田上古低渗砂岩气藏的应用

在对各种连续分层压裂工艺特点进行分析的基础上,重点对三种连续分层压裂工艺在国内的技术成熟度进行了探讨。认为机械封隔分层压裂在直井连续分层压裂工艺中仍占有主导地位,并且实现了连续分压8段的突破;连续油管分层压裂工艺将伴随着国内连续油管压裂技术水平和配套设备的发展而大规模应用;套管滑套(TAP)完井分层压裂工艺虽然具有先进的设计理念,但是目前仍处于探索试验阶段。     

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。     

固井滑套多层压裂工艺在LS307井的应用

介绍了YT断陷营二段火山岩气藏LS307井的固井滑套多层压裂工艺、参数确定和施工过程,该井的成功压裂表明:固井滑套工艺技术是一项新型多层分压工艺技术,可实现一次改造多层动用,提高了储层动用程度,且分层针对性强;采用套管压裂方式,有效降低了施工压力,满足深井多薄层储层分层压裂需求;完井、压裂、投产一体化,缩短了作业周期。该工艺解决了YT断陷多薄层火山岩气藏储层改造难的问题。     

无限级滑套连续油管环空压裂工艺在水平井的研究与应用

常规压裂例如产层压裂、混合压裂、封隔器分层压裂均采用一次性压开多个油层的方法,且不能有针对性的压开目的油气层,压裂后参数处理复杂,且成本高,增产效果不明显,不适合大型水平井致密油气层的多段压裂改造。无限极固井滑套连续油管环空压裂工艺,在下套管作业时,滑套与套管同时下入,固井后,依靠连续油管服务工作逐级打开压裂滑套,进行多级压裂。该工艺实现了对水平段精确改造,压裂级数不受限制,可实现套管内全通径,施工快捷,不需钻塞,不污染油层,综合成本低,对我国致密油气多层多段压裂技术探索具有指导意义。     

不动管柱分层压裂技术在低渗气田中的应用

针对川西中浅层气藏低渗低孔,纵向上多层系、多砂体叠置等特点,研发了多封隔器不动管柱多层分层压裂工艺,配套了低密度钢球开喷砂滑套及井口捕球工艺.不动管柱多层分层压裂工艺可一次性完成三层甚至四层分层压裂,配套低密度球及捕球工艺,可以大大减少因钢球滞留在井内对产量和后期作业的影响.该技术应用于三层或四层分压13井次,平均单井加砂规模为92.5 m<'3>,低密度球捕获率为72.4%,压前平均无阻流量为0.35×10<'4>m<'3>/d,压后测试无阻流量为11.67×10<'4>m<'3>/d.     

组合式滑套分段压裂管柱研究及现场应用

为了实现无限制、大排量体积压裂和复杂层段生产控制的高效改造和开采目标,提出了一种在下部产层稳定层段安放投球滑套、在上部需要生产控制层段安放开关滑套组合应用的分段压裂技术。施工中,依次投球逐级打开并压裂投球滑套段,然后投入隔离球封隔下部已压裂段;再下入连续油管开关工具,根据地层需要有选择性地开关各开关滑套层段,实现个性化压裂。后期开采阶段,如果开关滑套层段出现问题,可再次下入连续油管开关管柱关闭问题段,实现其他层段的正常开采。组合式滑套分段压裂技术在苏75-60-34H 井进行了3 段开关滑套和7 段投球滑套整体10 段现场应用,施工排量达到9.2 m3/min,施工压力达到72 MPa,日产气20×104 m3,施工效果超过预期,为复杂油气藏各段一对一压裂和生产控制提供技术借鉴。     

苏里格气田致密砂岩气藏压裂技术新进展

鄂尔多斯盆地苏里格气田具有"低渗、低压、低产、多层比例高、非均质性强"的特点,为提高开发效益,"十二五"期间开展了压裂改造关键技术的攻关,取得了一系列新进展:1水平井多段压裂形成了水力喷砂、裸眼封隔器两大主体技术,研发了速钻复合桥塞、重复开关滑套核心工具,打破了国外技术垄断;2直井多层压裂形成了机械封隔器、套管滑套、连续油管三大技术系列;3研发了3套低伤害压裂液体系;4水平井加体积压裂、小井眼开发试验取得重要进展,致密气藏压裂关键技术系列的建立,实现了工艺技术能力的显著提升(直井分压由3层提高到11层、水平井分压由5段提高到23段),单井产量大幅提高,为致密砂岩储层有效开发提供了重要技术支持。按照中国石油长庆油田公司5 000×104 t稳产要求,以提高单井产量、降低开发成本为目标,下一步气田压裂技术主要开展水平井加体积压裂、工厂化压裂作业、老井重复改造三大技术系列的攻关。     

薄互层低渗透油藏分层压裂管柱研究与应用

针对胜利油田套管内封隔器机械分层压裂工艺存在的压裂后砂埋砂卡管柱、工具刺坏等问题,研制了以ＹＱＫ３４４－１１３ 型滑套封隔器为核心的精细分层压裂工艺管柱。该管柱具有密封压差高、滑套喷口耐冲蚀、可全井段反洗井等特点,可实现２～４ 层分层压裂施工,满足了薄互层低渗透油藏细分层、高排量、大规模压裂施工的要求。现场成功应用１５ 井次,有效提高了分层压裂的工艺可靠性和经济效益。     

BZ-60型无阻压裂喷砂滑套的研制与应用

针对常规分压合采工艺管柱不能实现油管畅通,对单井测试以及生产有影响的问题,研发了BZ-60型无阻压裂喷砂滑套和相应的分层压裂工艺管柱。该滑套主要由上接头、定位环、锁紧机构、上密封滑动机构、下密封滑动机构、中心管、壳体等组成,一般配合封隔器使用,主要适用于2层分压合采工艺管柱,结构简单、性能稳定,可实现压裂后油管无阻,不影响后期测试作业。苏里格地区20余口井的使用表明,该管柱满足施工要求,很好地解决了2层分压、压后管内有阻碍、影响测试的问题,成功率100%。     

分层压裂多孔滑套设计与室内试验

针对分层压裂采用常规的单孔滑套时,滑套内径受节流压差制约不能进一步缩小,分压层数受限的问题,研制了多孔滑套。该滑套由一个内孔扩展到2⁴个孔,增加了分压层数;设计的自定位结构具有强制钢球落入滑套孔内的功能。室内试验结果表明,多孔滑套能实现有效密封。采用该多孔滑套和单孔滑套组合,能够大幅度提高分压层数,为长庆气田多层系井分层压裂提供了技术支撑。     

长庆油田水平井体积压裂工具发展浅析

长庆油田致密油资源丰富,水平井钻井及体积压裂工艺是主要开发方式,而体积压裂工具是工艺实现的关键。通过对前期水平井分段改造管柱及配套工具对比分析,结合体积压裂工艺在作业排量、多簇射孔方式等方面对工具的要求,重点介绍了水力喷射分段多簇体积压裂工具、大通径快钻桥塞压裂工具和可开关套管滑套压裂工具。结果表明,在139.7mm套管固井完井条件下,当施工总排量低于8m3/min时,水力喷射分段多簇体积压裂工具具有操作简单、作业成本低的优点,成为长庆油田水平井体积压裂主体工具,已规模应用505口油田水平井;当施工排量超过8m3/min时,则采用大通径快钻桥塞压裂工具,该工具压后无需钻磨,可直接放喷、投产,已在长庆油田应用井数42口;而可开关套管滑套压裂工具不仅可以满足大排量压裂改造,还考虑了后期分层测试以及找水、堵水、重复改造等需要,将是最具有发展潜力的工具,它代表着体积压裂工具的发展方向。     

分层压裂多孔滑套设计与室内试验

针对分层压裂采用常规的单孔滑套时,滑套内径受节流压差制约不能进一步缩小,分压层数受限的问题,研制了多孔滑套。该滑套由一个内孔扩展到2~4个孔,增加了分压层数;设计的自定位结构具有强制钢球落入滑套孔内的功能。室内试验结果表明,多孔滑套能实现有效密封。采用该多孔滑套和单孔滑套组合,能够大幅度提高分压层数,为长庆气田多层系井分层压裂提供了技术支撑。     

新场气田分层压裂工艺技术应用评价

新场气田是川西多层系致密砂岩气藏的典型代表,从浅层的350m至深层的5000m均有活跃的天然气显示,其中蓬莱镇组的含气层多达25层,沙溪庙组的含气层也有10层.一般单层砂体产能有限,为提高单井产量和气藏采气速度,同时也为减少作业次数和降低井下作业费用,需要进行分层压裂改造.文章通过对新场气田小层分布特征和地应力特征的分析,提出油管和油套管环空分注分压是适合该气田的分层压裂工艺类型,建立了分层压裂选井选层标准,开展了12口井的现场试验.通过施工参数分析和增产效果评价表明,油管和油套管环空分注分压工艺不仅保证了分层压裂的施工成功率高、应用简便,而且增产效果显著,为新场气田多层系气藏整体压裂开发打下了坚实的技术基础.     

苏里格气田机械封隔器连续分层压裂技术

针对苏里格气田含气层系多、单层产量低的特点,进行了气井机械封隔器连续分层压裂技术研究,研发并优化了气井机械封隔器连续分层压裂管柱,研制了大通径K344封隔器、水力锚及耐磨的3.175 mm小级差滑套芯子等配套工具,可达到一趟管柱连续分层改造8层。80多口井的现场应用表明,该技术具有施工可靠、操作简单、成本低等优点。     

细分层系高效压裂充填防砂管柱

针对?244.5 mm套管完井作业中突出的调整层间分隔和薄油层精细分层等技术难题,设计了集旁通过流筛管、生产滑套于一体的外层防砂管柱,以及将充填转换总成预置于锚定密封总成的压裂充填防砂服务管柱,使充填时减少1层中心管的下入,满足低摩阻、大排量充填防砂和细分层系的需要。通过对管柱关键工具的分析以及施工参数的模拟,研究结果表明该管柱可安全下入最大拉伸载荷50 kN;冲管长度500 m且正循环压裂充填施工排量为6.48 m3/min时,最大压力58.3 MPa;反循环洗井施工排量为1.27 m3/min时,最大压力17.45 MPa,满足现场施工要求。该技术在渤海油田A井实施1次5层充填防砂作业,现场应用结果表明,细分层系高效压裂充填防砂管柱性能稳定可靠,比常规充填防砂施工作业节约3 d工时,并且实现免下分采管柱进行分层调控生产,节约作业时间近1 d,具有一定的推广应用价值。     

套变井精细分层压裂工具

随着油田勘探开发的深入,因地质、工程原因导致套变井越来越多,严重制约了油田的开发生产和措施改造。套变井因井筒内通径变小,可能造成机械分压工具无法正常通过、或者通过后工具在套变段存在遇卡风险,在分层压裂中难以实现精细改造。为此,研发了套变井精细分层压裂工具。通过对精细分层压裂管柱、组合流道结构的喷嘴、多簇压裂滑套等关键工具的结构和材质研究,使该压裂工具具有小直径、耐磨蚀、精细分层、适应性强等优点,满足套变井压裂和精细分层的需求。现场应用效果良好,通过精细分层,提高压裂措施改造的针对性,最大程度提高了改造效果,具有进一步推广价值。     

套管固井分段压裂滑套关键技术分析

套管固井滑套分段压裂技术是近年来兴起的一种储层改造技术,目前国外各大公司已经在该技术的研究上取得了较大进展。概述了套管固井滑套分段压裂技术的工艺原理,详细介绍了其关键技术,包括滑套打开方式、内套定位机构、密封方式、滑套包覆层技术和胶塞顶替技术,同时通过对各关键技术优缺点的对比分析,指出套管固井滑套应朝着高开关稳定性、高密封性能和高施工可靠性等方向发展。     

逐级释放压裂管柱简介

我们大庆油田压裂施工的特点,是不压井不放喷分层作业。目前,使用的滑套式压裂管柱还不能完全满足这个工艺的要求,存在着分层压裂时窜槽无法判断,影响了压裂资料的取全取准,存在着滑套动作不灵,影响了文明施工和安全生产。为了改进压裂管柱,我们开展了逐级释放压裂管柱的研究,取得了很大的进展,在生产上见到了效果,初步显示了这套管柱的优越性,实现了逐级释放封隔器,多层不停泵连续压裂,起油管不投堵塞器,安全生产也得到了很大的改善。下面把逐级释放压裂管柱的有关设计,试验简况介绍如下。     

哈里伯顿公司推出水平井多级压裂新技术

哈里伯顿公司最新研制的两项技术：滑套完井和连续油管压裂，扩大了完井和压裂技术的应用范围，使套管完井水平井压裂更加有效。目前，滑套完井技术迅速应用在水平段套管完井压裂中。该技术可以在最少或没有修井作业情况下，经济有效地进行多层完井。