川西高破裂压力储层压裂改造配套技术优化研究

针对川西须家河组地层埋藏深、储层致密、破裂压力高而导致压裂改造时"施工压力高、加砂难度大"的问题,对能适应高破裂压力储层的超高压压裂配套的工具、管柱、井口级别进行了优化研究,形成了一套适合川西地区超高压压裂的配套技术,并就井下工具的选择制定了优选原则。对适应高破裂压裂储层压裂施工的井下工具进行了优选,高压条件下的加砂压裂改造,建议和Y241配合使用或采用Y341封隔器+双水力锚组合。     

水平井封隔器分段压裂技术在川西油气田的应用

水平井封隔器分段压裂技术对川西难动用储层具有较强的针对性,通过对裂缝条数、裂缝半长、长度组合等参数进行优选,得到了新场沙溪庙组气藏水平井的压裂施工优选参数;并研制了适合于套管井的国产化的封隔器组合,采用封隔器配合喷砂滑套进行分段压裂改造。水平井封隔器分段压裂技术在XS21井成功应用,取得了很好的增产效果。     

高温高压裂缝性储层分层加砂压裂技术及应用

DB气田属于典型的超深高温高压巨厚裂缝性低渗气藏,改造难度大.分层压裂改造是开发该类储层,提高气田整体开发效果的有效手段.文章结合DB气田储层特征,开展了地应力剖面结合储层裂缝特征的分层技术研究,优化分层改造管柱结构配置及相关配套技术研究等.通过研究,形成适宜的分层压裂工艺技术,并在X102井首次应用,施工排量3.7～4.5 m3/min,最大施工泵压102 MPa,共注入地层液量1 211 m3,加砂76.9 m3,最高砂浓度369 kg/m3.通过压后效果评估表明,压裂形成了长的人工支撑裂缝,沟通天然裂缝系统;分层效果明显,储层得到有效动用,增产效果显著.该工艺成功应用,解决了DB气田分层压裂技术瓶颈,为气田高效开发提供有力的技术支撑,对库车山前同类区块也具有重要推广和借鉴意义.     

深层裂缝性复杂岩性气藏压裂技术研究

新疆准噶尔盆地WB气藏储层深度2 200～4 500m,储层岩石中的火山岩含量达45%,天然微裂缝发育,储层表现为强水敏,压裂施工难度大.文章首先对WB气藏前期压裂施工资料进行了综合分析,明确了前期压裂改造存在的主要问题;结合该气藏的储层地质特征,从储层污染、压裂液伤害、压裂施工和压后排液等方面系统研究了影响该区压裂效果的关键因素和技术对策.提出了应用综合控高技术来防止缝高过度延伸,采用支撑剂段塞、优化施工参数等实现降滤失和防治多裂缝,并通过支撑剂嵌入实验和压裂液性能评价优选了适合该地层的支撑剂和压裂液体系.研究思路与技术认识对于WB气藏及类似低渗气藏的压裂改造具有一定指导意义.     

塔里木油田克深区块致密砂岩气藏的储层改造技术

塔里木油田克深区块超深井温度高、压力高、射孔段长,利用常规压裂手段很难达到储层改造的目的。本研究通过对目标井的地质分析和储层评价,针对该井压裂改造的难点,提出了相应的改造思路并进行现场施工。研究采用以冻胶压裂为主,滑溜水体积压裂为辅的混合压裂方式;采用分簇射孔和纤维暂堵转向工艺进行分级施工,并根据监测裂缝发育情况实时调整压裂施工方案。现场施工成功实现了超深高温高压井的分层压裂改造,将目标井产量从1.5×104 m3/d增加到21×104 m3/d,对该区块同类型井的储层改造具有很好的指导意义。     

塔里木油田超深超高压气藏的成功改造

塔里木油田克深区块超深井温度高、压力高、射孔段长,利用常规压裂手段很难达到储层改造目的。通过对目标井的地质分析和储层评价,针对该井压裂改造的难点,提出了针对性的改造思路并进行现场施工。研究提出以冻胶压裂为主,滑溜水体积压裂为辅的混合压裂方式,采用分簇射孔和纤维暂堵转向工艺进行分级施工,并根据监测裂缝发育情况实时调整压裂施工方案。最终通过纤维转向压裂技术为主的现场压裂施工,成功实现了超深高温高压井的分层压裂改造,将目标井产量从1.5×104m3/d增加到21×104m3/d。该技术的成功应用,对该区块同类型井的储层改造具有很好的指导意义。     

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。     

可钻式封隔器在深层气井压裂中的适应性分析

由于深层气储层埋藏深，温度高，压裂施工压力高，排量大，以及深井可钻式封隔器投送管柱下入过程中存在的风险性，必须对现有可钻式封隔器进行改进，才能提高可钻式封隔器在深层气井分层压裂工艺应用的适应性。     

延长气田深井压裂工艺技术改进及应用

针对延长气藏埋藏深,深井压裂施工压力大,压裂成功率低的特点,结合多口井的压裂实践,从井口装置、压裂管柱、封隔器、压裂液、支撑剂等方面采取措施,提高了深井压裂施工的成功率,为延长石油在天然气方面的突破提供了有力的技术支撑。     

深层致密气藏异常高破裂压力储层复合改造新工艺

中国深层致密气藏普遍具有高破裂压力特征, 部分气藏破裂压力、 延伸压力异常高, 天然裂缝发育,储层改造方式难以选择, 施工效果不理想。针对川西深层钙质砂岩储层破裂压力异常高, 但其基质存在一定溶蚀率的特点, 形成了“ 预处理 ＋小型加砂压裂 ＋大型酸压” 复合改造新工艺。小型酸化降低破裂压力、 小规模加砂压裂在储层中形成一定长度的支撑裂缝, 大规模酸压把酸沿人工裂缝进入深部储层, 再从人工裂缝进入地层裂缝, 达到深度改造的目的, 从而提高储层改造效果。通过对 Ｆ Ｇ ２ ２井采用该复合改造技术, 产气量增加到２ ３０ ０ ０ｍ ３／ ｄ , 达到了评价储层的目的。该项新技术的应用为深层致密气藏异常高破裂压力储层的勘探评价提供了一种新的手段。     

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。     

连续油管带底封分段压裂技术在泾河油田的应用

泾河油田长8油藏属低孔、特低渗油藏,前期采用裸眼封隔器分段压裂取得较好效果,但该工艺裂缝起裂位置不明确,无法实现井筒全通径,为提高油田采收率,提出了连续油管带底封分段压裂工艺。该工艺将连续油管和喷砂射孔工具、底部封隔器连接,通过油管注入实现喷砂射孔,环空注入实现加砂压裂,用底部封隔器对已压层段进行隔离,由下至上逐级分段压裂。该工艺压裂裂缝起裂位置明确,改造地层针对性强,作业速度快。在JH2P20井的应用表明,连续油管带底封分段压裂工艺可在30 min内完成转层压裂,正常情况下1 d内可完成9段压裂施工,压后井筒全通径,在泾河油田具有较高的推广应用价值。     

Investigation and Application for Multistage Hydrajet-Fracturing with Coiled Tubing

Abstract

Continuing high prices for oil and gas stimulate new technologies improve the production of low permeability reservoirs. Hydrajet-fracturing with coiled tubing, a unique technology for low-permeability horizontal and vertical wells, uses fluids under high pressure to initiate and accurately place a hydraulic fracture without packer, saving operating time and lowering operating risk. The mechanisms of hydrajet-perforation and hydrajet-fracture initiation are studied in this article. Frictions for one kind of fracturing fluid in coiled tubing have been computed to determine pump pressure and flow rate for field testing. Tools for hydrajet fracturing are designed as well. The first successful field testing in China of multistage hydrajet-fracturing using coiled tubing has proven that the theoretical calculation and field-testing data of hydraulic parameters are basically identical. It has also proven that tools meet the requirement of field testing.     

川西深层裂缝性储层加砂压裂技术研究及应用

川西深层须家河组储层为深—超深、致密—超致密砂岩气藏,且裂缝发育。为获得高产天然气流,裂缝性储层的加砂压裂改造成为必需的增产措施。在分析裂缝性储层加砂压裂难点的基础上,研究了施工排量优化及多级粒径段塞降滤等控滤失关键技术,通过对前置液量、加砂浓度等施工参数的优化,形成了川西深层裂缝性储层加砂压裂技术。该技术应用于LS1井T3X2(4251～4256m)井段,顺利完成了80m3规模的加砂压裂施工,压裂后在套压5.5MPa、油压5.7MPa下,天然气产量15594m3/d,产水7.2m3/d,取得了较好的增产效果。     

普光气田高含硫气井过油管深穿透射孔技术优选

普光气田属于特高含硫化氢、中含二氧化碳的特大型海相气田,为了确保气井的长期安全,论证采用带井下安全阀和永久封隔器的酸压生产一体化生产管柱。气田投入生产后,生产测井证实大部分气井生产剖面不完善,井控储量动用程度差异大,气井产能难以得到充分发挥。开展3口井的过油管屏蔽暂堵酸化、酸压等储层改造施工,不能达到预期效果。基于近井地带钻井污染深度和投产作业井筒污染情况评价成果,论证优选能达到"投产用114 mm有枪身射孔枪系统"穿深效果的过油管深穿透射孔技术,开展现场先导试验,射孔成功率100%,射孔有效率75%,相同油压条件下单井日增产超过10×10~4 m^3。过油管深穿透射孔技术在普光气田的成功有效实施,拓宽了高含硫气井增储增产措施的思路,希望为中国高含硫气井论证实施有效的过油管完善生产剖面措施提供借鉴。     

水力喷射酸压技术在轮南碳酸盐岩水平井中的应用

塔里木碳酸盐岩储层水平井采用封隔器分段改造分段数受到限制,在一定程度上制约改造效果.文章介绍一种通过井口的带压装置来操作,只需上提完井管柱即可完成多层改造的水力射孔酸压作业的技术.该技术不需要连续油管,在完井管柱底部接好喷射工具组合,再利用油管短节来精确定位需要改造的层位,喷嘴定位可以尽可能地选择孔、洞、缝发育点,从下到上逐层施工.此项技术在在塔里木油田轮古701 - H1井中首次应用,取得了良好的效果,该井改造后用5mm油嘴定产,油压为13.5 MPa,日产油达到125 m3,与同区块内轮古2 - H1井采用裸眼封隔器+滑套分段酸压相比,产量提高明显.     

含硫气藏水平井测试工艺研究及应用

针对川东北河坝构造嘉二高压含硫气藏埋藏深、储层压力高、腐蚀分压高、地层易漏失、水平井压井堵漏难度大的特点,通过开展工具优选、管柱结构优化设计、流程优选,并对替浆、放喷油嘴控制及压井等主要工序的施工工艺参数研究,形成了河坝嘉二含硫气藏水平井测试工艺技术体系,并在河嘉203H井获得成功应用。     

库车山前深层高温高压气井多封隔器分层压裂工艺

库车山前区域深层高温高压低孔低渗气藏多封隔器分层压裂作业易发生封隔器失效、钢球堵塞管柱及射孔段下部替液不干净等问题,成为影响储层改造作业成功的关键问题。为解决上述问题,在完井管柱上加装了伸缩短节并延伸管柱至射孔段底界;研发了一种高强度铝合金可溶球,以三聚氰胺为过渡层的复合有机硅树脂涂层为其特殊保护膜,其承压强度在69 MPa以上且溶解速度先慢后快;研发了一种全通径压裂阀,采用棘爪式结构和投球打压方式,滑套打开侧孔时扩径通过球,使球移动至管柱底部,其通径可与下部封隔器保持一致,形成了适用于深层高温高压气井的多封隔器分层压裂工艺。现场累计应用14井次,未出现封隔器压裂时失效、管柱堵塞和替液不净等问题。分析表明:伸缩短节能够缓解温度效应和管内外压差产生的轴向力;可溶球满足压裂施工需求的同时,避免了滞留堵塞现象的出现;延伸管柱配合全通径压裂阀为射孔段替液和压裂液有效注入提供了通道,解决了射孔段钻井液沉淀堵塞和支撑剂沉积在井底的问题。多封隔器分层压裂工艺能够为深层高温高压气井储层压裂改造提供可靠技术支撑。     

带封隔器的油套合压管柱油管临界排量计算

为防止油套合压过程中封隔器因承受较大活塞力而发生移位,开展了保证封隔器不发生移位的油管临界排量计算研究。通过管柱受力分析,建立了压裂管柱轴向力计算模型,利用有限元分析软件模拟了封隔器胶筒的锚定力。根据压裂管柱所受轴向力与锚定力的关系建立了保证封隔器不发生移位的油管临界注入排量计算模型。通过计算得出:当地层破裂压力梯度为2.1 MPa/100m时,井深2 000.00 m处φ60.3,φ73.0及φ88.9 mm油管的临界排量分别为0.965,0.810和0.470 m3/min;而在井深3 000.00 m处,3种尺寸油管的临界排量分别为1.120,0.985和0.680 m3/min;临界排量随井深增加而增大,随油管尺寸增大而减小;在选取的地层破裂压力梯度范围内,地层破裂压力梯度为1.8 MPa/100m时,φ88.9 mm油管的临界排量最小,为0.46 m3/min。研究结果表明,油管排量大于临界排量可有效防止封隔器发生移位,有助于确保油套合压过程中压裂层位和压裂深度的准确性。