缝内填砂暂堵分段体积压裂技术在页岩气水平井中的应用

针对四川盆地页岩气水平井在压裂过程中因受到复杂因素导致套管变形、无法应用电缆传输射孔桥塞联作工艺的情况,采用了缝内填砂暂堵分段体积压裂新工艺。采用理论分析的方法并结合技术实践经验,建立了连续油管多簇喷砂射孔参数和缝内填砂暂堵参数优化设计方法,解决了页岩气套管变形水平井ZJ-1井大规模分段压裂的技术难题。现场施工论证和应用效果表明:①页岩气水平井连续油管多簇喷砂射孔缝内填砂暂堵分段压裂技术,可以对储层水平井段进行选择性分段压裂;②可在不使用机械封隔的条件下实现大规模分段压裂且分段效果稳定可靠,压裂作业效率与常规桥塞分段相当;③压裂后井筒实现全通径,可直接放喷测试,节约了占井时间。采用该缝内填砂暂堵体积压裂工艺技术在ZJ-1井实现了14段成功作业,获得同常规桥塞分段相当的SRV有效扩展体积和比同平台邻井更高的产气量,为页岩气水平井分段多簇体积压裂提供了一种新的改造手段与有效的工艺方法。     

连续油管水平井滑套钻铣工艺技术

水平井裸眼封隔器分段压裂中,压裂滑套导致水平段井径不统一,后期作业管柱无法下入;地层砂、压裂砂在滑套台阶处沉积易造成井眼堵塞,生产无法正常运行,需要在压裂后钻除压裂滑套。利用连续油管作业效率高、可带压作业的优点,优化管柱结构,优选磨鞋、工作液及施工排量,制定施工作业要求,形成了连续油管水平井滑套钻铣工艺技术。该工艺在东胜气田一口水平井中成功钻除水平段的8级压裂滑套,钻铣工具选用#x03D5;89 mm的高效五翼平底磨鞋,冲砂液选择含有1%KCl的25 mPa·s胍胶,施工排量为350～400 L/min,放喷试气计算无阻流量为6.350 6×10~4 m~3/d,解除了油气通道障碍。该技术为裸眼封隔器分段压裂水平井油气开发提供了技术方案。     

页岩气压裂施工砂堵原因分析及对策

页岩气压裂所用滑溜水携砂能力差,滤失严重,施工中难免出现砂堵现象。砂堵后限制了施工加砂量及压后增产效果,需采用连续油管冲砂甚至是连续油管射孔,使工序复杂化,延长了施工周期,增大了施工成本。目前对页岩气压裂施工相关的文献较少,对施工砂堵的原因分析、避免方法及解堵措施研究较少。对页岩气压裂施工中砂堵的原因及机理进行分析,提供了相应的处理方法,并引实例对现行的两种解堵方法进行了对比分析。得出采用大油嘴快速放喷法解堵具有较高的解堵成功率,提出在施工中避免砂堵的方法,对页岩气压裂设计及现场施工具有一定的指导意义。     

连续油管传输射孔技术在大庆地区的应用

连续油管管径小、无接箍,具有刚性和柔性的特点,能够在带压情况下携带射孔枪实现传输射孔。在解决固井滑套工艺井压裂时滑套打不开的技术难题方面,采用小直径连续油管携带小直径射孔枪进行过滑套射孔,打通压裂通道,是最行之有效的技术手段;为了解决井内无进液通道无法实现泵送射孔的问题,采用连续油管携带大直径射孔枪进行水平井射孔,通过射孔前优化设计方案,解决了施工过程中的减震问题、定位问题和安全断脱问题。利用连续油管传输射孔,可以提高施工效率,降低了施工成本,保证油水井后续作业的连续性。     

尖北气田高温深井新型解堵体系研究及应用

２０２０年以来,青海油田尖北气田部分气井连续出现压力测试遇阻问题,且采取连续油管清水通洗井且反复冲洗均无法解堵,严重影响了该区块气井的生产及各项测试作业的开展。针对气井堵塞的现状,室内开展了井筒堵塞组份分析,认为是由于联苯在井筒析出沉积,包裹地层出砂导致井筒堵塞。由于该区块为裂缝性基岩储层,井温高达170 ℃,对解堵剂的研究提出了很大的挑战。文章通过大量室内研究,研制出一套化学复合解堵剂配方,结合连续油管带压施工解堵工艺,成功解除 ２口井井筒堵塞,解决了现场生产技术难题。     

小井眼连续油管多簇射孔填砂分段压裂技术——以百口泉油田百1断块X井为例

百口泉油田属于低渗透油藏,自然产能差,经过长期开采,能量已枯竭,储层改造可以使其得到效益开发,但目前侧钻小井眼体积压裂技术不成熟,需要开展技术攻关。通过研究分析前期侧钻水平井分段压裂工艺的适应性和不足,形成了侧钻小井眼压裂理论认识,提出一套小井眼连续油管多簇射孔填砂体积压裂分段压裂工艺。该工艺首选采用连续油管多簇喷砂射孔,然后在全通径套管内体积压裂技术改造,最后尾追高浓度砂塞在井筒内填砂分段,循环上述步骤从而逐级实现砂塞封隔、连续油管射孔、套管体积压裂一体化作业。通过在百口泉油田百1断块X井开展?101.6 mm套管侧钻小井眼水平井体积压裂实验,验证了该工艺实施的可行性,该井投产后,日产油10.23 t,超过同区块其它邻井,压裂效果显著。该工艺技术成功解决了小井眼套管体积压裂难题,实现了该区地层有效动用开发,为后续开展“侧压一体化”效益开发提供新思路。     

水平井趾端压裂关键工具设计与试验

大牛地气田和东胜气田水平井采用连续油管底封拖动或桥塞泵送压裂工艺,趾端首段压裂施工时存在封隔器解封困难、电缆射孔施工工期长和费用高等问题。为解决这些问题,结合现场压裂工艺,研究了水平井趾端滑套分段压裂技术,研制了趾端延时滑套、密封锁紧座等关键工具,以满足水平井套管柱试压需求,实现水平井趾端免射孔全通径压裂。地面性能试验结果表明,设计的水平井趾端压裂关键工具能够实现压裂滑套定压延时开启、固井碰压锁紧密封等功能,趾端延时滑套爆破阀在压力达到82.0 MPa时启动,延时29 min后滑套完全打开,且滑套承压达到105.0 MPa;密封锁紧座与配套胶塞可实现碰压锁紧,反向承压能力达到52.5 MPa,具备现场应用可行性。水平井趾端压裂工具的成功研制,为今后替代水平井射孔作业、降低国内致密油气藏开发成本提供了技术支持。      

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。     

连续油管结合双封单卡压裂技术应用

针对大庆油田水平井双封单卡压裂技术进行多段压裂施工时需要反复拆装井口、上提管柱,存在施工效率低、劳动强度大及井控风险的问题,开展了连续油管与双封单卡压裂技术相结合的水平井连续油管压裂技术研究。研制了连续油管压裂配套工具和井口防喷装置,实现了与双封单卡压裂工艺的配套;开展了摩阻测试试验,掌握连续油管摩阻规律,为确定合理的施工参数提供了依据。现场试验表明:连续油管与双封单卡压裂技术相结合能有效解决井控风险,提高施工效率,减轻劳动强度,为扩展双封单卡压裂技术在中浅层气井的应用奠定了基础。     

苏里格气田某问题水平井压裂改造施工分析

苏里格气田自合作开发以来,水平井裸眼完井分段压裂技术已被证明是最适合的完井改造方式,目前也已被大规模应用。针对目前苏里格气田实施的某水平井压裂时滑套打开没有显示的问题,分析了可能存在地面管线藏球、回接管柱藏球、滑套已打开、树脂球破碎、水平段油管断脱、树脂球未到位、滑套球座磨损等原因,并制定了钢丝绳通直井段、连续油管探底冲砂、打开滑套以及带水力喷射工具喷砂射孔、加暂堵剂压裂的措施。通过分析优化措施,顺利完成了该问题井的增产施工作业。     

连续油管热洗解堵清蜡工艺在YM17-1井的应用

针对英买力区块多口油气井因管柱内结蜡而导致油压、产量降低甚至停喷的情况,选用连续油管热洗解堵清蜡工艺。该工艺通过连续油管在油气井生产管柱内建立液体循环的通道,通过循环加热不断地将热油所携带的热量传递到生产管柱内堵塞段的上端面,将生产管柱内凝固的堵塞物融化、溶解并随着原油返出地面。边循环边加深连续油管,最终解除油气井生产管柱内的堵塞。经YM17-1井的成功实施,证实其清蜡效果良好,是一种安全、经济、实用的技术。     

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??Due to downhole complexities, shale-gas horizontal well fracturing in the Sichuan Basin suffered from casing deformation and failure to apply the technique of cable-conveyed perforation bridge plug. In view of these problems, a new technique of staged volume fracturing with temporary plugging by sand filling is employed. Based on theoretical analyses and field tests, a design of optimized parameters of coiled tubing multi-cluster sand-blasting perforation and temporary plugging by sand filling was proposed. It was applied in the horizontal Well ZJ-1 in which casing deformation occurred. The following results are achieved in field operations. First, this technique enables selective staged fracturing in horizontal sections. Second, this technique can realize massive staged fracturing credibly without mechanical plugging, with the operating efficiency equivalent to the conventional bridge plug staged fracturing. Third, full-hole is preserved after fracturing, thus it is possible to directly conduct an open flow test without time consumption of a wiper trip. The staged volume fracturing with temporary plugging by sand filling facilitated the 14-stage fracturing in Well ZJ-1, with similar SRV to that achieved by conventional bridge plug staged fracturing and higher gas yield than neighboring wells at the same platform. Thus, a new and effective technique is presented in multi-cluster staged volume fracturing of shale gas horizontal wells.     

高强度可溶桥塞结构设计与应用

在页岩气开发时分段压裂需采用复合桥塞进行封堵,后期还要使用连续油管钻磨,存在着施工周期长、成本高、风险大等问题。为了减小页岩气的开发成本和提高施工效果,研制了可溶桥塞,采用了高强度可降解材料,可实现可靠坐封并且能够完全有效溶解。在室内,对可溶桥塞进行了坐封丢手试验、承压试验以及溶解试验,试验表明可溶桥塞各项指标可满足现场施工要求。截至2019年12月底,现场累计应用可溶桥塞28层段,现场应用表明,可溶桥塞性能稳定,坐封安全可靠,压后溶解完全,未出现堵塞放喷采气通道的现象。     

MaHW6004井泵送桥塞射孔联作复杂情况处理

MaHW6004井是中石油在玛18井区部署的一口重点评价井,采用泵送桥塞多簇射孔联作分段压裂完井工艺,其压裂后的产量决定着该区块后续施工井的部署及开发。利用井下微地震检测仪、压裂施工数据及曲线图,分析判断井内出现的桥塞未丢手、桥塞坐封失效及下桥塞遇阻、压裂砂堵等复杂情况,制定了大修穿心打捞、连续油管冲砂、压裂后大排量清洗井筒的解决方案,并提出了一系列有针对性的防范措施。研究表明,下入的桥塞应与套管钢级相适应,采用井下微地震监测可以有效监测到桥塞点火坐封、裂缝起裂位置及走向等信息,为压裂施工提供了基础数据资料,为同类井施工提供了参考借鉴。     

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针对磨溪气田水平井段长度大、有效储层分散及非均质的特点，提出了水平井连续油管拖动解堵及大型空井酸化工艺技术，即先将连续油管下到水平段末端，根据水平井段储层分布规律，在连续油管注酸的同时按设计的速度提升连续油管，直到酸液覆盖整个水平储层段。采用这种方法，可以让每个射孔段都能接触到地面原始浓度的鲜酸，解决了由于水平井段长，部分射孔段难以接触到鲜酸的难题。此外，还可以将水平井段中的压井液替出井底和进行酸后液氮排液，提高了残酸的返排效率，减少了增产作业中的二次损害。大型空井酸化对连续油管酸化后的井进行彻底解堵和改造。该工艺技术在M75—H、M38H及M50井实施了水平井连续油管酸化工艺试验。3口先导试验水平井累计增加井口产能37.86×104m3/d，是该地区同类直井平均产量的4～7倍，获得了显著的增产效果和经济效益。     

水平井油管钻磨复合桥塞技术及应用

针对连续油管钻磨复合桥塞存在成本高、易卡钻等问题,结合长庆致密油藏地层压力低的特点,提出了水平井中采用油管输送工具钻磨复合桥塞。改进了一种平底磨鞋;兼顾转速和扭矩优选了性能稳定、使用寿命长的螺杆;按实现功能和尽量简化的原则组配形成了国产化的钻磨工具组合;依据环空止动返速模型设计了最小施工排量;以偏心环空压耗计算为重点得到最大施工泵压;针对水平井难以精确计算钻压的问题,提出了按螺杆最大许用钻压控制悬重同时限制泵压压降的钻压施加方法。该技术在长庆油田进行了8 口井的现场试验,一趟钻最多钻除复合桥塞13 个,单个桥塞平均钻磨时间小于120 min,单个桥塞最快钻磨时间40 min,性价比不低于连续油管作业。     

泵送式复合桥塞钻磨工艺研究与应用

华北油田任密1H等井压裂采用了泵送式复合桥塞分段压裂工艺,压裂放喷后出现桥塞砂埋现象,需要钻磨桥塞提高产量。通过对桥塞分段压裂工艺特点分析,找出了钻磨桥塞的难点并制定相应方案。根据井况分别采用连续油管底带螺杆钻、普通油管底带螺杆钻加自制的旋流式四翼凹底磨鞋等工艺对任密1H、太密1X井钻磨桥塞,实现了一趟管柱连续钻磨5个和4个桥塞,实现了快捷、安全施工。     

连续油管过油管堵水工具研制与现场试验

目前,国内以筛管完井的水平井过油管堵水作业主要受制于关键工具—大膨胀率小直径膨胀封隔器的技术突破。为了填补国内连续油管过油管堵水管柱工艺空白,开展了大膨胀率及较好恢复率小直径膨胀封隔器的试验研究,成功研制出膨胀率达2.5倍、?49 mm的小直径膨胀封隔器,并配套了过油管堵水管柱工具。通过不同排量下小直径膨胀封隔器与节流器的模拟试验,建立了不同喷嘴当量直径下节流压差与排量图版,为现场施工提供了指导依据。经过井下多次重复坐封解封现场试验后,小直径膨胀封隔器的恢复率仍能达到85%,证实了该工具的有效性、合理性与可行性,满足了筛管完井水平井不动管柱情况下最小过?73 mm油管最大封隔?139.7 mm筛管的堵水工艺要求,实现了一趟堵水管柱可完成多次环空化学封隔器分段封隔和地层分段化学封堵,且作业后过油管可回收,对国内过油管堵水工艺技术的推广应用具有参考和借鉴意义。     

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。     

连续油管光纤测井技术及其在页岩气井中的应用

水平井复合桥塞分段压裂是国内页岩气井的主要开发方式,由于页岩气井快优钻井造成的井眼轨迹及井深结构的特殊性、钻塞结束后井筒内残留部分桥塞碎屑、水平段多相流的复杂性等,常规产出剖面测井技术难以满足页岩气井的测试要求。针对页岩气井数量众多,钻塞后井筒金属碎屑较多的特性,测井前利用强磁打捞器进行打捞兼通井以提高施工成功率,采用连续油管内穿光纤并下挂流体扫描成像测井仪FSI 的工艺进行产气剖面测井,能得到较真实的产气产液剖面、各射孔簇产气产液贡献,可以有效评价各级压裂效果。连续油管光纤测井方法在页岩气井中的应用前景良好。