水力喷射定向射孔与压裂联作技术在水平井压裂中的应用

传统的水平井施工是通过油管传输射孔和分段压裂来进行的，为简化其施工工序，降低成本，在长庆油田多口水平井中应用了水力喷射定向射孔与压裂联作技术。结果证明了该技术是水平井压裂工艺中比较安全、高效的一种工艺。与传统技术相比，该技术具有井下工具简单、工序少等特点，一趟钻具可以压裂2～3层，明显缩短了施工周期，降低了施工成本。     

水力喷射压裂工艺在水平井的应用

水力喷射压裂工艺包括水力喷砂射孔、水力喷射压裂、停泵裂缝闭合、压裂液返排4个阶段。该工艺首先在老井选层压裂施工中应用取得了成功,避免了下桥塞、下顶封、验串等繁琐工序,工艺简单、成本低廉,安全可靠。多级水力喷射压裂工艺在水平井中的成功应用,实现一趟管柱多级水力喷砂射孔,不仅具有以上优势,还节省射孔费用。此技术在二连地区的广泛应用,取得了理想的压裂成果。     

新型不动管柱水力喷射分层压裂技术现场应用

苏里格气田直定向井压裂改造需要多次起下管柱,耗时耗力并工序繁琐,存在较大的井控风险。为了削减风险、降低施工成本及劳动强度,使用直定向井不动管柱水力喷射分层压裂技术,该工艺在油井中应用较频繁,气井暂未应用。主要论述了苏里格气田靖99-3井试验应用不动管柱水力喷射分层压裂技术,该技术只需起下一趟管柱就可以完成射孔压裂两套工艺,缩短施工周期,极大的消除射孔及下钻过程中的井控风险。靖99-3井的顺利施工证明了不动管柱水力喷射分层压裂技术在气直定向井中可操作性,并且安全高效。     

分簇射孔—复合桥塞联作分段压裂技术

正随着国内页岩气、致密油气的开发,在水平井施工中,分簇射孔—复合桥塞联作的分段压裂开发模式得到广泛应用。与其他开发模式相比,它具有可实现大排量注入、分簇射孔、分段体积压裂和作业效率高等优点。分簇射孔—复合桥塞的分段压裂的核心技术为水力泵送工艺技术、多级点火分簇射孔技术、快钻复合桥塞技术、滑溜水多段体积压裂技术。前三项技术由射孔施工队伍承担完成。分簇射孔—复合桥塞分段压裂示意图将水平井段分成若干段(一段的控制距离为     

大庆深层气井一体化技术的应用

大庆石油勘探开发进入中后期阶段,深层气井射孔后需压裂施工。先压井起出射孔管柱再下入压裂管柱,不仅给井口增加了风险,还对地层造成污染。针对深层气井的地质和施工特点,研发应用的射孔压裂完井一体化技术,该技术在徐深XX井上进行了应用,一趟管柱可实现射孔、压裂、求产、完井等多项工序,减少了施工成本、缩短了施工周期、降低了对地层的污染,实现了安全、环保、高效施工。     

等孔径射孔工艺技术

常规射孔及特殊井射孔施工时,由于射孔器在套管内偏靠一侧,枪管壁与套管壁之间间隙不同,导致套管壁上射孔孔径与地层射孔孔道不均匀,降低了射孔孔道导流能力,影响后续水力压裂施工效果,甚至影响后续开发改造效果。通过理论分析以及对常规四相位90°射孔器、水平井三相位120°射孔器地面检测试验,设计了直井居中扶正装置和大斜度井旋转扶正装置,开发了等孔径射孔弹,在工艺及器材上实现均匀孔径射孔。射孔后,水力压裂施工压力较常规射孔施工压力降低了11.2%。该技术可应用于致密油(气)水平井大规模压裂及常规射孔压裂投产井,满足油田水力压裂开发改造的需求。     

复合射孔技术在河南油田低孔低渗油藏中的应用

复合增效射孔技术是将射孔和压裂造缝两项技术合为一体,利用炸药和固体推进剂的燃速差来实现先射孔后造缝的目的。它能一次完成射孔和高能气体压裂两道工序,做到在射孔的同时对近井地层进行气体压裂,形成多条微裂缝,并可解除钻井、固井、射孔等过程对地层的污染,从而改善近井地层导流能力,提高射孔完井效果。为正确评价该技术在河南油田采油一厂低孔低渗油藏的应用效果,分不同的区块先后实施了26井次,通过和与之相邻且油层物性非常相近的常规射孔井的射孔效果进行对比评价,结果表明,复合射孔技术对提高低孔、低渗油藏产能的效果显著。     

定面射孔技术在四川盆地致密气井中的应用

定面射孔是油气井体积压裂的一项有效技术手段。介绍了一种新型的定面射孔器及其工艺技术。该技术可控制水力压裂裂缝走向沿着井筒径向扩展,达到最佳的储层改造效果。从定面射孔原理、定面射孔器结构设计及参数优化、定面射孔与应力分布仿真等方面进行了阐述。该技术在四川盆地某致密气井中已经得到了成功应用,与常规射孔技术相比,它降低了近井筒摩擦阻力,有利于水力压裂裂缝在地层中的扩展和生成。     

页岩定面射孔水力裂缝起裂特征探索及应用

定面射孔是近年来针对非常规油气井体积压裂发展起来的一项新型射孔技术。该技术改变了常规螺旋布弹方式,采用特制超大孔径射孔弹和特殊布弹方式,射孔后在其方向上形成一个扇面。该射孔工艺在致密油气水平井已得到广泛应用,但在页岩气水平井压裂上还相对较少。文中开展室内物理模拟实验,探索了定面射孔对施工压力、水力裂缝起裂、延伸及形态特征的影响。该技术在国内首次应用于四川盆地某页岩气水平井,并利用软件模拟对定面射孔压后水力裂缝进行分析。现场应用结果及评价结果表明,相对于常规螺旋射孔,该技术有利于降低近井筒孔眼摩阻,也有利于提高页岩压后水力裂缝缝网体积。     

水力喷射压裂机理与技术研究进展

水力喷射压裂是集射孔、压裂、隔离一体化的新型增产改造技术,适用于低渗透油藏直井、水平井的增产改造,是低渗透油藏压裂增产的一种有效方法。介绍了水力喷射射孔和水力射孔裂缝起裂控制机理,分析了影响水力喷砂射孔效果的因素。综述了水力喷射压裂原理,依据Bernou lli原理,射流增压与环空压力叠加超过破裂压力产生裂缝并维持裂缝延伸。介绍了水力喷射辅助压裂、水力喷射环空压裂及水力喷射酸压等多种工艺形式。水力喷射压裂工具是现场应用成功的关键因素之一,连续油管与水力喷射压裂技术联作在油田增产作业中有一定优势。水力喷射压裂工艺在国外现场应用已经取得较好效果,在国内尚属现场试验起步阶段。指出了目前研究的不足,并对未来的研究方向做出了分析展望。     

水力喷砂射孔分段压裂技术在水平井中的应用

水力喷砂射孔分段压裂技术是将射孔、分层压裂融为一体的新型增产措施,无需下封隔器,一趟管柱即可完成多层段射孔压裂,提高了措施的有效性和安全性。通过实施该技术,可以避免常规射孔作业对地层的伤害,在一定程度上控制井筒附近裂缝起裂和延伸,与常规压裂技术相比有明显的优势。该技术成功应用于华北地区的水平井中,对提高油井的采收率有重大意义。     

页岩储集层水平井段内多簇压裂技术应用现状及认识

水平井段内多簇压裂技术能增加页岩储集层压裂裂缝复杂程度,提高簇间动用率,是有效改造页岩储集层的核心技术。对北美页岩气区块和中国四川盆地南部页岩气区块水平井段内多簇压裂技术的应用现状进行分析,并结合技术原理提出了几点认识：段内多簇压裂应与井间距合理匹配,并配套采用暂堵转向技术和限流射孔技术,增大射孔簇簇效率,促进裂缝均匀扩展,提高段内多簇压裂改造效果;北美页岩气区块采用段内多簇压裂技术增产,实现了页岩储集层高效开采,川南页岩气区块水平井段内多簇压裂技术起步较晚,目前在300~400 m井间距下主要开展了段内为6~8簇压裂现场试验;为了降低压裂成本、提高作业时效,长段多簇压裂将是实现效益开发的一个重要发展方向;但随着段内簇数不断增加,射孔技术、暂堵转向技术、射孔簇数与施工参数合理匹配等方面面临新挑战,亟需进一步研究,从而形成适合不同地区地质工程特征的段内多簇压裂技术。     

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。     

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。     

水力喷砂射孔压裂喷嘴的损伤试验与分析

将水力喷砂射孔与水力压裂相结合,一次施工完成射孔和压裂是近几年兴起的油气井增产新工艺。喷嘴是该工艺中的关键部件,弄清喷嘴的损伤特点及其影响因素,对于喷嘴的制造和合理使用都很重要。通过对比国内外水力喷砂射孔喷嘴在室内喷射磨损试验和现场喷射压裂试验结果,得到了不同的喷嘴流道磨损情况。分析喷嘴材料微观组织发现,国内材料WC粒子之间很少冶金结合,在水砂射流的冲击下．粒子容易剥落;国外材料WC以结晶态存在,其耐磨性能远优于国产喷嘴。制造工艺和安装条件也影响喷嘴的使用寿命。     

三相流高能复合射孔压裂技术现场应用

增效射孔是指通过一次性射孔,使目的层能达到完善或超完善状态,即通过一次性射孔就能够完全消除油层在钻井、完井和射孔过程中受到的油层伤害。三相流高能复合射孔压裂技术是在两相流复合射孔技术的基础上发展起来的,该工艺是把聚能弹射孔(89弹)和可控固体推进剂与加砂压裂结合为一体,射孔、压裂和加砂一体完成,使压裂井的完善程度和完善率达到最高的增效射孔技术。从实施效果对比看,三相流射孔技术对不同物性和埋藏深度不同的油气层都有较广泛的适应性和推广应用价值,是油气层解堵改造又一新的工艺技术。     

定方位射孔对压裂和防砂的影响分析

分析定方位射孔地层适应性,采用岩石力学理论和分析方法分析定方位射孔在降低起裂压力和提高出砂临界压差方面的效果。建立了破裂压力计算模型和出砂临界压差计算模型,给出了具体计算方法。针对海上某油田的实际情况进行了计算,与常规射孔进行对比,论证了定方位射孔降低起裂压力和提高出砂临界压差的效果。认为在起裂压力高的储层或者易出砂的储层均可以采用定方位射孔技术。该研究为油田后续作业与增产提供一条可行的途径。     

全通径射孔与加砂压裂联作技术及其应用

低效油气藏通常采用射孔后进行增产措施改造，以取得理想产能。普通射孔管柱由于本身结构限制，很难为后续作业提供有效通道。全通径射孔与加砂压裂联作技术是在射孔后，整个射孔管柱形成与油管内径相当的通径，不需起出管柱或丢枪作业就可完成加砂压裂、生产测井等后续作业，也可直接作为完井生产管柱，保护了油气产层，缩短试油周期，提高完井效率。在介绍了全通径射孔与加砂压裂联作技术的工作原理、工艺特点、常用施工作业管柱、适用条件和配套射孔器材技术指标等基础上，在四川盆地岳2井进行了现场应用，避免了多打钻井口袋和射孔后压井多次起下管柱，为开发低效油气藏提供了有效的射孔完井方法。     

压裂施工动态摩阻模型建立及其敏感性分析

准确掌握压裂施工动态是提高压裂工艺成功率的关键,施工压力是反映压裂施工动态的最直接有效的指标,而压裂施工动态摩阻会对施工压力产生干扰。在理论分析的基拙上,分别建立了压裂施工过程中的管柱摩阻、射孔孔眼摩阻及裂缝迂曲摩阻计算模型,并对各类摩阻的影响因素进行了敏感性分析,最后通过实例验证了压裂摩阻计算模型的准确性。研究结果表明：所建立的压裂施工动态摩阻计算模型基本能满足工程需要;当孔眼密度足够大时,与管柱摩阻和裂缝迂曲摩阻相比,射孔孔眼摩阻可忽略不计;裂缝宽度对裂缝迂曲摩阻的影响最为显著,在压裂施工过程中,保证足够的裂缝宽度能有效降低裂缝迂曲摩阻