定向井分层压裂工艺

定向井分层压裂管柱,经室内研究试验合格后进入了现场应用。到目前为止在海拉尔油田共完成13口井18井次压裂现场试验,压裂施工均一次成功,施工成功率100%,取得了较好的工艺效果。压裂管柱适合井斜角大、井深及高压的压裂施工,能够满足一次施工实现2个层段压裂要求,管柱具有反洗井功能,能够预防和解除砂卡,可安全脱卡,实现了安全施工。     

大庆油田创国内单趟压裂管柱压裂层段最多纪录

日前，在大庆朝阳沟油田朝100-葡平35井施工现场，这个油田实施的水平井机械分段压裂现场试验突破8层，创国内水平井单趟压裂管柱压裂层段最多的纪录。     

大斜度超深井压裂管柱探讨

随着油田开发的深入，出现了大斜度超深井压裂。现有的压裂管柱应用于大斜度超深井都存在明显的不足，影响了压裂施工成功率。文章分析了现有3种压裂管柱的优缺点，提出了一种易于坐封、验封和解封的适合于大斜度超深井压裂的工艺管柱方案。     

川中异常高应力裂缝性气藏加砂压裂现场试验研究

四川川中须家河须四气藏施工井深2400～2800m，地层温度70℃～85℃，具有基质低孔、低渗、地应力高、天然裂缝发育等特点。以往压裂规模小、易砂堵、单井难以获得工业性气流。针对该气藏特征及以往压裂技术存在的问题开展现场试验研究，现场4次试验。施工有效率100％。最大加砂量达到78m^3，最大砂浓度达到940kg／m^3。该项试验提高了气藏压裂技术水平，增产效果显著，如西64井压前产量为0．31×10^4m^3／d，压后产量达到2．5×10^4m^3／d。     

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。     

安塞油田水平井水力喷射分段压裂技术研究

安塞油田三叠系存在"低渗、低压、低产"等地质特征,传统压裂工艺一般压裂1～2层,平均单井日产液量3.5 m3左右,单井改造效果较差,且选用直嘴+封隔器的简单压裂管柱施工,施工周期一般在10天左右,施工周期较长。安塞油田引进了水平井水力喷射分段压裂技术,对水平井水力喷射分段压裂机理、水力喷射及分层压裂中诸多参数进行了优化,并在现场进行了试验。2011—2012年此项技术在安塞油田成功应用22井次。该技术施工针对性强,工艺简单方便,适用各种完井方式及固井质量差的井况,为安塞油田及其它区块储层低渗油气藏水平井水力喷射及压裂改造工艺的实施奠定了基础。     

分层压裂工艺技术研究

针对吐哈油田深层低渗断块油气藏压裂改造以二三类油层为主以及压裂施工规模较大的现状，研究配套了“Y341-115＋Y241-115”封隔器分层压裂管柱和“Y221-115＋Y111-115”封隔器分层压裂管柱。依靠封隔器和井下辅助工具可实现双封分层压裂工艺，形成了选井选层条件和分层压裂技术规范。该技术可以满足吐哈油田压裂工艺需要，达到提高压裂效果，节约成本，缩短作业时间，降低油层污染，实现油田经济高效开发的目的。     

小直径扩张式封隔器压裂管柱的研制与应用

目前国内小直径扩张式封隔器多用于酸化、注水和堵水等作业,而在多级压裂方面应用较少,主要是因为工具耐压、耐温能力较差,用于多级压裂管柱安全性和可靠性较低。针对这种情况,通过对常规扩张式封隔器、双向锚定水力锚及丢手工具的结构改进,优化设计出适用于114. 3 mm套管的小直径扩张式封隔器多级压裂管柱。在吉林伏龙泉油气田的现场应用结果表明:改进后的封隔器耐温120℃、耐压70 MPa,坐封、解封成功率100%,性能大幅提高,可满足复杂工况下的施工要求;设计的多级压裂管柱工具少、操作简便、锚定可靠、井眼适应性好,能满足内径99. 6~103. 9 mm、外径114. 3 mm套管多级压裂需求;多级压裂管柱能够实现大斜度井的有效封隔,现场施工中最大井斜达到72. 2°。该压裂管柱的成功应用为油田老井挖潜和稳定产能提供了技术支持。     

水平井裸眼滑套分段压裂工艺在Q7P1井的应用

水平井分段压裂工艺技术作为有效开采致密砂岩的技术措施,在Q地区率先应用。以Q7Pl井为例,针对地层储层特点,分析了水平井裸眼滑套分段压裂改造的技术难点;从裂缝分段优化、压裂管柱、压裂液体系优选,以及施工规模等方面阐述了该工艺技术的现场应用情况,为下步致密砂岩水平井的压裂改造提供参考。     

一种多功能气举完井管柱

针对让那若尔油田低压、高气液比的油藏特征，设计出一种压裂气举排液及完井一趟管柱，该管柱在常规压裂管柱上安装气举阀，在油井压裂施工结束后不起出压裂管柱。采用气举方式实现压裂液快速返排和连续气举完井生产，是压裂工艺和气举技术的结合，一趟管柱实现压裂、排液及完井后连续气举生产等三项功能。现场24口井的应用表明，该管柱承受压力高，排液速度快，不动管柱可实现连续气举生产，既简化作业程序，又能达到增产增效的目的。     

不同形式插管封隔器分段压裂管柱力学分析

部分非常规油气井会采用插管封隔器分段压裂管柱进行分段压裂完井。为了保障该管柱在分段压裂过程中能够安全可靠,研究了不同形式下插管封隔器分段压裂管柱的受力情况。以最典型的插管封隔器分段压裂管柱为研究对象,利用管柱轴向位移与变形理论得到了管柱总位移的计算模型。通过归纳分析管柱在分段压裂过程中的受力情况,建立了插管封隔器分段压裂管柱强度校核模型。以国外某油田油井的实际数据为例,计算了不同形式下插管封隔器分段压裂管柱的各种效应和强度校核结果。研究结果表明,不同形式的插管封隔器分段压裂管柱所对应的各种效应的数值和强度校核安全系数不同,并且地层破裂压力越高,管柱的回接形式对管柱安全的影响越大。该研究为同类型插管封隔器分段压裂管柱的受力分析提供了一定依据。     

X3井大型压裂施工创3项江苏油田纪录

2011年11月21日下午16时10分,随着最后1方压裂砂顺利注入目的地层,江苏油田进行的规模最大的一次X3井大型压裂施工取得圆满成功,并创下3项油田纪录。该井压裂井段4982．8～5065．2m,跨度82．4m,射孔22．7m,地层温度166℃,最大井斜41．71°,施工难度在中石化系统也属罕见。     

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。     

水平井不动管柱无限级分段重复压裂技术研究

针对水平井传统重复压裂管柱技术存在的施工排量低、级数少等问题,研制了一种适用于139.7 mm(51/2英寸)套管的新型水平井不动管柱无限级分段重复压裂管柱。该管柱结构配套工具中,插管采用反向旋转丢手; 悬挂式封隔器具有套管双向锚定和环空密封的双重功效; 自解封型封隔器锁块阻挡机构采用可溶性金属材料制成,压后可实现封隔器自解封; 球座和滑套采用卡槽配合限位,卡槽尺寸为级差设计,可在轴向实现无限级。利用TADpro软件模拟和预测不同施工排量下的管内流体摩阻和井口泵压,结果表明:新型压裂管柱最大允许排量是传统管柱的2.0～5.4倍。该新型管柱可实现水平井分段重复压裂。     

深井压裂井下管柱力学分析及其应用

根据深井高温高压条件下的压裂作业施工过程，综合考虑井身轨迹、管柱和井下工具结构，建立压裂管柱综合力学模型；研究深井压裂管柱在自重、内压、外压、各种效应力、粘滞摩阻力、套管支承反力，弯矩和锚定、坐封压力等多种载荷联合作用下的变形，并进行强度分析和校核；给出了一套实用的压裂管柱力学计算步骤、方法与公式，为准确地掌握压裂施工过程中管柱的受力及变化规律提供理论依据，从而优化管柱组合与施工参数，提高压裂作业效果和成功率。     

高温高压大通径压裂封隔器的研制

目前常用压裂封隔器内通径较小、易缩径,根据冀中地区油田生产情况和地层特点,研制了大通径压
裂封隔器。该封隔器内通径可以与压裂管柱较好的配合,使压裂时管柱摩阻明显减少,降低施工泵压,提高压裂作
业效果。矿场实际应用表明该封隔器具有耐高温、承高压的特点,同时坐封持久有效、起下方便、可承受双向压差,
具有一定推广价值。     

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国内对水平井进行分流压裂施工尚属首次，压裂管柱设计及力学分析是压裂施工的关键技术问题之一。水平井压裂管柱在井眼曲率作用下随井身产生初始弯曲，弯曲后的压裂管柱在温度、自重、内外压力和局部集中力的综合作用下再次产生变形，变形后的压裂管柱必将与套管内壁产生接触，这种接触状态随井深和井眼圆周方向随机分布，是一种随机的多向接触摩擦非线性问题。文中将运用“多向接触摩擦间隙元法”对这一问题求解，并结合大庆油田水平井分流压裂管柱工程实例，进行了受力变形计算，给出了不同工作状况下压裂管柱与套管内壁的接触摩擦状态、管柱下端变形、井口载荷以及管柱任一截面处的内力和应力，为压裂管柱的设计和施工提供了可靠的理论依据。经现场试验表明，井口载荷的理论计算值与实测值的相对误差均在１３％以内，完全满足于工程的需要，并在水平井中成功地实施了大型分流压裂作业。     

可捞式桥塞在水平井分段隔离压裂上的应用

针对国内各油田主要采用填砂+液体胶塞、限流法分段或合压裂工艺进行水平井分段压裂存在的问题,开展了机械桥塞隔离井筒试验。桥塞胶筒主要由内胶筒、端部接头、骨架心子、外胶筒组成。水平井机械隔离分段压裂管柱分为3类,分别是桥塞传送坐封、桥塞打捞和压裂管柱。坐封桥塞管柱结构为丝堵(单流阀)+液压释放工具+油管,桥塞打捞管柱结构为JAY型回收工具+液压扶正器+油管,压裂管柱结构为喷砂器+油管+封隔器+水力锚+油管+井口。2口井压裂施工数据和桥塞打捞作业中可看出桥塞没有漏失和移位现象,说明桥塞起到了良好的封堵隔离作用。     

疏松砂岩端部脱砂压裂技术研究与应用

针对YMX油田第三系油藏物性及地层出砂特点,研究并试验了端部脱砂压裂及配套技术。采用全三维压裂模拟技术优化压裂规模（裂缝长度在40m,最佳裂缝导流能力0．4～0．6μm^2·m）,应用转向剂控高技术有效控制缝高防止压穿水层;快速返排、地层预处理等配套技术有效保证压裂效果。现场试验4口井施工成功率100％,单井由3．6t／d增产到12．8t／d,有效期超过24个月,有效解决了油井单井产量低和地层出砂问题,对同类疏松砂岩储层改造技术的应用是一个很好的借鉴。     

压裂-砾石充填防砂管柱的研究与试验

低产出砂油井进行水力压裂改造后，在其生产过程中会发生油井出地层砂和压裂砂，造成油井卡泵，更为严重的会使油层裂缝在大量支撑剂吐出后发生裂缝闭合，使压裂效果受到很大影响。针对这一问题，研制出压裂－砾石充填防砂管柱，其原理是在压裂施工之前将具有砾石充填防砂管柱与压裂管柱双重作用的压裂－砾石充填防砂管柱下到井下油层段，在水力压裂施工的同时一次完成砾石充填防砂施工作业，同步实现油层改造和油井防砂的双重目的，并在现场试验中取得了成功。