扇面水力喷砂定向射孔压裂技术在煤层气井中的应用

煤储层具有低压、低渗、低饱和的特点,其力学特性具有杨氏模量较低,上下隔层应力差小,天然割理裂缝发育等特点。目前,煤层气井采用的射孔方式绝大多数为电缆射孔,压裂工艺采用大排量大规模活性水压裂,在压裂施工中不易控制裂缝形态,尤其是裂缝高度。为此,研发了扇面水力喷砂定向射孔压裂技术。该技术是集扇面定向射孔、压裂一体化技术。工艺目的是减小煤层裂缝的复杂形态,在煤层内易形成较长且简单的支撑裂缝以及起到储层防护的作用。该技术主要通过对喷枪水力参数的设计和水力试验,优化喷射器的结构参数,解决了喷砂器精确定位、定向射孔压裂和水力冲蚀等问题,并在现场顺利完成试验应用。压后排采效果比较明显。     

连续管定向喷砂射孔拖动压裂技术在煤层气水平井中的应用

随着我国对煤层气藏勘探开发不断深入,水平井及小曲率半径定向井型逐渐增多,综合治理方案要求更为精细,突显常规射孔压裂工艺的不适用性。为此,2017年在鄂尔多斯盆地东缘煤层气田首次成功实施了4口井51级连续油管定向喷砂射孔拖动压裂技术的现场试验,其由如下技术组成：①将连续油管带封隔器下放至预定位置,上提下放油管实现封隔器的解封与坐封,实现连续多级射孔压裂;②运用射孔的可定向性能,实现了射孔方向的选择并满足了改造方案要求;③通过连续油管喷砂射孔环空压裂,实现较大规模改造;④通过连续油管的精确定位,可对储层纵向上的多个薄互层进行灵活分层,进而达到精细压裂的目的。结论认为,该项技术的成功实施,达到既能实现定向射孔和连续作业,又能分段压裂、精细压裂和大规模改造的效果,为我国煤层气水平井多级分段改造提供了新的且行之有效的解决手段。     

定向射孔桥塞分段压裂技术在提高煤层气采收率中的应用

煤层气Ｕ形井作为提高煤层气采收率的有效方法,要达到工业开发的价值,均需进行压裂改造沟通
煤层割理裂隙系统。通过整合水力泵送桥塞分段、多级定向射孔技术,结合小型测试压裂对Ｘ号煤层压裂方案进
行了精细化优化设计,进行了嵌入式人工裂缝检测。研究表明,在煤层气Ｕ形井水平段进行向下定向射孔和分段
压裂,在煤层中建立了高导流能力支撑裂缝,沟通煤层割理裂隙通道,井组日产气效果良好,该技术适合低渗透性
松软煤层气藏开发。     

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。     

定向分簇射孔技术在煤层气水平井的应用

为满足煤层气水平井分段压裂改造及减少煤粉产出和支撑剂返吐的需要,创新设计解决了射孔器360°范围任意相位定向、簇间动态导电、簇间密封等难题,并优选射孔弹、优化射孔管串结构,形成了1套水平井电缆泵送定向分簇射孔技术,并在多个煤层气区块成功应用。应用效果表明,该技术定向准确、簇间射孔孔眼相位一致,在煤层气储层压裂增产改造、减少煤粉产出及支撑剂返吐、保证排采连续性等方面具有明显优势。     

水平井分段压裂射孔间距优化方法

为了使水平井分段压裂形成更为复杂的裂缝网络体系,提高油气井产量,以均质、各向同性的二维平面应变模型为基础,建立了人工裂缝诱导应力场数学模型,并结合诱导应力场中水平最大、最小主应力方向发生转向作为裂缝转向判断依据,形成了射孔间距优化方法。研究结果表明,随着裂缝间距的增大,诱导应力分量逐渐减小;裂缝间距一定时,在最小主应力方向附加的诱导应力比最大主应力方向附加的诱导应力大,两者之差呈现先增大后减小的变化趋势。对川西水平井射孔簇间距进行了优化,压裂后输气求产,与邻井选取较大射孔簇间距压裂求产对比,增产效果明显。该射孔间距优化方法对低渗透储层水平井分段压裂设计有一定的指导意义。      

水平井连续油管射孔分段压裂工艺

为提高梁8块低渗透储层的开发效果,在该区块沙四段部署了水平井梁8-平1井,对梁8-平1井进行井身轨迹和完井结构优化,应用了连续油管喷砂射孔及环空分段压裂工艺,提高了油藏的泄油面积.实施情况和应用效果表明,该井采用连续油管喷砂射孔、环空分段压裂工艺投产后,产能达到周围油井的5倍,井组控制储量得到有效开发,效果良好.连续油管喷砂射孔、分段压裂工艺实用性强,具有较好的应用前景.     

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。     

水平井分段射孔完井方案优化

针对水平井应用中水气脊进、完井和生产作业成本高、油井产量并非随射孔段长度线性增加等问题，综合考虑影响低渗透油气藏水平井开发效果的各项因素，基于大芦湖油田的地质资料，利用ECLIPSE油藏数值模拟软件，研究了水平井方位、水平生产井段长度和射孔位置、射孔段的长度与射孔段数的组合方案对油田开发指标的影响，进行了水平井分段射孔完井方案优化。研究结果表明，在大芦湖油田沙三段中亚段4^2小层部署1口水平井，将水平井的水平生产井段平均分成5段时，在完井初期采用同时射开趾部和跟部2段、中间3段避射的完井方式，累积采油量及采收率较高，可获得很好的开发效果，同时节约射孔完井和生产作业成本。     

煤层气水平井分段压裂裂缝参数优化设计

运用水平井分段压裂开采煤层气是单井增产的最新手段之一,其中人工裂缝参数设计是影响煤层气水平井压裂后投产效果的重要因素。通过数值模拟研究了沁水拗陷东翼中段区块压裂后单一指标变化下不同裂缝条数、裂缝长度、裂缝间距及导流能力对煤层气水平井产能的影响,采用正交试验法定量研究不同裂缝参数值对压裂水平井产能影响的主次顺序和显著程度,进而确定出研究区内煤层气水平井最佳的压裂裂缝参数组合,为目前处于起步阶段的煤层气水平井压裂优化设计提供参考。研究结果表明,煤层气水平井压裂裂缝条数保持2~3条,裂缝长度130~160 m,裂缝间距400~600 m,导流能力15~25 um2·cm,压裂效果和经济效益最理想。     

水力喷砂分段压裂工艺在U型煤层气井中的应用

YP1井组是由一口筛管水平井YP1和直井YP1V组成的U型煤层气井.根据筛管水平井井况及特点,优化了施工管柱、水力喷射压裂工具尺寸和喷嘴组合方式.为防止φ114.3 mm小直径筛管水平井压裂管柱砂卡,将拖动式水力喷射压裂工具与滑套式工具相组合,融合了二者施工工艺.水力喷砂射孔液体通过YP1V井排出,进一步减少水平井沉砂风险.顺利完成YP1井4个层段水力喷射分段压裂改造,共计加砂83 m3,压裂管柱成功上提出井.该U型井压裂施工前无产量,压后对YP1V井实施排水降压,随井底流压下降,产气量最高上升至636m3/d.     

易钻桥塞射孔联作技术在水平井分段压裂中的实践

四川盆地侏罗系沙溪庙组储层低孔低渗,使用常规改造手段很难获得工业油气流。为此,在G16H井首次开展了电缆带易钻式桥塞分段射孔加砂压裂联作试验,桥塞通过8 mm电缆下入,在水平段通过压裂车进行泵送,到达预定位置后地面给电信号进行坐封,同时桥塞与射孔枪丢手,上提射孔枪依次进行多簇射孔作业,每段分3~4簇射孔,坐封桥塞、射孔、加砂压裂作业最快可在12 h内完成。G16H井共分10段施工,压后利用?50.8 mm连续油管成功钻磨?114.3 mm套管用桥塞9只,钻磨完单只桥塞平均用时仅60 min左右。该井放喷测试获得了24.7 t/d的高产工业油气流。易钻桥塞射孔联作加砂压裂技术的成功实施,初步探索出针对该低孔低渗区块的一套有效储层改造技术手段,为下一步侏罗系沙溪庙组储层高效开发积累了宝贵的现场经验。     

水平井复合定向射孔技术在吉001井的应用

吉001井是新疆准葛尔盆地第一口套管完井,成功应用了水平井油管传输复合定向射孔技术。吉001井构造上位于吉木萨尔凹陷东斜坡中部,是吉7井区梧桐沟组上部署的一口勘探评价井,为避免常规聚能射孔相位不均匀、二次压实伤害、射孔的能量和穿深的限制等不利因素的影响,实施了水平井复合定向射孔新技术,技术应用的成功为以后实施复合定向射孔的推广和应用打下了基础。     

射孔水平井分段压裂起裂压力理论研究

综合考虑井筒内压、原始地应力分布、先压水力裂缝的诱导应力等因素,根据叠加原理及弹性力学理论,建立了射孔水平井分段压裂起裂压力计算模型,分析了初始及后续裂缝的起裂规律。研究结果表明,初始裂缝产生的诱导应力分布受裂缝间距影响。当初始裂缝缝长一定时,沿井筒方向诱导应力逐步降低,直至地应力场趋于原始地应力场;射孔水平井裂缝起裂受射孔方位角的影响,最佳射孔方位由井筒周围地应力分布决定;先压裂缝产生的诱导应力场会导致后续裂缝的起裂压力增大,这种影响会随着裂缝半缝长的增大而增强;半缝长一定时,起裂压力的增加幅度随着裂缝间距的增加递减。      

致密气藏压裂井定向射孔优化技术

目前，致密气藏压裂施工普遍存在破裂压力较高的难题。为了研究和解决这一问题，针对低渗致密砂岩气藏的特点，并结合川西南致密气藏压裂井存在的实际问题，在分析了影响川西南致密气藏压裂井压裂效果的主要因素的基础上，通过室内大尺寸真三轴模拟实验系统和FLAC3D 有限差分大型岩土数值模拟软件，研究了不同射孔方式和射孔方位、孔密、孔深及孔径对裂缝延伸和破裂压力的影响规律。根据室内实验和数值模拟结果，对川西南致密气藏压裂井进行了射孔优化，形成了最大主应力方向定向射孔、13~16 孔/m 中等孔密、大孔径和深穿透的优化射孔思路。现场应用结果表明，使用该思路进行压裂施工，能有效地降低地层破裂压力和提高产能。为致密砂岩气藏压裂改造提供了新型有效的技术手段，促进了致密砂岩气藏高效压裂技术的发展。     

清洁压裂液在煤层气井压裂中的应用

陕西省韩城市地区煤层气井的主要目的煤层底界与奥灰系含水层的距离不足10 m,为了提高单井增产改造的效果,并最大程度地降低对煤层的伤害,选用清洁压裂液进行该地区煤层压裂。针对该地区煤层特点,室内试验对清洁压裂液配方及破胶剂进行了优选,对优选配方的流变性、携砂能力、滤失控制能力、对煤层的伤害性进行了评价,介绍了其现场应用情况。使用清洁压裂液在该地区压裂3口井8层,施工成功率为100%,其摩阻仅为活性水摩阻的38%,压裂井的日产气量是活性水压裂井的一倍以上。室内试验及应用结果表明,清洁压裂液对煤层中的粘土有良好的防膨效果,能够降低粘土膨胀对煤层的伤害;抗剪切能力强,在较低粘度下就具有良好的携砂能力,压裂时排量的选择空间较大,能够形成长的支撑裂缝;摩阻较低,可以降低施工时的水马力;配制简单,用液量少,便于缺水地区使用。     

清洁压裂液在煤层气井压裂中的应用

清洁压裂液自1997年首次被斯伦贝谢公司研制出以来，已经在国内外油气井的压裂改造中取得了良好的效果。由于清洁压裂液易于彻底破胶、流变性好、携砂能力强，可以提高压裂规模且对地层伤害较小，中联煤层气有限责任公司在陕西省韩城地区选用清洁压裂液对煤层进行了压裂试验，共压裂3口井、8层煤层，施工成功率100%，并取得了良好的压裂效果，压完后的火把高度2～4 m，平均砂比均在30%以上，最高单层加砂68 m³，压后放喷液显示完全破胶（未添加任何破胶剂），放喷初期黏度一般低于10 mPa·s，放喷4 ｈ后黏度均低于5 mPa·s。此次清洁压裂液成功应用于煤层压裂改造在国内外尚属首次，为大规模改造煤层同时尽量降低煤层伤害提供了一条新的途径，文章对清洁压裂液及煤层特点所做的室内研究情况及现场应用情况进行了详细的介绍。     

水平井技术在煤层气分支井中的应用

基于沁水盆地南部晋城斜坡带郑庄区块结构特点以及力学特征,建议该区块进行煤层气开采时,比较适宜使用多分支水平井钻井工艺。对油井现场开采的实际情况进行分析可知:油层的水平段部分和分支段部分钻进时,建议使用近平衡钻井技术,钻井液的主要成分为清水,加快钻进的速度,煤储层在钻井液中浸泡的时间要尽量缩短,从而确保井壁的稳定性,尽可能的降低煤储层受到损伤而发生坍塌事故。     

分段完井技术在巴肯组页岩水平井多次压裂中的应用

北达科他州巴肯组页岩的完井技术复杂而多样。为了达到最佳采油效果,巴肯组地层需要用水平钻井方式,并且需要水力压裂进行增产处理。如果钻井方向适合纵向压裂处理,那么只需要一次压裂处理,多期压裂的分隔的问题就不会存在。如果应力方向不确定,或者钻井方向为横向的,那么多期压裂的隔离是一个非常重要的问题。过去几年里,为了达到巴肯组分级压裂隔离的最佳效果,工程师们试验了多种方法。我们对巴肯组成功的完井方式做了一次简要的回顾,确定了横向水力压裂完井成功程度最高的一种方法。这种分段方法可以根据井眼实际情况加以调整,以便压裂作业在油气显示最好的地方进行。使用可膨胀的套管外封隔器和砂球驱动的压裂套管可以产生隔离开的压裂段。在一次泵送中,进行了多次压裂作业,而这些作业是通过有选择地打开套筒从井口至井底的某一段来完成的。本文中,我们讨论了两口井的完井作业,希望从完井和开发的角度对这种概念提供正面的证据。     

试论水平井多级分段压裂完井技术的应用

通过分析水平井多级分段压裂技术在国内应用实例,根据现场施工总结工艺技术方法。为今后此技术在水平井中的开发利用提供技术上的支持。