三塘湖油田水平井压裂工艺技术优化研究与实施

三塘湖油田致密油及火山岩区块,前期直井压裂增产低,稳产期短,经过开展马56致密油区块及牛东火山岩水平井分段压裂工艺技术研究,通过应用水平井加多段压裂,实现了致密油和火山岩储量的有效动用,取得了明显效果,初步形成了以速钻桥塞+分簇射孔为分段手段,采用滑溜水+低浓度瓜胶压裂液的复合压裂工艺,提高单井产量。     

水平井多段压裂技术在大庆油田的发展与应用

水平井已成为高效开发油气的重要技术手段,大庆油田在上世纪90年代就开始了对水平井压裂技术的攻关研究,从笼统压裂到分段压裂再到多段、大规模体积压裂,压裂理念不断进步、工艺水平不断提高。近年来,围绕低渗透难采储量以及非常规致密储层的经济有效动用,逐步发展形成了双封单卡分段压裂、复合桥塞多簇射孔分段压裂、连续油管水力喷射环空加砂压裂技术。本文阐述了大庆油田水平井压裂技术发展现状,着重介绍了目前应用的三项水平井主体压裂技术,并对今后大庆油田水平井压裂技术发展方向进行了展望。     

多级分簇射孔桥塞联作技术应用分析

目前我国的油田开发和勘探已经进入了中后期,油田勘探和开发的重点已经转向了致密油,但是致密油的开发和勘探难度比较大,需要使用大规模压裂改造技术,通过分段压裂技术能够有效的提升致密油的单井产量。在分段大规模压裂技术中多级分簇射孔桥塞联作技术是其中的关键所在。     

水平井裸眼分段压裂工艺在大港油田的应用

针对大港油田中深部低孔低渗致密岩性储层,主要完井技术需升级改造,目前针对低渗透储层主要采用大斜度井、水平井分段压裂完井工艺,主要包括:喷砂射孔分段压裂完井、TAP LITE固井滑套分段压裂完井、电缆桥塞多簇射孔分段压裂完井、Opti-packer连续油管无限级滑套分段压裂完井。通过水平井分段压裂完井工艺现场应用实践,取得了较好的实施效果。引进与自主并存的先进技术实施提升了大港油田特殊工艺井完井的整体技术水平,但有些工艺技术的适应性还有待提高。本文针对水平井裸眼分段压裂完井工艺展开研究并进行了现场应用。     

LF区块煤层气水平井压裂工艺优选及应用

水平井分段压裂是煤层气井实现产量突破的关键技术,而结合煤层地质实际,如何选择优化分段压裂工艺技术体系是提高煤层气井产量的关键技术。在LF区块不同的水平井分段压裂施工中,先后遇到水平段套管变形、煤层剧烈吐砂垮塌、管柱砂埋、钻塞失败等复杂情况,因此通过对水平井水力喷射、定向射孔、泵送桥塞、可溶球复合桥塞等分段压裂工艺体系的不断优化和试用,成功优选出一套适应LF区块煤层特点的水平井分段压裂工艺,并在一批新的煤层气水平井中实现成熟应用。     

环空压裂技术在低渗透致密油藏的应用

近年来,随着低渗透致密油藏水平井的大规模开发,水力喷砂射孔压裂技术得到了广泛的应用,单井施工周期得到了有效的缩短,单井产量大幅度提高,但是该项技术在应用过程中,存在喷嘴寿命短、流量较低,而且仅靠单一裂缝很难取得预期的改造效果的问题,如何解决这一难点成为水平井压裂技术发展的关键,根据体积压裂技术原理,提出分簇多段压裂思路,有效的解决了这一难点,为低渗透致密油藏水平井的大规模开发提供了技术支撑。     

泵送桥塞射孔联作关键控制点及常见问题

目前页岩气藏开发已成为油气勘探的重点,对页岩气藏来说,由于储层低渗透率特性和特殊的油气赋存方式,采用水平井分段、多簇泵送桥塞射孔联作技术和压裂工艺结合,可有效提高单井产能。根据工艺特点,通过建立分析模型,确定了注脂密封压力、联作管串质量与长度、泵送排量等关键控制点。结合常见的桥塞座封不丢手、桥塞泵脱、连续油管射孔意外丢手等问题,制定了相应防范措施和解决方案,通过JY1HF井施工得以验证,为今后同类井施工提供了借鉴和参考。     

大庆油田水平井复合桥塞钻磨工艺技术研究与应用

超长水平井分段大规模压裂改造技术采用复合桥塞分段封堵、压裂后需将套管内多级承压复合桥塞钻磨掉才能进行全井排液求产。水平井钻磨桥塞难度大,选用的钻具受到限制。水平井钻磨桥塞时钻具、钻头的选择,泵压、排量、钻压的控制,井口防喷及管柱防倒转、防上顶措施等是关键。各个环节的精心设计和施工过程的严格控制是有效钻磨桥塞的基础。高效钻磨承压复合桥塞,由于层间压力不同桥塞钻通后上窜力不同,实现一趟钻具钻磨多级复合桥塞具有很大的技术难度。采用螺杆钻具底部带五刃磨鞋钻磨水平井多级承压复合桥塞在大庆水平井钻塞中应用成功。通过实例进行分析,为今后螺杆钻具在超长多段水平井压后钻磨多级复合桥塞积累了技术和经验。     

连续油管钻塞技术的研究与应用

大庆外围特低渗透油田和致密油区块的增产,主要以大排量、大规模的体积压裂和缝网压裂为主,工具上采用电缆泵送桥塞套管压裂,压裂后需要钻除井内桥塞,实现套管全通径生产。钻磨桥塞是解决水平井分段压裂后续问题的关键技术,常规钻铣工艺通过普通油管加钻铣工具来实现,但存在工具下入困难、施工周期长等问题。为此,开展连续管磨钻工艺技术研究,该技术通过水力液压动力带动磨鞋高速旋转,对井内桥塞进行钻磨,磨铣成细小碎屑返出,使井筒畅通,以方便进一步的返排和生产作业。现场试验表明,连续油管连接钻磨工具易下入水平井段,可实现边钻磨边冲洗连续施工,具有带压作业,施工周期短及效率高等优势。     

分簇式射孔技术在页岩气井的应用

随着国内页岩气井的开发,施工方式多采用泵送电缆射孔＋桥塞分段压裂。射孔方式采用非常规分蔟式射孔技术,施工过程为射孔后分段压裂：即在每一级压裂井段中采用多点射孔的方式,采用复合压裂桥塞（空心桥塞）投球压裂。本文对此技术做了简单介绍,并通过实例说明施工中主要注意事项。     

页岩气水平井水力压裂技术

中国的页岩气资源量非常丰富,但页岩气的开发起步比较晚,目前还处于最初阶段。本文详细的介绍了页岩气压裂改造机理,以及目前页岩气开发中常用水平井压裂工艺的原理和主要做法,包括水平井复合桥塞多段分簇压裂技术、连续油管水力喷射分段压裂技术、水平井多井同步体积压裂技术,通过对各种工艺详细分析,在页岩气开发上又取得了一些新的认识。     

致密油水平井甜点体积压裂技术探索及实践

某油田致密砂岩油气富集,开发潜力大,但储层致密、压力系数低、天然裂缝不发育、砂体跨度大,储层改造面临裂缝启裂难、裂缝复杂程度低、加砂难度大、施工成本高及稳产难度大等问题。针对油藏地质特征及储层改造难点,试验应用水平井甜点体积压裂技术,通过水平段甜点识别、段内小缝间距分簇射孔速钻桥塞分段压裂、连续油管环空加砂压裂及高排量多液性段塞式注入相结合,保证裂缝高效起裂延展;组合应用大砂量加砂工艺与大液量缔合压裂液体系,在改善裂缝纵向及远端支撑剂铺置效果、提高裂缝导流能力的同时,实现地层增能蓄能;配合工厂化压裂作业施工,提高压裂效率、降低储层改造费用;同时择机注水补能,确保水平井投产长期有效。目前该项技术已在我厂致密油区块全面推广应用,累计在3个区块实施20口水平井,改造后水平井增产稳产效果显著提升,有效推动了我厂致密油区块整体高效开发和规模效益动用。     

东濮陆相致密油储层压裂扩展规律模拟实验

东濮濮卫致密油储层属致密低渗砂岩储层,利用整合的桥塞分段、多簇射孔和近井筒转向的段内转向压裂技术可使改造程度最大化,但段内转向压裂能否压开多簇射孔段,目前的裂缝监测手段虽定量分析,但误差较大。为验证储层裂缝延伸和暂堵机理,应用大尺寸真三轴模拟压裂实验装置,进行了真三轴模拟压裂室内实验,分析一次压裂和二次暂堵压裂后的裂缝扩展规律。实验结果显示:一次压裂后裂缝从射孔处直接沿最大主应力方向起裂并扩展;加入暂堵剂二次压裂后形成了双翼缝,与一次压裂形成的裂缝有较大夹角,接近90℃,即暂堵后转向效果明显;一次压裂和暂堵压裂的破裂压力差值为10MPa,大于东濮陆相储层多簇射孔压裂改造过程中的簇间破裂压力差值(4～8 MPa),因此东濮陆相储层多簇射孔段内暂堵压裂具备施工条件。     

分段多簇压裂技术在低渗透油田的应用研究

鄂尔多斯盆地具有丰富的致密油资源,渗透率小于1×10~(-3)μm~2的储量占52.56%。利用水平井开发并进行分段多簇压裂是长庆油田动用这部分储量的关键。本文以盆地内典型致密油藏华庆油田长63储层为研究对象,建立了区块的特征模型。在所建模型的基础上,分析7种单因素(水平段长度、压裂缝段数和段间距、段内多簇缝的簇数和簇间距、压裂缝的缝长和导流能力)对压裂效果的影响规律。最后,利用实际生产数据和数值模拟两种方法,分析对比分段压裂和分段多簇压裂两种水平井改造工艺的增产效果。并进一步解释分段多簇压裂施工时存在的多簇缝不能同时起裂现象。     

沁水煤田余吾井田地面瓦斯高效抽采新思路

基于余吾井田3号煤层地面瓦斯抽采工艺技术单一、效果欠佳的现状,通过分析该井田煤层气地质条件及低产原因分析,提出了采用紧邻煤层的顶板水平井分段压裂的新思路。采用水平井精确地质导向钻井技术实现对井眼轨迹的精细控制,采用垂直向下定向射孔+泵送桥塞分段压裂技术实现大排量、大规模、高砂比的储层增产改造。通过产能模拟结果表明,该工艺可实现对水平井控制区域内煤层瓦斯的高效抽采,该成果可对该区地面瓦斯提前抽采提供理论依据和技术借鉴。     

连续油管喷砂射孔分段压裂新技术在水平井中的应用

随着我国逐步对致密油气藏、页岩气藏等非常规油气藏实施勘探开发,压裂增产技术也逐步呈现水平井大规模、分段压裂的趋势。连续油管带封隔器套管分级压裂技术是目前国内外较新研发的一种既能实现大规模改造,又能达到精细压裂的一种新型分级压裂技术。这一技术通过连续油管结合带封隔器的喷射工具,利用封隔器的多次上提下放坐封解封达到不限次数多级压裂的目的;通过连续油管喷砂射孔、套管进行主压裂,可实现较大规模改造,又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。为此,详细阐述了连续油管带封隔器环空分级压裂的工艺技术特点以及这一技术在中石化华北分公司渭北油田现场应用情况。事实证明,该工艺作业周期短、分层灵活精细、封隔可靠且施工后井筒清洁,可直接多层测试投产的新型压裂技术。为我国致密油气藏、页岩气藏的多级分段改造提供了新的且行之有效的解决手段。     

高承压复合桥塞的研制与应用

复合材料桥塞在页岩气水平井分段压裂施工中广泛应用,目前国内外复合桥塞主流产品工作压力为7 0M P a,工作温度1 5 0℃。随着页岩气开发由浅中层向深层发展,复合桥塞作为分段工艺中封堵井筒的关键工具急需进一步提升承压能力与易钻性能。本文针对上述问题提出了复合材料、桥塞铸铁卡瓦、卡瓦环、背圈、胶筒等零部件的优化方案,研制出了江汉高承压复合桥塞并进行了推广应用,应用效果良好。     

水平井不动管柱水力喷射分段压裂完井工艺的研究与应用

大港油田目前针对低渗透储层主要采用大斜度井、水平井分段压裂完井工艺,主要包括:水力喷砂射孔分段压裂完井、套管固井滑套分段压裂完井、多簇射孔分段压裂完井、Opti-packer连续油管无限级滑套分段压裂完井。通过水平井分段压裂完井工艺现场应用实践,取得了较好的实施效果。引进的先进技术实施提升了大港油田特殊工艺井完井的整体技术水平,但有些工艺技术的适应性还有待提高。本文针对水平井不动管柱水力喷射分段压裂完井工艺展开研究并进行了现场应用。     

油田低产低效井酸化增产酸液体系配方

为解决低渗储层长水平段水平井分段压裂工艺技术问题,以鄂尔多斯盆地东缘某油田为实例,通过实验分析了山西组储层敏感性,基于岩石力学参数分析了储层闭合压力梯度。研究表明:山西组储层具有中等偏强水敏损害,闭合压力梯度为0.019 8 MPa·m~(-1)。以M-1水平井为例设计了10段压裂工艺,采用套管射孔和可钻复合桥塞实现分段压裂,优化低浓度瓜胶压裂液体系,其具有悬砂能力强、耐温抗剪切性能好、储层保护性能好的优点。利用三维压裂软件模拟,人工裂缝缝长60.8 m、支撑缝长55.8 m,反映出压裂过程造缝能力较强、裂缝延伸距离较远,达到了水平井分段压裂设计目的。     

延长油气田储层改造技术研究

延长油田油区横跨鄂尔多斯盆地陕北斜坡、渭北隆起和天环拗陷三大地质构造单元,其中,陕北斜坡带为其主要勘探开发区域。油藏发育有侏罗系延安组和三叠系延长组,其中延长组属特低渗岩性油藏。当前,水平井分段压裂开发超低渗油藏已成为提高油田储量动用程度和改善开发效果的重要手段。经过近几年不断发展,延长石油在水平井分段压裂技术领域取得了技术突破,建立起比较完整的水平井分段压裂技术与井网优化设计方法,形成了水平井双封单卡分段压裂技术、封隔器滑套分段压裂技术、连续油管拖动压裂、水力喷砂分段压裂技术、套管水平井泵送桥塞射孔联作分段压裂工艺等主体技术。