页岩气井连续油管辅助压裂试气技术

针对页岩气井连续油管辅助压裂试气问题,本次研究首先对国内页岩气井压裂试气技术的现状进行简单分析,在此基础上,对页岩气井连续油管作业技术问题进行深入研究,为推动我国页岩气能源开发的进一步发展奠定基础。     

北美页岩气工厂化压裂技术

北美地区页岩气开发的成功,在全球范围内掀起一股页岩气勘探的热潮,北美从上世纪80年代开始页岩气的开发,积累了丰富的经验,进入21世纪,随着水平井钻井和大型多段压裂技术的进步,使页岩气获得商业价值.为了进一步降低开发成本,开发者把工厂的概念应用到页岩气的开发中,促进了工厂化压裂模式的形成北美开发实践表明,工厂化压裂可以缩短投产周期、降低采气成本、大幅提高压裂设备的利用率,减少设备动迁和安装,降低工人劳动强度.文章介绍了页岩气工厂化压裂的流程、组成部分和主要装备情况,并为国内开展此项技术提出了建议.     

威荣深层页岩气连续油管高压扫塞通井技术

目前深层页岩气井普遍采用可溶桥塞进行封隔以实现储层分段改造,受桥塞不溶解物、岩屑、地层出砂等因素影响,压裂后排液时还需进行连续油管带压扫塞通井以确保井筒清洁。威荣深层页岩气井压裂后连续油管扫塞通井面临井口压力高、沉砂、桥塞不溶物等工况,易导致卡钻、爆管等复杂情况,影响作业安全和时效。为解决上述问题,文章开展了连续油管高压扫塞通井难点分析、工具及管柱结构优化、工作液体系优化、连续油管扫塞及配套技术优化等方面的研究,形成了满足威荣深层页岩气井的连续油管高压扫塞通井关键技术和配套工艺措施。该技术在威荣区块现场应用10余井次,安全快速地实现了压裂后的井筒清洁,缩短了扫塞通井的时间,提高了扫塞通井作业效率,为威荣深层页岩气安全高效开发提供了技术支撑,可在类似深层页岩气井推广应用。     

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.     

四川页岩气井压裂用桥塞技术及泵送作业分析

泵送分簇射孔和分段压裂技术目前已广泛应用于页岩气、致密油气等非常规油气水平井开发中,其中桥塞暂时封堵技术是实现水平井分段压裂的关键技术之一。 文章基于分簇射孔与桥塞联作技术原理,重点阐述了在四川地区页岩气井分段压裂中所采用的桥塞技术,包括易钻复合桥塞、大通径免钻桥塞和可溶桥塞,总结分析
了三类桥塞的技术特点与优势。以目前四川盆地页岩气井采用的Φ139.7mm套管（内径114.3）为例,模拟计算并分析了桥塞外径分别为100mm,105mm和110mm时,与泵送排量、液体对管串冲击力的关系,最后提出了选择合适桥塞以实现泵送作业安全的相关建议。     

用连续油管替代修井设备对多层压裂水平井完井

介绍了中阿尔伯塔气田用连续油管进行多层水力压裂增产作业的水平井完井的一个实例,讨论了完井方案的设计,包括风险分析和应变设计,同时讨论了在一次起下钻作业中,完成坐封桥塞以封隔下部井段,而在另一井段进行射孔作业的下部钻具组合。     

连续油管径向水平井压裂技术研究

一、径向水平井压裂技术原理水力喷射压裂技术是先用连续油管输送小钻头在油水层部位的套管上开窗,然后使用带喷嘴的软管,根据伯努利方程,将高压泵泵入液体的压能转变为喷嘴处液体的动能,利用高速流出的液体进行破岩．在油水层中的不同方向上钻出多个直径达20-40mm、长度最长为100m左右的小井眼,然后在这些小井眼中进行水力压裂,从而增加原井的泄流半径．     

页岩气体积压裂水平井试井解释新模型

体积压裂已经成为非常规油气藏有效开发的关键,建立能够表征复杂裂缝网络的试井解释模型非常重要。考虑体积压裂形成的复杂裂缝网络,基于正交缝网假设,建立了体积压裂水平井试井解释新模型。运用Laplace变换获得了模型的解析解,利用数值模拟在验证解析解准确性的基础上,分析了缝网参数对试井典型曲线特征的影响规律。结果表明:所建立的解析模型能够准确表征复杂裂缝网络,其计算结果准确,适用于体积压裂水平井试井解释;体积压裂水平井一般出现5个主要的流动阶段,分别是井筒储集、人工裂缝线性流、次生裂缝-人工裂缝窜流、基质线性流和边界控制流阶段;缝网参数对试井典型曲线特征的影响较大,而且不同缝网参数影响不同流动阶段。     

在一次起下作业中用连续油管分层压裂

连续油管压裂技术可以替代传统的可回收式桥塞隔离技术对新井进行施工,而且也可对老井进行修复。如今,我们只需更少的投入,即可在更短的时间内完成井的预处理,压裂及投产,此外,以前由于套管老化或尺寸过小而不能进行增产作业的地层,现在也可作为连续油管压裂的施工对象。     

复杂页岩气井无限级砂塞分段压裂先导性试验

滇黔北昭通页岩气示范区YSA井钻遇断层且存在3个水平井眼,考虑到压裂过程中可能产生套管变形等复杂问题,不宜采用常规的桥塞分段工艺,因此开展了连续油管无限级砂塞分段工艺进行分段压裂。该工艺分段数不受井筒条件限制,分段方式以砂塞封隔分段代替了常规的桥塞分段,配套的新型工具只需起下1次连续油管就能完成单段的冲砂、填砂和多簇喷砂射孔作业,整个施工过程中井筒全通径,能有效应对页岩气井套管变形对压裂施工的影响。YSA井在发生套管变形的情况下完成了13级分段压裂,解决了由于套管变形而无法使用桥塞分段的难题,压后测试产量达11.3×104 m3/d,增产效果显著。该工艺的成功应用为我国页岩气井提供了一种新的分段改造手段。     

页岩气水平井压裂连续管滑套开关工具的研制

页岩气井可通过电缆射孔与机械封隔器层间封隔,通过依次投球,打开压裂滑套,实现多级压裂改造。但是该技术需要下球座投球封堵影响到采油通道的直径,且下入开关工具的时候均需要精确定位,无法很好满足目前页岩气井压裂的发展需求。为此,通过工艺分析,研制了液压式滑套开关工具来配合固井水泥+开关滑套多段压裂技术使用,并对此液压开关工具进行了三维设计,结构有限元分析和流动分析,验证了该工具结构的合理性。试验测试结果表明,该工具可在较小压力下实现滑套的打开和关闭,其设计原理正确,技术性能可靠,现场操作方便,开启关闭滑套的成功率高。     

连续油管喷砂射孔技术在页岩气井的应用

为了避免复合桥塞分级技术在页岩气井等复杂工矿开采中出现的桥塞下放不到位、常规磨鞋不能通过变形点、电缆断裂、卡钻等风险,采用连续油管喷砂射孔技术与缝内暂堵相结合代替传统桥塞—射孔技术。介绍了水力喷射原理、喷嘴水力学参数的设计以及连续油管喷砂射孔施工配套技术的优化措施。采用连续油管喷砂射孔技术对昭通地区一口页岩气井进行了分段改造,结果表明,该技术在页岩气储层改造中的应用可行且高效,具有能够实现灵活分层、不受井筒变形限制、施工后井筒清洁和便于后期修井作业等特点。     

国产CT100连续油管在页岩气井储层改造中的应用

为了验证国产CT100级连续油管在页岩气井储层改造中的使用效果,结合某页岩气水平开发井(简称A井)的井况和现场应用情况,对国产CT100级连续油管在高温、高压环境施工的要点及关键技术等进行了试验和研究。结果表明:国产CT100级连续油管在高温、高压环境下的强适应性可保障页岩气井储层改造成功;该卷国产CT100级连续油管在A井和邻井的高温、高压的环境中累计安全起下油管60次,其中包括通井作业17次,下桥塞作业2次,射孔41次,充分验证了国产油管过硬的品质。     

连续油管技术在页岩气勘探开发中应用前景

页岩气存在于盆地沉积层中,由于聚集机理特殊,不能用常规方法开采。连续油管技术具有许多优点,已在钻井、压裂、冲砂等领域得到应用。在页岩气开采中采用连续油管技术,即,欠平衡钻井、水平井拖动酸化、压裂等,将使这些能源具有开发价值。美国的开发实践也证明了该技术的可行性,我国应加强连续油管设备研究及在页岩气勘探开发中的应用研究。     

直井多层段连续油管逐层填砂压裂工艺探索

近年来，连续油管压裂技术作为一种新型的增产改造工艺已逐渐服务于油气田。受连续油管管串、工具、液体体系等技术限制，连续油管用于加砂压裂作业应用还很有限。结合国内引进大尺寸连续油管以及储备与发展连续油管压裂技术的情况，避开国外跨式封隔器分层压裂与射流压裂的技术与经济限制，探索在国内现有的技术条件下采用连续油管带单个封隔器对直井、已射孔、多层段实施逐层填砂压裂作业的可行性，初步提出了连续油管逐层填砂压裂的工艺流程思路与关键技术要求。     

低压低产气井连续油管冲砂试验及分析

长庆气田部分气井出现不同程度的井底积砂现象,对气井的正常生产和后期测试产生了一定影响。针对这种情况,提出了采用连续油管高黏度液体携砂、氮气循环顶替欠平衡注入段塞式冲砂技术。经榆林、苏里格气田现场3口井试验,冲砂作业时间短,对储层伤害小,为低压、低产气井冲砂作业提供了一种新途径。     

气井不动管柱四层分层压裂技术在包16井的试验应用

四川须家河储层物性差、纵向上含气层系多,层间跨距变化大,单层产能低,为实现纵向上各气层的均衡改造,提高单井产量,降低作业周期和成本,开展了不动管柱四层分层压裂技术,在包16井取得成功应用,突破了以往封隔器分层最多三层的限制,具有广阔的推广应用价值。     

涪陵页岩气田连续油管生产效果评价

连续油管作为采气管柱在涪陵页岩气田的应用越来越广泛,其规格主要有?50.8 mm×4.45 mm和?38.1 mm×3.68 mm两种,不同页岩气井连续油管的生产效果存在差异。为分析存在差异的原因、提高连续油管在页岩气井的应用效果,基于现场应用情况,从页岩气井携液效果、井筒压耗、气井稳产能力等3方面,开展了连续油管生产效果评价,分析了连续油管直径、下入深度和下入时机对连续油管生产效果的影响。结果表明:相比于?60.3 mm×4.83 mm普通油管,采用?50.8 mm×4.45 mm连续油管生产,临界携液气量能够降低38%;水气比对连续油管生产效果影响较大,水气比越大,连续油管直径、下入深度对井筒压耗和气井稳产时间的影响越显著;对于水气比0～1.5 m3/104m3的页岩气井,越早下入?50.8 mm×4.45 mm连续油管,自喷稳产期越长,自喷生产阶段的累计产气量越高。研究结果表明,低水气比页岩气井下入连续油管可实现连续稳定生产。研究结果对于提高连续油管在涪陵页岩气田的应用效果具有指导作用。      

川渝地区页岩气专用连续管作业机的研制

现有的连续管作业机中,超过?50.8 mm-5 000 m的作业机均为拖装结构,受山区多陡坡、急转弯等道路条件限制,底盘动力和转弯半径等不满足要求;同时,研制的?50.8 mm-6000 m连续管作业机作业时须两车并排放置,操作员只能依靠摄像头监测滚筒排管情况,不符合作业习惯。为此,研制了两车一橇结构的车载式连续管作业机。该作业机采用主车+辅车+操作橇的结构形式,将控制室、控制室软管滚筒和发电机等部件安装在一个可升降的运输橇中,形成操作橇,作业机主车底盘安装连续管滚筒处采用框架式结构,可实现滚筒下沉1.05 m,确保滚筒具有?50.8 mm-6 000 m连续管的缠绕能力。现场应用结果表明,该作业机可实现通井作业,最大下井深度达5 075 m,满足川渝地区页岩气井的各类作业要求。     

50.8mm连续油管作速度管串在天然气井的应用

随着气井进入开采后期,地层能量有限,气水同产井和井筒内原有生产管串等因素的影响,严重制约着气井的后期生产,常规的压井修井作业会导致该井被压死而停产。为充分挖掘老井潜能,降低风险程度,使用连续油管作速度生产管串,减少气液滑脱损失。分析了国内首次使用50.8mm连续油管在作速度管串时的计算依据、现场作业配置和作业效果。这一新工艺已逐步成为现场气井改造的发展方向。