川西地区低渗透气藏水平井完井优化设计技术

水平井完井技术对低渗透致密气藏产能发挥和开采动态的影响很大。通过完井方案优化,可以提高水平井完善程度、延缓边底水锥进、提高开发效果。针对川西地区低渗透致密气藏自然产能低、气水关系复杂、裂缝非均质性强、储层改造难度大等问题,在水平井渗流机理分析、井壁稳定性预测、产能评价等研究的基础上,结合现场试验,对气藏完井方案进行了优化并对施工关键技术进行了深入研究和总结。现场实践表明:①中浅层裂缝不发育的储层,采用衬管完井或者射孔完井,结合压裂改造能获得较好的开采效果;②中深层裂缝孔隙型储层,采用衬管完井结合酸化解堵,能最大限度地发挥裂缝对产能的贡献,川西地区中深层首口水平井新21-1H井衬管完井获得无阻流量203.415×104m3。     

元坝含硫气藏水平井完井方式适应性评价与优选

元坝长兴组气藏属于超深、高温、高压、高含硫等特点,储层非均质性强,气水关系复杂,完井安全性与经济性矛盾突出,其水平井完井方式应比常规气井更具较宽的适应性,以满足气井整个寿命周期的各种作业、生产及经济要求.在岩石强度测定等室内实验、酸化前后临界生产压差和单井产能模拟计算、YB103H等井现场试验基础上,通过完井方式对地质特征、地质力学特征、产能、气水关系、工程工艺风险和技术经济适应性评价,形成了元坝超深水平井完井方式优选方法和方案.研究表明,Ⅰ一Ⅱ类较多的礁相储层以衬管完井方式为主,不需要分段改造即能满足产能要求;对于部署在礁相,井眼方位与地层最大主应力夹角小于20°的水平井,采用裸眼完井降低完井投资;对于Ⅰ一Ⅱ类较少的叠合区、滩相储层,宜采用射孔完井,以便实施针对性储层改造;边底水较为发育区域,采用射孔完井并通过优化完井参数延缓边底水锥进.不同完井方法在不同类型储层进行了现场试验,元坝103H、元坝124-侧1、元坝10-侧1等试验井获得高产,实现了元坝超深水平井开发的突破.     

大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏水平井固井完井及改造方式优化探讨

大牛地气田下古生界水平井形成了以裸眼预置管柱多级管外封隔器完井,投球打滑套方式分段改造,以水力加砂压裂和胶凝酸酸压相结合进行大排量复合酸压,取得了初步成果。但由于裸眼预置管柱完井裂缝起裂位置不明确,投球打滑套分段压裂时滑套打开后酸液与储层接触面积大,酸液滤失严重,酸压改造体积有限。针对这些问题,开展了大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏水平井固井完井及改造方式论证,优化不同井身结构下固井完井管柱,优选不同完井管柱下分段改造方式。对马五5气层的一口水平井采用三级井身结构4 1/2"尾管悬挂固井完井,可钻桥塞分段改造方式进行大排量复合酸压。现场试验表明固井完井方式下选用合适的改造方式能满足大排量复合酸压的施工要求,水平井压后能取得较好的产量和较强的稳产能力,固井完井及优化的改造方式对大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏有较好的适用性。     

川西及川东北气田完井技术应用现状及展望

通过分析川西致密砂岩气藏及川东北碳酸盐岩气藏在完井工程所面临的技术难题,总结近年来的科研攻关成果和实践经验,获得了川西及川东北气田完井的技术思路.针对川西中浅层多层系、单井产能低、部分地区压裂施工难等问题,形成了多层压裂、低伤害大型压裂、定向射孔等中浅层压裂完井投产技术;针对川西深层裂缝性气藏勘探开发程度低导致完井存在较大风险以及裂缝性储层保护等问题,形成了裂缝性气藏动态完井与储层保护改造技术;针对川东北高温高压含腐蚀介质气藏,形成了以地面安全控制、射孔-酸化-测试联作、完井管柱优化为核心的高温高压含腐蚀介质气井完井测试技术.     

致密砂岩气藏水平井全通径分段压裂改造实践及认识

鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气藏开发前期,形成了以裸眼预置管柱管外封隔分段压裂为主的水平井改造模式,为气田快速有效建产提供了技术支撑。但在后期生产实践中,该技术逐渐暴露出多级滑套内径逐级递减,不能实现压后井筒全通径;憋压球不能全部返出,部分滞留井筒而影响后期二次改造等问题。针对这些问题,逐步开展了基于套管固井完井和裸眼封隔器完井的全通径分段压裂试验。实践表明,基于套管固井完井的全通径改造模式压后效果不理想,还需要进一步加强研究攻关。基于裸眼封隔器全通径完井及连续油管带底封分段压裂的改造模式,既具有裸眼完井泄气面积大,"甜点"自选等优点,又具有套管固井完井压后全通径的优点,利于后期排液采气和二次作业。通过不断完善配套技术,该工艺逐步趋于成熟,施工成功率达到98. 6%,初步形成了适用于鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气藏的水平井全通径改造模式,具有较好的推广应用价值。     

致密碳酸盐岩水平井分段酸压工艺技术

针对大牛地气田下古生界低渗致密碳酸盐岩气藏储层非均质性强、微裂缝发育、酸液滤失严重和直井酸压改造难以有效建产等问题,采用水平井裸眼完井、管外封隔分段压裂工具实施分段,并对孔隙型和裂缝-孔隙型储层分别优选低滤失的胶凝酸和黏弹性清洁转向酸或交联酸酸液体系进行分段酸压改造,从而降低了酸压施工风险,取得了显著的酸压增产效果,实现了该气田致密低渗碳酸盐岩气藏的经济有效开发,也为其它致密碳酸盐岩储层水平井的勘探开发提供了借鉴,值得推广应用.但鉴于水平井裸眼井段长、裂缝发育、酸液滤失量大、酸蚀裂缝短等问题,建议结合碳酸盐岩储层特征尝试采用套管固井来实施水平井的多级分段酸压改造.图2表参5     

水平井多级多缝加砂压裂技术研究与应用

川西低渗透气藏存在异常高压、储层品质差、气井控制半径小、产量递减快、气藏整体采收率低等问题,难动用储量占有较大的比例.直井开发效益差,无法实现效益开发.水平井分段压裂开发是低渗透气藏实现提高单井产能的重要手段.文章在水平井分段压裂适应性分析及人工裂缝参数优化的基础上,针对川西低渗透气藏工程地质特征,通过对工具改进和工艺的优化,创造性的将常规水平井分段压裂与限流压裂技术相结合,形成水平井多级多缝加砂压裂工艺.XS21-4H和XS21-11H井等14口井的现场试验对比结果分析表明,多级多缝压裂工艺在节约施工成本的同时,大大提高了加砂压裂改造效果,单井最高增产倍比达到6.7倍,经济效益显著,具有较好的现场推广价值.     

中国致密砂岩气藏勘探开发关键工程技术现状与展望

中国致密砂岩气藏具有低孔低渗、裂缝发育、局部超低含水饱和度、高毛管压力、地层压力异常、高损害潜力等工程地质特征。经过10多年持续攻关，已经形成了裂缝性致密砂岩气藏保护屏蔽暂堵技术系列、气体钻井及全过程欠平衡完井保护技术系列，成功试验了CO2泡沫压裂液体系、N2增能压裂液体系和低摩阻高黏度瓜胶有机硼冻胶压裂液大排量套管注入的大型压裂工艺。实践证明，贯彻储集层保护与改造并举的方针，实现全过程储集层保护是致密砂岩气藏及时发现、准确评价和经济开发的重要保证。建议加强致密砂岩岩石物理学基础研究，重视水平井及特殊工艺井的钻井及完井储集层保护配套技术应用，大力提高增产改造技术的适应性，形成针对不同类型致密砂岩气藏的配套技术系列。参42     

裂缝-孔隙型致密砂岩气藏水相圈闭损害模式

裂缝一孔隙型致密砂岩气藏具有低孔低渗、高毛管压力、裂缝发育、水湿性、高束缚水饱和度等地质特征.在钻井完井、增产改造及气藏开发过程中,滤液和边底水等侵入会导致气井近井地带舍水饱和度上升,气相渗透率下降,致使发生水相圈闭损害.针对裂缝-孔隙型致密砂岩气藏的地质特征,对裂缝-孔隙网络系统在钻井和开发过程中不同的水相圈闭损害模式进行了研究,探讨了基块和裂缝系统中工作液和边底水侵入导致水相圈闭损害的形成过程和损害机理,提出在钻井、完井、修井、增产改造及开采过程中.通过屏蔽暂堵及欠平衡等技术减少工作液侵入量、优化工作液、增大返排压差、减少界面张力、蒸发或加热降低含水饱和度以及排水采气、均衡开发等措施防治水相圈闭损害.     

可打捞滑套分段压裂技术在红河油田的应用

红河油田属于低孔特低渗油田,天然裂缝发育。前期开发主要以裸眼封隔器分段压裂工艺为主,钻扫球座工艺繁琐,二次改造施工困难。通过开展可打捞滑套分段压裂工艺试验,可以实现井筒全通径,为后期二次改造和段间干扰因素分析提供了技术支撑。介绍了可打捞工具管串结构、技术特点、施工工艺,并在HH37P32井进行了现场试验,现场试验表明,该压裂工艺能对水平井实施有效改造,可提高低渗透油藏的压裂效果。     

塔河油田水平井完井现状及重点区块完井对策

塔河油田水平井完井主要以闭式完井、开式完井和复合完井方式为主。介绍了该油田碳酸盐岩油藏和碎屑岩油藏完井技术现状。为了满足储层分段改造、分段找水堵水和控水稳油生产需求,以老井侧钻、顺9外围井区为例提出了分段完井对策及建议,分析了相关完井管柱的结构、特点及工艺原理,探索了一系列具有较强针对性和实用性的分段完井关键技术,藉此推进塔河油田高产和水平井分段完井技术的发展。     

水平井裸眼分段压裂完井技术在苏里格气田的应用

水平井裸眼分段压裂完井是改变低渗透油气田多井低产、转变发展方式、实现少井高产的重要手段。为了最大限度地提高苏里格气田低压、低渗透气藏的产量,苏里格气田采用了水平井裸眼分段压裂完井技术。截至目前,该气田已在15口水平井上应用了水平井裸眼分段压裂完井技术,完井后的产气量是周围常规酸化压裂邻井的5～10倍。介绍了水平井裸眼分段压裂完井管柱的结构、工作原理、技术特点以及配套工具的结构特征。以苏20-13-21H井为例,介绍了水平井裸眼分段压裂完井的设计原则、裂缝参数优化方法、压裂材料优选方法及分段压裂完井的工艺流程。     

华北油田水平井完井技术研究与应用

华北油田水平井钻完井工艺起步较晚,技术很不完善,完井方式单一,尚未形成适于不同类型油藏、不同岩性储层的最佳完井方式.为提高水平井完井工艺技术水平,华北油田针对不同复杂断块油藏的地质特征,完善配套了水平井造斜段注水泥+管外封隔器的分段筛管完井工艺、尾管悬挂+造斜段注水泥+管外封隔器的变孔密防砂筛管完井工艺、水力喷射均匀酸化管柱以及防落物管柱.先后在50多口水平井上得到应用,并取得了较好的经济效益.     

呼图壁储气库水平井完井技术的研究与应用

按照呼图壁储气库地质与气藏工程研究结果及注采气工程优化设计,决定对HUHWK2注采水平井采用射孔方式进行完井,以实现气井大排量注采与长期安全运行要求。由于呼图壁气田目前已处于开发后期,地层压力系数较低(0.46),对500长的水平段实施射孔及完井作业工艺复杂、周期长、储层保护难度大。根据储气库气井完井管柱结构特点,在对不同完井液的性能研究的基础上,对水平井完井工艺进行充分论证、优化,最后确定该井采用两趟管柱射孔、提枪、完井、投产施工工艺进行完井作业。2012年10月,该井成功应用于现场。     

川西深层完井方式的优选

川西坳陷上三叠统须家河组深层因其巨大的天然气资源而具有广阔的勘探前景，具有高温、高压的特点，但由于其成藏条件复杂，纵向上地层较为悬殊的压力体系较多，这给完井工艺提出了很高的要求。近年来须家河组完成的多口深井在完井工艺技术方面均存在一定问题，直接影响了川西深层气藏的储层评价和开采。为此，基于国内外高温高压气井完井工艺技术现状，结合须家河组气藏工程地质条件，分析了整个完井方式选择的难点，通过须家河组的气藏类型、储层特征、储层以上纵向地层特征及各种地质、工程措施要求等方面，优化了开发川西深层气藏所需的井身结构和完井方式，其中从生产过程中的井壁稳定性和出砂研究、复杂气水关系的处理以及井身结构的优化等方面进行了重点分析，并以此优选出其合理的完井方式，提出了合理的处理方案，为类似的气井完井提供了一定的参考。     

川西沙溪庙组高压气藏水平井固井技术

川西沙溪庙组中浅层气藏为致密砂岩气藏,直井采收率低,而井网密集,增产措施困难,采用水平井分段压裂技术可提高裂缝钻遇率和致密砂岩气藏采出范围。该构造水平井套管下入难度大、 套管居中度低、沙溪庙组钻井液密度高! 固井难度大。为此,通过合理的扶正器选型与安放设计、优选前置液组合、优化固井液流变参数等技术措施,2013年在川西完成沙溪庙组高压水平井固井25口,其中优质井15口、良好井8口、合格井2口,沙溪庙组高压水平气井固井质量优良率达到92%,固井质量满足了后期作业的要求。     

水平井裸眼选择性分段压裂完井技术及工具

为了最大限度地提高苏里格气田低压、低渗透气藏的产量,开展了低渗透气藏水平井裸眼选择性分段压裂工艺技术的研究与应用,由于完井方式的不同、井身轨迹弯曲和井眼尺寸等因素的限制,使得裸眼水平井与直井以及套管固井水平井的选择性压裂完井管串有很大区别。据此介绍了利用油管作为完井和压裂管串一趟下入裸眼水平段中,不需要下套管固井、射孔等作业,实现裸眼水平段选择性分段压裂工艺技术,并详细介绍了这种技术的管串结构、工艺原理、技术特点、配套工具以及现场的应用情况。研究与现场应用表明,采用这种技术与其他低渗透气藏压裂增产技术相比,开发效果更好,投入成本更低,经济效益显著。     

美国MultiFRAC技术在大位移水平井完井中的应用

MultiFRAC技术是美国Packer Plus Energy Services公司的专利产品,是一种裸眼尾管悬挂完井的工艺装置,经过大量现场应用证明,该完井装置可以有效用于大位移水平井、分支井的分段完井、措施改造和生产,非常适合致密性气藏的大位移复杂结构井的开发.国内于2008年至2009年引进该技术进行了10口气井现场试验,取得了较好效果.介绍了该工艺的管柱结构、工艺原理、现场试验应用以及技术优缺点,为其进一步应用提供了经验.     

我国水平井完井技术现状与发展建议

经过几十年的发展,我国各种岩性的油气藏都有水平井钻成,且采取的水平井完井方法多种多样。但是,我国的水平井完井技术尚有2个难点,即水平井如何均衡排液并提高开发效益、低渗透砂岩油气藏水平井如何进行多段压裂改造。详细介绍了我国底水油藏延缓和控制底水脊进的技术现状,现有技术有采水采气联合控制水气脊进、射孔井分段控水完井、裸眼井分段控水完井、水平井井下智能找堵水及分层开采完井、水平井均衡排液完井等。其中,均衡排液完井属于系列技术,包括变盲筛比例筛管控水完井、梯级筛管完井、梯级筛管与变盲筛比例筛管复合、中心控压控水完井等。分析介绍了低渗地层水平井分段压裂完井技术现状,该类技术包括水力喷射分段压裂、双卡上提压裂多段技术、分段环空压裂、液体胶塞隔离分段压裂、机械桥塞隔离分段压裂、水平井限流压裂等;研究了水平井分段压裂合理段数的设计,指出:应根据地层特点确定合理的分段压裂段数,以避免因裂缝间距太小相互干扰或因裂缝间距太大造成死油区很大。最后,针对我国水平井完井技术现状,预测了发展趋势,提出了发展建议。      

超深层高压气井可溶筛管清洁完井新工艺研究与应用

为应对超深层裂缝型砂岩储层常规完井工艺存在替液不充分、污染井筒等难题,研发了可溶筛管清洁完井新工艺技术,即在产层段配置可溶筛管+丢手短节。可溶筛管在完井替液时当油管使用,可替出射孔段下部的高密度压井液,保证替液的井筒清洁;在储层改造和生产期间,可溶筛管经酸液溶解可溶孔塞后当筛管使用,降低流体流动阻力。后期修井时,丢手短节通过压力剪切销钉,可实现分段打捞,具有降低打捞难度和缩短打捞周期的优势。通过对关键工具可溶筛管和丢手短节的承压、可溶孔塞溶解以及丢手短节销钉剪切的性能开展实验研究,验证了工具的可靠性。通过对常规完井管柱和可溶筛管完井管柱工艺特点对比,基于D304井现场应用发现可溶筛管清洁完井工艺在替液、高压气体流动、泄流面积、日产量等方面具有明显优势,且工艺简单,便于现场操作。该工艺已在库车山前超深层裂缝型砂岩储层高压气井中应用8井次,成功率100%,为同类型井完井工艺的选择提供重要参考。