大斜度井偏心双管高压分注工艺技术

张店油田主要以大斜度注水井为主,受井斜、压力、水质等因素的影响,大斜度井分层注水钢丝投捞测试的问题日益突出。现有工艺技术在大斜度井分注中效果不理想,严重制约了大斜度井的细分注水,为此,开展了大斜度井偏心双管高压分注工艺技术研究。通过管柱组配后,偏心配水器可下在直井段或井斜较小的位置,常规的钢丝投捞就能满足测试调配的需要,不会受到高压和井斜的影响,同时管柱避免了沉积机杂、水垢等堵塞工具和管柱的问题,解决了大斜度井投捞测试的难题。     

曲104块大斜度井钻井技术实践

介绍了临盘地区曲１０４块２０多口大斜度井钻井施工情况。总结分析了曲１０４块大斜度井直井段、造斜段、稳斜段井眼轨迹控制技术要点以及井下安全钻井措施。     

库车山前大斜度小井眼试油完井工艺技术

库车山前储层具有埋藏深、温度高、压力高的特点,恶劣的井筒条件给试油完井带来了极大的挑战。近年来,由于地质工程及地表条件的限制,一批超深、大斜度井开始部署,大斜度井通井管柱、射孔管柱、测试管柱、完井管柱受井斜限制,与常规直井相比井筒条件更加复杂。同时,大斜度井压裂时存在弯曲摩阻大,施工压力高等难点。文章从上述难点出发,介绍了目前库车山前首口大斜度井试油完井工艺及其配套技术,通过施工表明配套工艺能够满足大斜度井试油完井、提产的需要,为后期库车山前大斜度井的试油完井技术提供了有利的技术支撑。     

大斜度井泥页岩井壁稳定的力学分析

大斜度井泥页岩的井壁稳定对油气井的正常钻井十分重要。从岩石力学的角度出发，根据地壳岩石的特性建立了各向同性的线弹性力学模型，并用莫尔库仑强度准则对井壁失稳进行了分析。对油田的实际资料进行计算表明，井壁坍塌压力与井斜度和井斜方位角有关。井壁坍塌压力随井斜角与井斜方位角的变化规律主要由地层的原地应力状态决定。对于我国的大部分油田，直井的坍塌压力比大斜度井大。     

水力压裂多裂缝起裂模拟实验与分析

对于石炭系天然裂缝性油气藏或某些砂岩油气藏,在水力压裂过程中容易产生近井或远井的多裂缝,造成低砂比砂堵、施工压力升高等现象。为探索多裂缝的起裂机理,该实验采用真三轴模拟试验系统,分别模拟了井斜 、天然微裂缝、水平地应力差等因素对多裂缝形成、裂缝延伸轨迹的影响。实验表明,射孔排的位置对裂缝的起裂位置、转向角度大小有支配作用;裂缝内压力大,或者水平应力差小,则裂缝转向慢,转向半径大;应力差大则形成多裂缝的可能性增大;井斜增大,则形成多裂缝的可能性增大;天然裂缝的产状对多裂缝的形成有支配作用;天然裂缝在裂缝延伸过程中的四种作用包括横穿、顺从、先顺从后变向、造成多裂缝等;多裂缝延伸压力异常。该实验的结果对于研究多裂缝的形成机理有重要的参考意义。     

河南油田张店易斜地层大斜度井张3103井的设计与施工

介绍了河南油田张店易斜地层大斜度井张3103井的地质设计与工程设计情况,给出了施工中的难点,介绍了直井段,造斜、调整方位段及稳斜段的井眼轨迹控制方法。针对张3103井为大斜度双靶定向井存在的井壁稳定、井眼净化等问题,二开后选用聚合物润滑防塌泥浆体系。最后介绍了张3103井安全钻进的技术措施。     

钻大斜度井时直井钻井液的维护处理工艺

直井钻井液在现场应用中钻成了一口大斜度井,最大井斜超过71°,直井钻井液性能在大斜度井中经受了考验。本文对此次钻井液的现场维护处理进行了总结,分析了大斜度井对钻井液的特殊要求与本井的实际情况。     

低渗裂缝型气藏斜井压裂技术研究

中原油田户部寨气田是一个低渗致密裂缝型砂岩气藏，生产井多为斜井，投产需要进行压裂改造，前期效果不理想的原因是气藏的天然裂缝和斜井压裂中产生的人工多裂缝的双重作用会造成支撑缝长、裂缝宽度和导流能力降低，易使支撑剂过早发生桥塞，产生砂堵，从而影响压裂效果。以往压裂施工中为消除多裂缝的影响采取的主要措施是前置液加入大量的粉砂，但对裂缝导流能力有不利影响，使得压裂效果较差。为此，分析了斜井压裂多裂缝产生的原因，集成应用避射、射孔优化、支撑剂段塞、变排量、变黏度施工等技术，有效地降低了大斜度井压裂所产生的弯曲摩阻，控制了裂缝条数，同时又实现了大斜度井压裂不加粉砂和环空注入方式的突破，简化了压后作业程序，并以部1-14井大斜度定向井压裂施工为例进行了压裂效果分析，取得了好的成果。     

提高大斜度水井分注有效率工艺实验

中原油田采油六厂注水井具有造斜点高、斜度大和分注井段斜度大且长的特点,在大斜度水井分注中,应用Y241—114+Y111—114组合式封隔器,配套水力锚、油管补偿器等工具,能够解决大斜度井分层注水中管柱伸缩蠕动、提前解封失效等一系列问题,从而提高卡封分注成功率.通过井斜对卡封管柱长度的影响和对坐封效果的影响的分析,以及允许通过井下设备的最大长度的理论计算,进行了大斜度水井卡封分注工艺技术完善.为延长分注有效期进行降压增注,现场施工时下酸化分注一体管柱,封隔器校深坐封后,按酸化施工设计实施酸化工艺,酸化后若封隔器有效则直接注水,以降低分注后注水压力,延长分注有效期.     

多分支垂直裂缝井不稳定渗流分析

针对塔里木油田库车前陆盆地砂岩地层发育大量高倾角裂缝等特征,建立双孔介质油藏多分支垂直裂缝井渗流数学模型.对模型进行数值求解,绘制并分析裂缝参数对压力动态典型曲线的影响.结果表明:流体在多裂缝系统的流动特征与裂缝分布有关,裂缝的分支数、长度、导流能力等均为影响该类油藏试井曲线形态的因素.由于地层中裂缝的发育,使得其压力响应特征曲线与一般的双孔油藏响应特征曲线有一定的差别,正确选择压力动态典型曲线直线段是多裂缝系统垂直裂缝井试井分析的关键.     

斜井套管射孔破裂压力及起裂位置研究

针对以往斜井压裂破裂压力计算中存在的问题,根据套管射孔斜井中钻井井眼与射孔孔眼相交处的应力状态,研究了射孔孔边切应力的计算方法,并分析了存在微环面时的两孔相交处的应力场、破裂压力及起裂方位的计算方法以及环空胶结严密时两孔相交处破裂压力的计算方法.利用空间几何知识,推导出了裂缝起裂平面与理想平面夹角及用于判断裂缝的转向程度的计算公式,并给出了计算实例.     

定向井压裂前的射孔方位优化设计

针对定向井压裂过程中破裂压力高、易发生裂缝转向等问题,基于坐标变换,建立了任意轨迹定向井的井周三维应力场计算模型。在此基础上,综合考虑原地应力、孔隙压力、井底流体压力、井眼条件（井斜、方位）及其他物理力学性质等因素,确立了定向井的射孔方位优化设计方法,分析了不同井斜角、井眼方位角组合下的最佳射孔初始方位。通过现场应用,验证了模型的合理性。应用结果表明,经过射孔方位优化设计,能有效降低破裂压力,改善压裂措施效果。     

震荡压裂酸化技术在大斜度高温超深井的应用

川东北地区气藏埋藏深度大,气藏压力温度较高,流体成分复杂,在大斜度、超深井中完成增产措施则进一步增大了施工难度。震荡压裂酸化技术在川东北地区成功运用,一定程度上沟通了气井底层深部渗流区域,增加泄油气面积、提高了单井产能。     

斜井及水平井在不同构造应力场水力压裂起裂研究

水力加砂压裂是储层特别是低渗透储层改造的重要手段。压裂施工时,储层破裂压力直接决定水力压裂的成功与否。影响储层破裂压力的因素较多,例如射孔相位、密度、孔径等,但对于斜井或水平井,构造应力场及其与井身结构之间的匹配关系对破裂压力和初始起裂方向影响更为显著。在压裂施工中,由于缺乏对上述因素的认识,常常导致施工因压力过高而中止。基于线弹性断裂力学结合岩石的抗拉破坏准则,对构造应力场进行分类,展开了不同构造应力场下斜井和水平井压裂施工中破裂压力及裂缝起裂方向研究,为水力压裂起裂及优化设计提供参考依据。     

The Experimental Investigation of Fracture Propagation Behavior and Fracture Geometry in Hydraulic Fracturing through Oriented Perforations

Abstract

Hydraulic fracture propagation behavior and geometry through perforated vertical wellbores are studied by a series of servo-controlled tri-axial large-scale fracturing experiments. The experimental results show that the tortuous fracture can be generated by using oriented perforation fracturing technology. By changing the perforation angle and the horizontal differential stress, it is found that the fracture propagation behavior and fracture reorientation path are obviously influenced by these parameters. The effect of a micro-annulus near the casing on the fracture initiation and its geometry is also discussed; it makes the fracture initiation as from an open hole. The conclusions are significant to further understanding of hydraulic fracturing process.     

PS15井试油技术研究应用

PS15井是杜寨地区的一口重点深层气探井，该井采用大孔密、深穿透射孔技术，并附以高能气体压裂技术来解决近井筒地带泥浆污染问题，降低压裂施工的破裂压力。在储层改造技术方面优选压裂方式、优化压裂设计、研制耐高温低伤害压裂液体系，在储层内压出深穿透、高导流的长缝，来达到增加产能的目的。采用连续油管液氮排液技术加快排液速度，减少液体对地层污染时间。这些技术在PS15井成功应用，进一步完善了东濮凹陷深井试油压裂技术。     

页岩压裂裂缝网络预测方法及应用

页岩储层天然裂缝发育,加上水力压裂所形成的复杂裂缝网络,可以为油气流动提供有效通道,然而复杂裂缝网络扩展对压裂裂缝识别与优化设计也提出了新的技术挑战。为此,综合考虑天然裂缝与水力裂缝相互作用、缝间“应力阴影”等影响,应用流体力学与断裂力学理论,建立了裂缝网络扩展模型（FNPM）,实现了不同力学参数、不同天然裂缝等条件下裂缝扩展方位、几何尺寸、支撑裂缝面积等多指标预测。理论模拟和现场实例应用结果表明：①改造裂缝网络扩展受控因素多,地应力差、簇间距及净压力等参数决定了“应力阴影”效应的强弱,天然裂缝与水力裂缝之间的相互作用机理决定了改造裂缝网络的复杂程度;②地应力差相同时,簇间距越小,“应力阴影”效应越强,水力裂缝扩展偏离主应力方向,裂缝宽度减小,不利于加砂;③天然裂缝内摩擦系数、天然裂缝与水力裂缝夹角越小,净压力越高,天然裂缝越容易开启或剪切,增加了改造裂缝的复杂性;④裂缝扩展方向、裂缝长度二者预测具有较好的一致性,但受天然裂缝发育差异的影响,局部压裂段有一定的差异性。所提出的裂缝预测方法为页岩改造裂缝识别与后期压裂设计提供了技术支撑。     

斜井与水平井双侧向测井响应的影响因素分析

在直井中,双侧向测井仪所发出的电流面与地层裂缝面之间的夹角,等于地层中裂缝面的倾角。对于水平井和斜井而言,该夹角不等于地层裂缝倾角。由于对双侧向测井响应产生影响的是该夹角,不是地层中的裂缝倾角,所以水平井和斜井的双侧向测井响应可能会出现"假象"。本文得出这两角之间的联系,进而阐明水平井和斜井的双侧向测井曲线响应有时会出现"假象"的原因,并且认为仅根据水平井和斜井的测井响应无法判断裂缝倾角范围,还需要结合其他测井资料。     

胶结型天然裂缝对水力裂缝影响的数值计算模型及机理

页岩等非常规储层中富含由矿物填充的胶结型天然裂缝,水力裂缝与胶结型天然裂缝间的相互作用机制是控制复杂裂缝网络形成的关键。基于流动-变形耦合的内聚力模型,采用断裂能参数对天然裂缝胶结强度进行简化表征,建立了水力裂缝与胶结型天然裂缝间相互作用的数值模型。通过与单条水力裂缝极限情况渐进解对比,验证了该方法的可行性。在此基础上,研究了地应力、逼近角、胶结强度比以及压裂液黏度和注入速率等因素对水力/天然裂缝相互作用的影响。研究结果表明：水平地应力差与最小水平地应力共同控制着水力裂缝的穿越行为;地应力差相同,最小水平地应力不同,水力裂缝最终几何形态及缝内压力分布可能不同;逼近角越小,水力裂缝越容易转向沿天然裂缝扩展;胶结强度比越大,水力裂缝越不容易转向沿天然裂缝扩展;忽略缝内流体滤失,相同的注入速率和流体黏度的乘积会导致相似的裂缝几何形状及注入点压力变化。裂缝尖端前缘区域形成低孔隙压力区与内聚力区大小有关：内聚力区越小,孔隙压力越低。     

D2-19大斜度井钻井技术

D2- 19井是江苏油田为开发湖底油田,采用常规ZJ45钻机装备施工的1口位移与垂深比约为1的定向大斜度井。最大井斜角65°,完钻井深3046m,垂深2185.49m,井底位移1795m。介绍了该井在井身剖面设计、井壁稳定控制、井身轨迹控制、钻井液性能的维护处理、安全钻井技术等方面所采取的技术措施。实践证明,所采取的工艺措施是行之有效的,其复杂时效仅为1.8%,事故时效为0。该井的钻探成功,为利用常规装备和工艺技术施工位移垂深比约为1、井底位移在2500m以内的定向大斜度井提供了一定的经验。