Application of Volume Fracturing and Velocitv String Discharging Fluid Composite Technology

介绍了体积压裂与速度管柱排液复合技术在气井修复中的应用,以及体积压裂后一边放喷排液一边安装速度管柱的流程.气井进入开采后期,地层能量降低,产水量增加,产气量降低,采用连续油管做速度生产管柱,减小了流体流动面积,增大了流体流速,在极短的时间内大幅度提高了排液效率和排液能力,使气井恢复生产.     

基于泡沫流体管流模型的速度管柱排采工艺优化——以川西坳陷中浅层气藏为例

基于川西坳陷中浅层气藏下有速度管柱气井介入泡沫排液采气工艺后出现的生产异常,建立了速度管柱气井井筒泡沫流模型,模拟了气井速度管柱内气液同产的过程。模型求解结果表明,泡沫流体的黏度会随着泡沫干度的增加而增大,当流态为均质泡沫流时,黏度的增大幅度会加剧,从而引起速度管柱内部流体摩阻增大;速度管柱入口处的压损明显大于上部井段,且管柱尺寸越小该现象越明显。通过参数敏感性分析发现,泡沫流体所受热阻力导致的压损在速度管柱入口处占总压损比例较大,气液比的上升导致热阻力压损占比也随之上升,对于高气液比的速度管柱气井可适度降低泡沫排水采气工艺强度,从而提升气井排液效率。通过对川西气田中浅层气井速度管柱工艺效果进行评价分析以及后期气井维护工艺优化研究,为该区块速度管柱气井后期生产维护措施提供一定的技术指导。     

页岩气井同心双管排采新工艺研究

为了克服单一排采举升工艺的不足,实现页岩气井在高液量和低液量时期均能连续排采,研究应用了同心双管组合排采工艺。基于速度管柱排水采气可以降低页岩气井临界携液流量、增大井筒中气体流速、提高气井携液能力的思路,优化了页岩气井速度管柱,速度管柱直径优化为φ48.3 mm;实现了排采前期液量充足时采用高排量电潜泵排液,液量较低时采用气举诱喷。该技术在彭页 HF-1 井开展了现场试验,措施后排采井日产液37 m3,日产气量20 250.65 m3,累计产气量151.32×104 m3。试验结果表明, 页岩气同心双管排采工艺技术可以降低页岩气井临界携液流速,为页岩气井的连续排采提供了新的技术支持。      

致密砂岩气井压裂测试排液一体化工艺技术

针对山西某区块传统压裂测试效率低、资源配置不合理问题,在常规测试工艺基础上,结合该区块致密砂岩气的开发方式,设计出适合于本区块的压裂测试排液一体化管柱,形成了致密砂岩气井压裂测试排液一体化工艺技术。管柱采用RTTS封隔器进行油套管封隔;压裂时通过油管注入压裂液;压裂放喷后不动管柱直接连续气举生产。在本区块共应用9井次,井口最高施工压力57 MPa,未出现管柱串漏现象,施工成功率100%。该工艺操作简便、安全性高,为致密砂岩气井的增产挖潜提供了技术支撑。     

气井压后出砂危害和尾追纤维技术控砂返出及增产效果评价

川西气井加砂压裂中,约50%的井在压后排液及生产输气初期出现支撑剂返出而严重刺坏油嘴、针阀、闸门等地面设施,并给测试及输气生产带来安全隐患。尾追纤维技术不仅能有效控制支撑剂在排液过程中或输气初期阶段随流体返出,还可以提高压裂液的返排速度和缩短排液时间而降低压裂液对储层的伤害,进而提高支撑裂缝的导流能力,获得显著的油气增产稳产效果。目前已在川西气井压裂中获得普遍应用,具有广泛的推广应用前景。     

致密及页岩气藏气井分段压裂返排优化模型与分析

致密及页岩气藏气井压裂后的返排质量好坏极大地影响最终的压裂效果,目前此方面的建模未考虑到返排时的井筒内气液两相流和分段压裂多段同时返排的特点。该文对致密及页岩气井的分段压裂裂缝闭合前后的返排特点进行了分析,建立了气井压裂返排、裂缝体积变化和滤失量耦合模型,进行了实例计算分析,讨论明确了裂缝闭合前分段压裂多段同时返排优化方法,并对返排率的计算和基于储层伤害的分段压裂返排优化进行了分析。研究发现：对气井,有地层气体进入返排液时,返排的时间将增长,且在返排后期排液量增幅变小,累积返排液量较大;裂缝闭合前分段压裂多段同时返排优化时,返排量、多条裂缝体积变化和多条裂缝滤失是通过最后一条裂缝出口处的压力耦合起来的;裂缝闭合前后的返排模型的衔接,主要明确了初始井底流压为裂缝闭合前的终态井底流压,初始含水为裂缝闭合前滤失进储层的返排液;将致密及页岩气储层的水锁以及在压裂返排时的水锁自解除现象和机理,与气井压裂返排过程和分段压裂水平气井返排优化结合,以进行致密及页岩气井返排伤害的模拟,但具体实现还待进一步研究。.     

气井酸化后间隙放喷排液的方法

气井经压裂酸化增产措施自喷或诱喷后一般都采用间隙放喷方法进行排液。排液速度的快慢、排液彻底与否直接影响到措施效果。本文根据流体在井筒内的流动型态、压力变化、液体聚集，着重针对间隙放喷排液的方法以及应注意的问题进行了讨论，以期达到快速排液的目的。     

凝析气藏压裂返排参数优化

低渗透凝析气藏开采过程中，为保证气井有较高的产量和提高气藏产能，需要实施水力压裂的措施来改善地层渗流能力，而压裂后的返排过程影响到液锁对地层的伤害程度。建立压力返排模型和压裂后的产能模型，确定合理的返排速度，是保证压裂施工返排成功的基础。首先构建压裂返排物理模型，然后通过保角变换，将压裂后形成的椭圆形流动区域转化为圆形的渗流区域，利用平面径向流产能公式来确定压裂后气井的产能。利用返排模型可以确定出压裂返排过程中裂缝和地层内的压力分布，结合产能模型可以确定出不同返排速度时两种液锁现象对产能的影响。实例分析表明，凝析气藏压裂返排速度影响气井的产能，返排速度过快或过慢都会降低气井的产能，中原油田白庙断块沙三段以100 m³/d左右的初始返排速度返排，压裂后将获得最佳的产能。     

速度管柱排水采气效果评价及应用新领域

在综合苏里格气田所有已开展速度管柱排水采气试验井的基础上,根据试验前气井产量对试验井进行了分类评价,得出了速度管柱排水采气技术的适用条件,并分析了该技术新的应用领域。分析了速度管柱排水采气工艺的原理,推导了适合苏里格气田气井的临界携液模型,依据模型优选出38.1 mm的连续管作为速度管柱。现场试验结果表明,速度管柱排水采气技术能够解决苏里格气田产气量大于0.3万m3/d气井的积液排水采气问题;该技术可以应用于起油管气井、小井眼生产井、连续管压裂井等的生产,前景广阔。     

连续油管速度管柱排水采气技术研究及应用

针对苏里格气田低压水平气井携液能力差,井筒出现积液,原有生产管柱不能满足生产需求等问题,研究了水平井连续油管速度管柱排水采气技术方案。首先分析了水平井临界携液流速理论模型,利用该模型优选出Φ38.1 mm的连续油管作为速度管柱。然后详述了连续油管速度管柱排水采气技术方案,最后在苏76-2-20H井进行现场应用,应用结果表明,水平井连续油管速度管柱排水采气技术方案降低了气井的临界携液流速,提高了气井的携液能力,气井油套平均压差减小1.82 MPa,可有效地排出井筒积液,实现了低压水平气井的连续携液增产稳产,起到了较好的应用效果。     

压裂气举排液及完井一趟管柱

根据让那若尔油田低压、高气液比的油藏特征,设计出一种压裂气举排液及完井一趟管柱。该管柱在常规压裂管柱上安装气举阀,在油井压裂施工结束后不起出压裂管柱,采用气举方式实现压裂液快速返排和连续气举完井生产,是压裂工艺和气举技术的结合,一趟管柱实现压裂、排液及连续气举完井生产3项功能。24口井的应用表明,该管柱承受压力高,排液速度快,不动管柱可实现连续气举生产,既简化了作业程序,又能达到增产增效的目的,在油田具有广阔的应用前景。     

不动管柱多层分层加砂压裂技术及其应用

针对川西中浅层气藏低渗低孔,纵向上多层系、多砂体叠置等特点,开发了不动管柱多层分层加砂压裂工艺。确定了适应不同储层温度的低伤害压裂液配方,各配方低伤害压裂液均具有较好的抗剪切性能,对岩心伤害率仅4％～12％;不动管柱多层分层加砂压裂工艺可一次性完成三层甚至四层分层压裂,其配套低密度钢球及捕球工艺可大大减少因钢球留在井内对天然气产量和后期作业的影响。该技术现场应用于三层或四层分层13井次,单井平均加砂量92．5m^3,返排率均达62％以上,低密度钢球捕获率72．4％,压裂前平均天然气产量0．3529×10^4m^3／d,压裂后平均天然气产量11．6698×10^4m^3／d,增产效果显著。该技术为同类气藏的高效开发提供了依据,具有较好的推广应用前景。     

川西致密气藏裸眼水平井分段压裂技术

川西中浅层气藏致密、低孔、低丰度,裸眼水平井分段压裂是开发该类气藏的有效技术之一,但存在压裂参数难确定、压裂管柱下入难度大、水平段钻井液替出困难、压裂液返排效率低等问题。为此,在分析气藏特点和借鉴多级压裂经验的基础上,提出将裸眼水平段分成8~10段进行压裂,砂比优化为17%~21%;在注入前置液阶段采用支撑剂段塞处理近井效应,降低初期施工压力及形成多裂缝的概率;设计了可完全替出水平段钻井液的压裂管柱;制定循环钻井液、旋转管柱和给管柱加压的措施,保证压裂管柱下至设计位置;采用液氮伴注和大小油嘴交替更换的助排和返排技术,提高压裂液返排的速度和效率。XP105-1H井的裸眼水平段分成8段,采用以上技术和措施成功分段压裂;压后自然返排,返排率达95%;压后天然气产量6.441 2×104 m3/d,是相同层位水平井的2倍,天然气无阻流量达到23.168×104 m3/d。XP105-1H井裸眼水平段分段压裂的成功,可为类似致密气藏裸眼水平井分段压裂提供有益参考。      

伊川凹陷屯1井储层评价及压裂改造

通过对洛阳-伊川盆地伊川凹陷屯1井压裂层段的系统评价,分析认为该井压裂层段具有低孔、低渗、极低产特征。核磁测井有效孔隙度3.3%,渗透率0.645×10-3μm2;成像测井显示裂缝发育,测井评价是基质孔隙度+裂缝型储层。试油测试自然产气量仅53m3/d,测试二关井压力恢复数据定性分析认为裂缝较发育,基质孔隙渗透性极差,常规压裂改造增产效果差。应用非常规压裂技术基本方法对射孔方式、泵注管柱、施工规模、压裂参数进行优化,采用高排量、高液量、低粘度、低砂比的压裂方案,力争形成多缝、复杂裂缝,增加泄流面积。通过非常规压裂改造,10mm油嘴放喷,油压3.1～3.5MPa,日产气6600～7000m3,实现了河南外围洛阳-伊川盆地油气勘探的重要突破。     

大规模增产作业中液体的回用技术探讨

针对页岩气、致密气等非常规气藏体积压裂过程中存在的配液用水缺乏、压裂返排液处理困难、环境污染风险大等问题,探讨了大规模增产作业中的液体回用技术。大规模增产作业对水资源的需求量大,井场用水供需矛盾突出,且产生的压裂返排液量大,面临的环境形势严峻,制约了非常规气藏的开发。压裂返排液的组成复杂,其成分主要取决于压裂液配液水质、压裂液化学组成、储层地质化学、地层水等,影响其回用时的压裂液性能,需针对性地进行处理。大规模增产作业中的液体回用技术主要是通过杀菌、沉降除机械杂质、化学沉淀除高价金属离子、补充损失的添加剂等措施使压裂返排液的性能满足再次施工要求。该技术在四川盆地须家河致密气储层及侏罗系致密油储层中得到了广泛应用,返排液回收后的利用率达95%,节约了水资源,实现了循环经济。     

深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏加砂压裂技术——以塔里木盆地大北、克深气藏为例

目前国内对于深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏实施压裂改造的技术瓶颈主要是耐高温加重压裂液的性能和分层改造技术。为此,以塔里木盆地大北、克深气藏为例,在开展天然裂缝开启条件、垂向地应力和裂缝性砂岩暂堵转向等压前评价的基础上,研制了耐高温加重压裂液,研发了针对深井与超深井的常规加砂压裂技术以及以提高长井段储层纵向动用程度为目的的暂堵转向复合压裂技术,并进行了现场应用实验。结果表明:(1)在天然裂缝的激发阶段,应提高净压力,采用小粒径支撑剂降滤或暂堵等技术措施,改造天然裂缝且使其保持一定的导流能力;(2)在主裂缝的造缝阶段,应调整排量控制净压力,采用冻胶造缝的连续加砂模式,沟通天然裂缝;(3)压裂液选用KCl和NaNO_3无机盐加重,其中NaNO_3加重压裂液最高密度达1.35 g/cm~3,最高耐温180℃;(4)常规加砂压裂技术应用在天然裂缝发育一般或不发育的储层,压裂管柱以直径88.9 mm的油管为主,使用KCl或NaNO_3加重压裂液,压裂后的产气量比压裂前可提高2~5倍;(4)暂堵转向复合压裂技术应用在天然裂缝较发育的长井段储层,压裂管柱以直径114.3mm的油管为主,使用NaNO_3加重压裂液,压裂后的产气量比压裂前可提高1~3倍。结论认为,所形成的加砂压裂系列技术能够为塔里木盆地深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏的高效开发提供技术支撑。     

页岩油水平井压裂渗吸驱油数值模拟研究

为了提高压裂页岩油水平井产量预测精度、优化闷井时间及压裂液用量等参数,建立了一种考虑压裂液注入、闷井渗吸及开井生产的压裂页岩油水平井油水两相渗流数学模型,利用控制体积有限元法求其数值解,模拟了渗吸作用下基质–裂缝油水置换的过程,获得了油水压力场、速度场、产量及含水率的动态变化.分析了压裂渗吸驱油特征,优化了闷井时间和压...     

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洛带气田为低渗透砂岩气藏，水力压裂改造是气田投入工业化开采的关键技术，而气田不利的地质特征给水力压裂改造提出了严峻的挑战。章从地应力场特征、压裂液性能优化、压裂工艺技术特点和增产效果分析入手，对洛带气田压裂工艺技术取得的新进展作了详细论述和归纳总结，提出以减小入地液量、低排量控制缝高、强化压裂液综合性能和提高返排效果为主要手段的，以“低前置液、小排量、中等砂比、强化返排”为对策的压裂施工工艺，在压裂改造中大幅度提高了单井产量和工业气井建成率，取得了比较好的技术经济效益，也为气田压裂改造技术的深入发展提供了参考。     

环空压裂悬挂器的研制与应用

随着油气田开发地层压力的下降，压裂后更换压裂井口和井内管柱所采取的压井措施往往造成压井液的倒灌污染、气井水锁堵塞，严重损失油气井压后峰值产能。据丘东气田2003—2004年的12口压裂井换管柱后产能统计，平均损失35％，攻关压裂－投产一体化管柱技术，采用环空压裂是有效途径之一。由于吐哈油田压裂规模普遍较大、排量高，尤其是气井，解决高速、高浓度携砂液长时间对油管挂下管柱的冲刷问题、避免管柱冲断落井是关键技术问题。在此主要介绍了环空压裂悬挂器的设计原理、试验和推广应用情况，应用效益显著。     

连续油管速度管柱带压起管及管材重复利用

速度管柱排水采气技术已成为苏里格气田排水采气的重要手段,解决了积液气井排水采气的问题。针对气田开发过程中气井能量逐渐衰减、部分产气量较小的气井携液效果变差的情况,开展了连续油管速度管柱带压起管技术的研究,设计了速度管柱带压起管技术方案,研制了管内堵塞器、外卡瓦拉拔器等关键工具,解决了速度管柱管内封堵和上提解卡的核心问题。在苏里格气田成功实施了速度管柱带压起管试验,起出的管柱经性能评价满足气井排水采气的要求,可以作为生产管柱再次下入井内开展施工作业。