水力噴射壓裂技術在篩管完井水平井上應用

川西氣田是典型的低孔、低滲、低豐度、高壓致密砂巖氣藏,水平井分段壓裂是這類難動用油氣藏的高效開發(fā)的關鍵技術。針對目前常用的水平井噴砂滑套分段壓裂普遍要求固井質量高、封隔器容易失效;連續(xù)油管水力噴射分段壓裂需要壓井、多次動管柱、作業(yè)周期長的缺點。綜合上述兩項技術的優(yōu)點,形成了不動管柱水力噴射分段壓裂工藝新工藝,實現(xiàn)了水平井分段壓裂的高效改造,并進行了現(xiàn)場應用,取得了工藝和增產(chǎn)效果的成功,值得在水平井改造中推廣應用。

遼河油田出砂油藏水平井存在地層砂粒徑較小、均勻性較差、泥質含量偏高等特征,應用復合篩管防砂的完井方式,合理確定復合篩管的篩網(wǎng)擋砂精度意義重大,本文通過對復合篩管結構及擋砂機理分析,并結合出砂水平井生產(chǎn)過程分析評價,為以后遼河油田水平井復合篩管完井篩網(wǎng)擋砂精度合理設計奠定了基礎。

采用篩管頂部注水泥完井的水平井占到勝利油田水平井總量的60%以上。該技術的主要缺點在于鉆塞過程中易造成套管磨損,鉆塞后內壁留有毛刺,影響后期作業(yè)效果。為解決鉆塞對完井管串的傷害,設計出集管外封隔器、分級箍、盲板功能于一身的免鉆塞完井工具,開展了室內性能試驗和施工工藝試驗。在篩管頂部注水泥作業(yè)結束后采用下打撈矛打撈內套的方式有效避免了鉆塞帶來的不利影響,減少了完井作業(yè)時間及成本。該技術在勝利油田累計施工40余口井,保障了后期酸洗及填砂作業(yè)效果,推動了水平井篩管完井技術的進一步發(fā)展。

隨著油田開發(fā)難度的不斷加大,利用水平井高效開發(fā)薄油層,針對水平井開發(fā)現(xiàn)狀,為防止油管及小件物體落入井下水平段,我們對原有的套管防落物裝置進行了改進,該防落物裝置可很好的解決油管及小件物體落入井內后的打撈,同時該裝置還可以起到低液面﹑低液量﹑低泵效"三低井"洗井時的防漏,保護油層的效果。本文就如何對原有的套管防落物裝置進行了創(chuàng)新、改進作為重點描述。

水平井篩管頂部注水泥完井工藝施工簡單,完井成本低,該工藝技術在水平井完井作業(yè)中占據(jù)主導地位,逐漸取代了其它完井工藝技術。但是該工藝在完井施工結束后,套管內部還留有分級箍內筒和盲板,以上材料均需要鉆除,這將延長水平井鉆塞時間。因此開展水平井鉆塞對策分析方面的研究,對于節(jié)約成本、加快新井投產(chǎn)等方面都十分重要。

u型井是煤層氣資源開采的一種新型模式,以往經(jīng)驗,u型井水平段多在煤層鉆進,采用裸眼或割縫襯管方法完井,但這種方法在煤層頂、底板水平鉆進段效果不佳,本文依據(jù)工程實例,介紹了套管完井技術在煤層氣u型井水平井中的成功應用,不僅保證了井身質量合格,而且為后期壓裂排采提供了保障,在類似煤層氣u型井水平井完井作業(yè)時具有良好的應用前景,可逐步推廣。

針對常規(guī)工程事故處理工藝在斜井、水平井應用時存在的問題,提出水動力修井技術。該技術在井下液壓增力解卡裝置、井下液壓倒扣裝置和井下動力鉆具3方面發(fā)展比較成熟。井下液壓增力解卡裝置由套管錨定部分、增力部分和打壓球座組成;井下液壓倒扣裝置由錨定部分和液壓馬達組成,螺桿鉆具主要由上接頭、旁通閥、定子、過水接頭等部分組成。應用表明,水動力修井技術所使用的工具簡單,操作、維修方便,施工成功率高達90.2%。

闡述了在目的層段存在3層套管且未射孔的油氣井中實施水力噴射壓裂的應用情況。根據(jù)目的井位的井身結構,優(yōu)選了井下工具組合,制訂了詳細的水力參數(shù)及施工工藝并進行了現(xiàn)場施工。結果表明,噴砂射孔打開3層套管后,順利加入43m3支撐劑,達到了預期目的。該技術可為多層套管完井的油氣井增產(chǎn)改造提供新的技術途徑,并可為在此類特殊井身結構的油氣井中開展水力噴射壓裂技術提供技術支撐。

塑料篩管完井技術能夠提高煤層井壁的支撐能力,并能有效解決粉煤灰堵泵問題。在介紹塑料篩管完井工藝的基礎上,對塑料篩管的幾何參數(shù)進行了設計,采用計算流體動力學方法,使用fluent軟件對塑料篩管進行了壓力損失計算,并對計算結果進行了分析和優(yōu)化。分析結果表明,過流面積比越大壓力損失越小,縫寬越小壓力損失越小,篩眼越長越有利于降低壓力損失;篩眼寬度對長條形篩管強度的影響很小,篩管變形位移隨篩眼長度的增大而增大,60°相位角的篩管變形位移小且分布均勻。建議采用相位角呈60°、篩眼寬度為7mm、篩眼長度為23～26mm,過流面積比為3%～4%的篩管設計方案。

水平段流體流動規(guī)律復雜,針對于水平井積液情況的研究,不能單純的turner公式或者其修正公式去計算水平井筒的攜液臨界流量。利用質點分析理論,推導出適合于本研究區(qū)的水平井筒的最小攜液臨界流量計算公式。通過分析可得理論公式計算成果與實際壓力梯度測試資料得到的積液情況較為吻合。對研究區(qū)27口水平井的積液情況進行了更進一步的分析,針對于積液不嚴重的井應進行短期擴嘴排液,以減緩積液情況。

水平井技術已成為油田增加產(chǎn)量,提高采收率的一項重要手段,在新油田、老油田調整挖潛上,廣泛應用并取得了顯著的效果。為確保水平井固井質量,開展了從井眼準備、固井水泥漿體系等研究,形成一套較成熟的固井完井技術,有力地保證了水平井固井質量。

涪陵焦石壩區(qū)塊頁巖氣水平井鉆井完井技術

完井作為水平井鉆井工作的最后一個重要環(huán)節(jié)，完井質量的好壞直接影響到水平井的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟壽命。通過分析

水平井旋轉射流沖砂洗井,是通過旋轉射流清洗工具在井筒內產(chǎn)生射流沖擊作用和環(huán)空旋流效應來洗井,不僅能有效解決油田沖砂作業(yè)中存在的砂卡問題,還能在一定程度上解除井筒近井地帶的污染,降低表皮系數(shù)。但是,目前國內沖砂洗井的各種水力參數(shù)往往是根據(jù)直井沖砂經(jīng)驗確定的,噴嘴也沒有經(jīng)過專門設計,沒有形成完善的工藝,給現(xiàn)場應用帶來了很大困難。從水平井旋轉射流沖砂洗井機理入手,建立了水力參數(shù)優(yōu)化設計方法:首先計算出水平井不同井段所需要的最小工作排量,再根據(jù)最小工作排量求出循環(huán)壓耗、噴嘴壓降和射流沖擊力等參數(shù);以最大射流沖擊力為目標函數(shù),以最小排量為起點,設一個排量基數(shù),在最小排量基礎上逐漸增加排量基數(shù),在滿足泵壓和泵功率的條件下,選擇最大射流沖擊力下的排量為最優(yōu)排量。水力參數(shù)設計方法在長慶油田元東平6井等3口井進行了現(xiàn)場應用。應用結果表明,設計的排量既能滿足各個井段的沖砂洗井要求,又獲得了最大的射流沖擊力,節(jié)省了沖砂洗井作業(yè)時間,降低了作業(yè)成本,經(jīng)濟效益明顯。

隨著當前我國油田的不斷發(fā)展,水平井身為油氣開發(fā)中最有效的開發(fā)方式,對其技術水平要求也越來越高。其主要特點是最薄最低的滲透力和對邊際油氣藏開發(fā)的小儲蓄量;而對于滲透速率低、滲透阻力大,效率差的油氣藏,通常都是采用壓裂工藝,將老井圧開若干條裂縫,使其滲透力得到增加。由于跨度比較大,水平井老井改造的壓裂工序比較繁瑣,在其過程中如何實現(xiàn)各個階段都得到有效的提升完善,并且得到有效的封隔,是對水平井老井改造進行工作時的重要保障。本文通過對國內國外當前水平井現(xiàn)有壓裂工藝的研究學習,充分了解水平井改造壓裂工藝的特點、及其適應性等關鍵因素,進而進行進一步的討論,并通過對相關應用實例的結合。綜合各類型的水平井老井改造情況,制定了相適應的壓裂改造工藝的具體措施,促進我國水平井改造工藝取得長遠的發(fā)展。

隨著當前我國油田的不斷發(fā)展,水平井身為油氣開發(fā)中最有效的開發(fā)方式,對其技術水平要求也越來越高.其主要特點是最薄最低的滲透力和對邊際油氣藏開發(fā)的小儲蓄量;而對于滲透速率低、滲透阻力大,效率差的油氣藏,通常都是采用壓裂工藝,將老井圧開若干條裂縫,使其滲透力得到增加.由于跨度比較大,水平井老井改造的壓裂工序比較繁瑣,在其過程中如何實現(xiàn)各個階段都得到有效的提升完善,并且得到有效的封隔,是對水平井老井改造進行工作時的重要保障.本文通過對國內國外當前水平井現(xiàn)有壓裂工藝的研究學習,充分了解水平井改造壓裂工藝的特點、及其適應性等關鍵因素,進而進行進一步的討論,并通過對相關應用實例的結合.綜合各類型的水平井老井改造情況,制定了相適應的壓裂改造工藝的具體措施,促進我國水平井改造工藝取得長遠的發(fā)展.

階梯式水平井完井方式主要應用于油田開采復雜油藏,其固井作業(yè)直接影響到油氣井開采成功率。將就全橡膠fcp在階梯式水平井完井固井施工作業(yè)中的應用進行簡單的探討。

長慶油田隴東地區(qū)是鄂爾多斯盆地致密砂巖油藏開發(fā)的主戰(zhàn)場。先注后采、水平井規(guī)模開發(fā)和多級分段體積壓裂是該地區(qū)增儲上產(chǎn)的主要技術措施。同時也為配套固井技術提出了新的挑戰(zhàn)。大型分段壓裂會對常規(guī)水泥環(huán)造成很大的破壞作用,進一步加劇了油、水竄現(xiàn)象,直接影響油井后續(xù)的投產(chǎn)效果,因此防止環(huán)空竄流,不僅要考慮到水泥漿的防竄性能,還要考慮到改善水泥石力學性能的問題。針對上述難題,開發(fā)了增韌防竄水泥漿體系,該體系可有效改善水泥石力學性能,提高水泥漿的防竄能力,優(yōu)化了固井工藝,形成了適用于該地區(qū)致密砂巖油藏的配套固井技術,取得了很好的應用效果。

水平井的壓降計算是進行水平井產(chǎn)能預測、水平段長度優(yōu)選及水平井完井設計優(yōu)化等的理論基礎,而單相流的水力計算又是進行油水兩相流或油氣水三相流壓降預測的基礎?；谒骄畣蜗嗔黧w流動規(guī)律研究領域的重要學者su建立的壓降模型,考慮該模型預測值偏高的問題,建立了新的射孔完井水平井筒單相流動壓降的改進模型。采用vb.net對模型進行了求解,并與su模型進行了對比。結果表明,建立的改進模型更符合實際情況,可以很方便的應用此模型進行射孔完井水平井筒的壓降預測。

介紹了水平井濾砂管裸眼酸洗防砂完井技術的工藝和施工步驟,著重對完井管柱設計、精密微孔濾砂管、酸洗防砂管柱等關鍵工序和工具進行了說明,通過在金17-平1井、金17-平8井等金家油田16口井的應用,指出了水平井濾砂管裸眼酸洗防砂完井技術的特點及存在問題。

根據(jù)頁巖水平井水平段頁巖裂縫發(fā)育、井壁坍塌問題,對油基鉆井液的封堵性進行了優(yōu)化,使用了多種剛性、柔性以及成膜的油基封堵材料進行了評價實驗形成了強封堵的油基鉆井液體系。泌頁hf1頁巖油氣水平井現(xiàn)場應用表明,該油基鉆井液體系封堵防塌能力強、濾失量低、破乳電壓高,具有較強的攜帶能力,避免了水平井段井壁垮塌問題,中石化河南油田泌頁hf1井三開水平段長1044m,鉆進、電測、下套管順利。

隨著油氣資源的不斷開采對于那些儲層物性好的油氣藏越來越少,使得石油勘探開發(fā)轉移到非常規(guī)油氣上.水平井分段壓裂技術在非常規(guī)油氣開發(fā)過程中扮演著舉足輕重的作用,很大程度提高了油氣藏開采效益.其中水平井裸眼分段壓裂技術中滑套球座沖蝕磨損的問題影響了分段壓裂的效果,滑套球座沖蝕磨損所帶來的問題直接影響到球座的密封性能,而密封性能是影響分段壓裂作業(yè)成敗的因素之一.因此在前輩的基礎上概述滑套球座沖蝕磨損的相關因素與改進措施,從而為提高滑套球座的密封性能提供相應參考.