水平井連續(xù)油管分段壓裂技術(shù)研究

王艷林

摘要：連續(xù)油管壓裂技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)一次多壓作業(yè)，更好地提高油井產(chǎn)量。本文對(duì)連續(xù)油管分段壓裂技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的敘述，并對(duì)連續(xù)油管分段壓裂方案優(yōu)化展開(kāi)探討和研究。

關(guān)鍵詞：水平井;連續(xù)油管技術(shù);分段壓裂

低滲透油藏是很多油田提高產(chǎn)量的重要資源，采用水平井分段壓裂技術(shù)可以使低滲透油藏流通性變好、減小滲流阻力、提高油田采收率。水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)的進(jìn)步，可以有效地動(dòng)用難以開(kāi)采的油藏，分段壓裂施工需要以壓裂管柱的安全起下作為保證，連續(xù)油管在卷筒拉直以后下放到井筒中，當(dāng)作業(yè)完成之后從井中提取出來(lái)重新卷到卷筒中，具有很高的作業(yè)效率。

1連續(xù)油管分段壓裂技術(shù)概述

該技術(shù)以水動(dòng)力學(xué)作為研究的前提，把連續(xù)油管技術(shù)實(shí)現(xiàn)與壓裂技術(shù)的結(jié)合，采用噴砂射孔及環(huán)空加砂進(jìn)行壓裂的辦法，可以對(duì)水平井進(jìn)行一次多壓。進(jìn)行施工作業(yè)過(guò)程中，需要先設(shè)計(jì)好壓裂施工所采用的工具串，是由導(dǎo)引頭、機(jī)械丟手、噴槍、封隔器等構(gòu)成，壓裂施工時(shí)把工具串投入到井筒中，采用機(jī)械定位裝置實(shí)現(xiàn)位置確定，并對(duì)深度進(jìn)行校核，利用打壓辦法來(lái)完成封隔器的坐封，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)之后就可以應(yīng)用連續(xù)油管水力噴砂射孔技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，再采用環(huán)空加砂壓裂技術(shù)，當(dāng)完成一段壓裂作業(yè)之后再對(duì)管柱進(jìn)行上提操作，在后續(xù)層段采用相同的施工作業(yè)方式，不需要太多的時(shí)間就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多層段的地層壓裂改造作業(yè)。

2連續(xù)油管分段壓裂方案優(yōu)化

某油田區(qū)塊采用水平井連續(xù)油管技術(shù)進(jìn)行分段壓裂增產(chǎn)，達(dá)到了比較理想的效果，把裸眼封隔器分段壓裂作為主要的壓裂工藝技術(shù)，可該壓裂工藝需要較長(zhǎng)的作業(yè)時(shí)間，壓裂之后還需要較多的工藝來(lái)完善，很難對(duì)裂縫起始位置進(jìn)行有效地控制，為了提高壓裂增產(chǎn)效果，可以采用連續(xù)油管分段壓裂技術(shù)，充分考慮到多種影響因素，對(duì)原有的壓裂方案進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

2.1裂縫特征優(yōu)化

地層裂縫長(zhǎng)度情況直接影響著低滲透油藏的開(kāi)采效果，如果地層裂縫長(zhǎng)度變大，油氣產(chǎn)量則會(huì)相應(yīng)地提升。對(duì)早期投入使用的油井地質(zhì)情況進(jìn)行分析來(lái)看，如果地層裂縫長(zhǎng)度達(dá)到90-100米，可以達(dá)到較高的原油產(chǎn)量，從而實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間。當(dāng)?shù)貙恿芽p長(zhǎng)度超過(guò)110米，油井產(chǎn)量下降的比較快，無(wú)法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)。當(dāng)?shù)貙恿芽p不超過(guò)90米，原油的開(kāi)采效果比較差。

地下儲(chǔ)層裂縫相互間距離會(huì)對(duì)油藏的動(dòng)用度產(chǎn)生影響，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)地層裂縫間距，可以有效提高壓裂作業(yè)后的產(chǎn)能。該油田區(qū)塊水平井可以實(shí)現(xiàn)的原油產(chǎn)量和地層裂縫相互間的距離對(duì)應(yīng)關(guān)系可以看出，在一定的裂縫間距區(qū)間中，地層裂縫間距的變長(zhǎng)，壓裂作業(yè)后的油井產(chǎn)量就會(huì)顯著提升，但不可以使間距過(guò)小，避免出現(xiàn)段間干擾問(wèn)題。如果超過(guò)一定區(qū)間，油井產(chǎn)量會(huì)隨著地層裂縫間距的變大而減少，主要是由于裂縫連通性變?nèi)跻鸬摹榱烁玫靥岣哂筒貏?dòng)用度，需要把裂縫間距設(shè)置在100-120米范圍內(nèi)。

2.2施工規(guī)模優(yōu)化

壓裂作業(yè)采取的設(shè)計(jì)排量、加砂規(guī)模等會(huì)對(duì)后續(xù)的原油產(chǎn)量造成很大的影響，如果壓裂施工規(guī)模大，地下儲(chǔ)層改造的體積就會(huì)變大，壓裂區(qū)塊就會(huì)具備強(qiáng)大的產(chǎn)液能力。小排量壓裂可以形成更多的長(zhǎng)裂縫，增產(chǎn)油井附近地層的泄油面積，液體效率則會(huì)變低。大排量壓裂可以使地層形成高寬裂縫，液體的效率則會(huì)提升，液體流動(dòng)會(huì)存在較大的摩擦阻力，對(duì)壓裂設(shè)備性能有著較高要求。利用壓裂軟件進(jìn)行仿真可以發(fā)現(xiàn)，地層裂縫具備的導(dǎo)流能力會(huì)跟著排量的變大，呈現(xiàn)出先小后大的趨勢(shì)，動(dòng)態(tài)裂縫會(huì)跟隨著排量提升而變長(zhǎng)，支撐縫長(zhǎng)度會(huì)跟隨著排量的上升，呈現(xiàn)出先大后小的趨勢(shì)，結(jié)合地下油層物性特點(diǎn)，對(duì)壓裂排量在每分鐘2.5-3.5方進(jìn)行仿真，對(duì)不同排量條件下的地層裂縫長(zhǎng)度和導(dǎo)流能力進(jìn)行分析，隨著加砂規(guī)模的變大，可以有效提高每日的平均產(chǎn)量，裂縫具備的導(dǎo)流能力也就會(huì)更大，如果裂縫長(zhǎng)度超過(guò)一定區(qū)間后，則產(chǎn)油量就會(huì)減少。對(duì)平均砂比、裂縫長(zhǎng)度和導(dǎo)流能力進(jìn)行綜合考慮，可以把單段加砂量設(shè)置在30-35方，地層裂縫發(fā)育區(qū)段的加砂量限定在20-25方。

2.3壓裂液體系優(yōu)化

某油田區(qū)塊采用瓜爾膠壓裂液體系進(jìn)行壓裂改造，在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)巖心傷害情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該壓裂液體系殘?jiān)勘容^高，會(huì)對(duì)巖心造成30%的傷害，對(duì)地下儲(chǔ)層造成嚴(yán)重的損壞，對(duì)壓裂作業(yè)之后的產(chǎn)能釋放造成不利影響。根據(jù)地下儲(chǔ)層的地質(zhì)情況，為了提高油井產(chǎn)能，需要對(duì)壓裂液體系進(jìn)行改造。HPG、CMHPG是一種改良的瓜爾膠壓裂液體系，加入極性親水基團(tuán)，可以更好地提升壓裂液的親水性，降低水不溶性物質(zhì)的含量，有效解決了普通瓜爾膠體系溶解速度和溶脹慢，無(wú)法對(duì)液體黏度進(jìn)行控制的特點(diǎn)。CMC、HEC是一種纖維素壓裂液體系，CMC有著較好的懸浮性能，可以實(shí)現(xiàn)很好地乳化效果，優(yōu)良的抗鹽性能，可以在有機(jī)溶劑中穩(wěn)定地存在。HEC為非離子水溶聚合物，具備很好的耐熱性和增稠性。ND-PAM、ZJ-PAM一種環(huán)保性的壓裂液，不會(huì)在地層中形成殘?jiān)镔|(zhì)。可以在壓裂施工中采用ND-PAM液體，滿足壓裂施工的前提下，不會(huì)對(duì)地下儲(chǔ)層造成傷害，有效提升油液產(chǎn)量。

3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

某油田區(qū)塊的油井完井斜深2516米，垂直深度為2224米，最大傾斜角度為50度，方位角為193度，最大井斜深度在1925米。利用連續(xù)油管分段壓裂技術(shù)，配合坐封連續(xù)油管工具，壓裂一個(gè)井段之后進(jìn)行解封，然后上提管柱到后續(xù)井段實(shí)現(xiàn)逐層壓裂改造。該連續(xù)油管分段壓裂技術(shù)分級(jí)不會(huì)受到限制，壓裂作業(yè)時(shí)間少，壓裂施工作業(yè)之后可以進(jìn)行測(cè)試作業(yè)，對(duì)薄互層分層壓裂發(fā)揮出很好的改造作用。先用它壓裂管串組合的方式，對(duì)施工排量進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)壓裂泵注程度進(jìn)行完善，有效減少了液體泵注入摩阻，保證連續(xù)油管逐層分段壓裂效果，壓裂液優(yōu)化有效地減小了水鎖造成的傷害，有助于實(shí)現(xiàn)返排。

該油井分段壓裂作業(yè)，從開(kāi)泵低替到那主壓裂施工，開(kāi)泵射孔到主壓裂和轉(zhuǎn)層操作，可以在1天時(shí)間內(nèi)完成七段壓裂作業(yè)，單層作業(yè)和轉(zhuǎn)層操作不需要花費(fèi)太多時(shí)間，在15分鐘內(nèi)可以完成轉(zhuǎn)層。利用噴砂射孔作業(yè)技術(shù)，可以形成直徑在25毫米的孔道，可以有效減少摩阻。連續(xù)油管的準(zhǔn)確定位，可以對(duì)薄互層實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)改造，可以更好地節(jié)省作業(yè)材料，減少壓裂施工時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

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