连续油管喷砂射孔环空分层压裂技术在大牛地气田的应用

第32卷　第4期

Vol.32　No.4

钻　　　采　　　工　　　艺

DRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGY

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开采工艺

连续油管喷砂射孔环空分层压裂技术

在大牛地气田的应用

秦玉英

(中石化华北分公司勘探开发研究院)

　　秦玉英..2009,32(4):49-50,57

摘　要:针对大牛地气田储层低压、低孔、,,单层产能低的特征,开展连续油管分层压裂工艺技术研究,,通过对国内外文献连续油管分层压裂工艺技术调研、,;通过研究初步确,并在大牛地气田进行了两口井6100%,平均单层加砂26.28m3,单层最大加砂31m3,首次在国内致密气藏采用连,为在大牛地气田进行连续油管分层压裂奠定了基础。

关键词:大牛地气田;多层叠置气层;连续油管;喷砂射孔;环孔压裂;分段改造

中图分类号:TE357　　　文献标识码:A　　DOI:10.3969/j.issn.1006-768X.2009.04.017

　　大牛地气田位于鄂尔多斯盆地北东部,构造位于伊陕斜坡北部,气田自下而上发育了太1、太2、山1、山2、盒1、盒2和盒3七套气层,埋深2600～2900m。平均孔隙度8.69%、平均渗透率0.76×-32

10μm;属致密储层特征;平均压力系数0.92,气层纵向上交错叠合发育,单层产能低,为提高单井产量,缩短施工周期,降低作业成本,减少储层伤害,提高气田勘探开发效益,在大牛地气田主要采用填砂+桥塞(水泥塞)工艺,以逐层上返方式对各气层分别进行压裂改造,工艺简单实用,在气田勘探评价阶段发挥了较好的作用,近几年研究并应用了不动管柱分压两层工艺技术,且取得了较好的压裂效果。但该工艺技术实施后易发生管柱被卡事故。

2007年通过开展连续油管分层压裂先导试验项目研究,了解了国内外连续油管压裂技术现状,结合大牛地气田储层地质特征,认为在大牛地气田采用连续油管分层压裂是可行性的,确定了连续油管喷砂射孔环空压裂作为大牛地气田连续油管分层压裂工艺技术。

裂技术和连续油管环空注入分层压裂技术。选择压裂用的连续油管需要考虑的主要因素是油管尺寸和强度,为了达到压开油层所需的足够大的压裂液流量,需要采用大直径的连续油管,使压裂液的流量达到2m/min以上的设计排量。同时在确定油管直径时,还要考虑到压裂液的摩阻压降以及流速。摩阻会影响地面设备工作压力,流速会影响磨蚀造成的管壁损失。压裂液在管子中的流速一般限制在30m/s左右。综合上述考虑,合适的油管直径为60mm或73mm。这种尺寸的油管,一是可以使地面

3

设备的工作压力限制在35～40MPa之间;二是能达到期望的流速而不会造成显著的管壁损失,连续油管壁厚增加,可延长其高压下的使用寿命,因此连续油管压裂受深度限制,一般在2000m以内,而大牛地气田储层埋深,不适合这种工艺技术;连续油管喷砂射孔环空压裂工艺通过连续油管泵注携砂液进行水力喷砂射孔,环空注入加砂压裂,填砂封堵转层,其工艺优点:①简化的井下作业工具;②不需要跨隔工具;③能够立即冲砂;④连续油管始终保持在施工层位以上,不易砂卡;⑤不受深度限制,因此该项技术适合在大牛地气田应用。

一、连续油管环空注入分层压裂工艺技术

连续油管分层压裂技术有连续油管注入分层压

收稿日期:2008-10-28;修回日期:2009-06-10

基金项目:中国石油化工股份有限公司开发工程技术先导项目“连续分层压裂工艺技术试验”。

作者简介:秦玉英,女,高级工程师,1985年毕业于成都地质学院,现在中石化华北分公司勘探开发研究院从事采油气工程研究。地址:

(450006)郑州,电话:0371-68629023,E-mail:qinyuying63@

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2009年7月

July2009

二、连续油管分层压裂工艺技术在

大牛地气田的应用

2007年10月30日～11月14日与BJ公司合

表1　D12-10井压裂、放喷、求产表

层位山1山2

加砂量入地液量液氮量

(m3)3123.7

(m3)182143.2

13.50

压裂返排氯根

(m3)时间(d)时间(d)(mg/L)

2

10

11600

作完成了两口井的连续油管分层压裂并进行了不压井作业试验。

1.D12-10井应用情况1.1基本数据

D12-10井山1+山2气层有效厚度虽小(小于3m),但泥质含量低,声波时差222～238μm/s,

-32

孔隙度7%～9%,渗透率(0.5～0.6)×10μm,孔渗相对较好,含气饱和度较高,为63%过压裂改造可提高单井产量,53。1.2射孔数据

,射孔孔数为三组双孔,共6孔,射孔数据:山1气层为2788m、2789m、2790m;山2气层为2732.5m,2733.5m,2734.5m,射孔液为稠化活性水,介质为石英砂。1.3施工情况

(1)校正核准射孔位置,喷砂射孔。油管探得人工井底之后在不泵注和以0.3m/min泵注时采用连续油管分别探人工井底油管。计算连续油管拉伸量PE,并标注所有要射孔位置后下连续油管到第一施工层位射孔段,从连续油管泵注7%石英砂对目的层射孔,每组射孔10～15min。

(2)冲砂。射孔结束后,用冲砂液进行顶替,并提高排量到0.5m/min,冲砂过程中,套管出口压力控制在13790kPa左右,顶替后期上提油管到目的层300m上。

(3)压裂山1气层。施工排量3.0～3.7m3/min,施工数据见表1。

(4)填砂转层。采用欠顶替方式进行填砂;待

3

3

2.D66-4井应用情况2.1基本数据

-4井太1+盒1+盒3气层中盒3、

1,声波时差214-μ/7%-9%,渗透率(0.3～0.6)

2

,孔渗相对较好,含气饱和度较高,为60%～63%,盒1、太2相对较差,通过压裂改造可提高单井产量,四层层间距达161m,层间最小跨距仅为15.7m,基本满足连续油管分层压裂的要求。2.2射孔数据

该井太1采用常规射孔工艺,射孔数据见表2。太2、盒1、盒3射孔位置分别为2800m、2793m、2778m;2653.5m、2660m、2664m;2566m、2567m、2568m,采用水力喷砂射孔,射孔孔数为三组双孔,共6孔,射孔液为稠化活性水,介质为石英砂。

表2　D66-4井太1常规射孔数据表

层位太1

射孔井段厚度

(m)2816.5～2820.5

(m)4

枪型弹型总孔数

102

127

80

射孔方式电缆传输

相位

(°)60

2.3施工情况

D66-4井太1+太2+盒1+盒3气层施工步

骤同D12-10井,太1气层施工时破裂压力为30

MPa,施工压力30～33.5MPa,太2气层施工时破裂压力39MPa,平均施工压力为26.5～28.3MPa,太1施工压力平均比太2高4～5MPa左右。表明太1

砂沉降后,探砂面为2716m,比设计深度高出17m,冲砂面位置设计位置,然后进行砂塞测试。

(5)压裂山2气层。将连续油管下到山2射孔位置,进行射孔,冲砂,顶替后期上提油管到目的层

3

300m以上,以施工排量3.0～3.7m/min进行压裂,边施工边上提连续油管,直到施工结束。1.4压裂效果

施工结束后,提出连续油管,更换冲砂工具,下入进行冲砂作业,气举,采用不压井作业装置下入采气管柱,施工结束后7d,开始进行放喷,采用3、4、8mm油嘴及敞放放喷排液,黏度为3mPa s,总返排

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率为33%,压后无阻流量0.93×10m/d。

气层和太2气层隔层厚度15.7m在压裂时纵向上

并没有串通。2.4压裂效果

压裂施工结束后,进行冲砂,气举,采用不压井作业装置下入采气管柱,施工结束后7d,开始进行放喷,采用5、8、5mm油嘴放喷排液,黏度为1mPa s,总返排率为37.2%(见表3),压后无阻流量3.88

43×10m/d。