复合材料桥塞水平井套管分段压裂技术

当前,我们通常采用的分段压裂技术如限流压裂技术和机械封隔分段压裂技术均有其自身限制性。而水力喷射分段压裂技术囊括磨料射流射孔、压裂、隔离等多项工艺,施工工艺简便,实现安全生产,是提高产量的有效手段.我油田近几年不断扩大水平井的开发业务,但约占一半以上水平井均为低产,开发效率无法提高。文章通过对工程进行考查、试验研究并优化施工方案,主要包括射孔压力、压裂液、井下工具、管柱、施工参数等方面的研究和设计,最终实现了低产水平井产能的提高。

随着油气资源的不断开采对于那些储层物性好的油气藏越来越少,使得石油勘探开发转移到非常规油气上.水平井分段压裂技术在非常规油气开发过程中扮演着举足轻重的作用,很大程度提高了油气藏开采效益.其中水平井裸眼分段压裂技术中滑套球座冲蚀磨损的问题影响了分段压裂的效果,滑套球座冲蚀磨损所带来的问题直接影响到球座的密封性能,而密封性能是影响分段压裂作业成败的因素之一.因此在前辈的基础上概述滑套球座冲蚀磨损的相关因素与改进措施,从而为提高滑套球座的密封性能提供相应参考.

目前在油气藏的开发过程中,水平井技术比直井技术有着更好的经济效益。但这在油气藏的开发过程中,水平井的施工中存在很多的风险因素。这些风险因素容易降低施工的成功率,。所以,为了改进致密砂岩在气藏水平井分段加砂压裂的改造技术,本文简单的叙述了加砂压裂改造技术,并对气藏模型进行了一系列的分析,进而阐明了钻井与完井的实施过程及相关因素的识别和控制过程,在合理的的基础工作上,提高了水平井段加砂压裂的成功率。

?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net !设计计算# 定向井和水平井套管柱的优化设计 王旱祥 ξ 　李增亮 (石油大学(华东)机电工程学院) 　 隋允康 (北京工业大学机电学院) 　　摘要　为了满足定向井和水平井套管设计的要求,在综合分析套管设计理论和方法的基础 上,通过对套管柱载荷的计算,建立了其优化设计模型,利用数据库技术,研制出套管柱优化设 计软件,并通过计算实例给出了软件的操作过程。软件界面友好,操作简单,功能齐全,设计者 在进行套管设计时,只需输入设计所需基本参数,按界面提示操作即可完成全部设计工作,便于 现场实际推广应用。 　　关键词　

u型井是煤层气资源开采的一种新型模式,以往经验,u型井水平段多在煤层钻进,采用裸眼或割缝衬管方法完井,但这种方法在煤层顶、底板水平钻进段效果不佳,本文依据工程实例,介绍了套管完井技术在煤层气u型井水平井中的成功应用,不仅保证了井身质量合格,而且为后期压裂排采提供了保障,在类似煤层气u型井水平井完井作业时具有良好的应用前景,可逐步推广。

大庆油田水平井通常采用的是φ139.7mm套管,由于水平段起伏波动造成变形,使得套管内有效内径变小,需要研制一种在102型与89型之间的、适合在φ139.7mm套管水平井内使用的新型水平井射孔枪。通过枪身材质优选、弹架结构设计、枪身连接结构设计和新型射孔弹开发,研制了新型95水平井射孔枪和新型深穿透射孔弹,平均穿深达到645mm,比89型水平井射孔枪穿深提高29%,并且能够实现在水平井射孔段内任意方向定向射孔;研制了新型95型水平井复合射孔枪,检测了该枪的安全性能指标,优化出了最佳火药装药量。在大庆油田现场试验证明,新型95型水平井复合射孔枪完全满足水平井复合射孔的需要。

焦石坝构造是一个被大耳山西、石门、吊水岩、天台场等断层所夹持的断背斜构造.五峰组底圈闭面积262.4km2,总体为北东向走向,构造高点位于焦页1井附近,高点海拔-1640m,构造幅度940m.构造稳定区具有构造形态宽缓,面积较大,保存条件好,页岩埋深适中的特点,是页岩气勘探开发的重点目标.

低渗油藏需结合分段压裂技术以最大化提高水平井的单井产能。水平井与裂缝参数的配置优化关系是主要的地质设计环节，其中单井初期产能预测是水平井应用效果的重要评价参数。因此，本文创新应用水平井等效半径压裂产能公式，完成初期产能预测，重点研究裂缝与水平井优化对产能的影响。优化参数包括裂缝的方位，裂缝条数，裂缝半长，水平井水平段长度等。根据研究成果，优化设计低渗油藏一口水平井p1，研究认为水平井方向应垂直与地应力方向，水平井段长300m—400m、压裂3条裂缝、裂缝半长130m-140m，中间缝长是端缝的1．2倍，预测产能与实际符合程度较好。

针对致密砂岩油水平井分段多簇大规模压裂改造后各段产量评价的难题,开展了示踪剂化学、光学和稳定性等方面的产量评价研究,形成了16种同体系示踪剂。通过分析压前和压后压裂液中示踪剂的含量,满足评价压裂改造后各段产量情况,为致密油藏压裂方案的优化提供了依据。

水平井是井斜角达到或接近90°,井身沿着水平方向钻进一定长度的井。水平井技术随着科技的发展,应用及研究的增多,得到了迅速的发展和广泛的应用。水平井可以提高地下油气的接触面积,降低压力差,有效地提高流体的抽取效率,减少钻井数,提高开发效果和开发效益。随着石油的不断开发,中高渗透等常规油田逐渐减少,低渗透等非常规有油田不断增加。水平井分段压裂技术是一项先进的完井技术,水平井分段压裂技术更是低渗透,低压油田开发的重要手段之一。根据开采油田经验总结可知水平井分段压裂技术较好的实现了水平井的增产和稳产,充分体现了它在油田施工中的价值。

水平井是井斜角达到或接近90°,井身沿着水平方向钻进一定长度的井。水平井技术随着科技的发展,应用及研究的增多,得到了迅速的发展和广泛的应用。水平井可以提高地下油气的接触面积,降低压力差,有效地提高流体的抽取效率,减少钻井数,提高开发效果和开发效益。随着石油的不断开发,中高渗透等常规油田逐渐减少,低渗透等非常规有油田不断增加。水平井分段压裂技术是一项先进的完井技术,水平井分段压裂技术更是低渗透,低压油田开发的重要手段之一。根据开采油田经验总结可知水平井分段压裂技术较好的实现了水平井的增产和稳产,充分体现了它在油田施工中的价值。

水平井开发是提高油气井产量的重要手段之一。长庆油田从2004年开始水平井攻关改造技术研究,在水力喷射加砂压裂工艺,液体胶塞封堵隔离等室内试验研究的基础上,为了缩短作业周期、减小储层污染、提高井筒隔离效果,引进了大庆油田的机械隔离工具,先后在2口井6层段进行了压裂试验,完成了机械工具分段压裂改造。本文在总结分析前期研究成果的基础上,引进国外体积压裂的理念,形成了水平井分簇多段压裂工艺技术。

随着当前我国油田的不断发展,水平井身为油气开发中最有效的开发方式,对其技术水平要求也越来越高。其主要特点是最薄最低的渗透力和对边际油气藏开发的小储蓄量;而对于渗透速率低、渗透阻力大,效率差的油气藏,通常都是采用压裂工艺,将老井圧开若干条裂缝,使其渗透力得到增加。由于跨度比较大,水平井老井改造的压裂工序比较繁琐,在其过程中如何实现各个阶段都得到有效的提升完善,并且得到有效的封隔,是对水平井老井改造进行工作时的重要保障。本文通过对国内国外当前水平井现有压裂工艺的研究学习,充分了解水平井改造压裂工艺的特点、及其适应性等关键因素,进而进行进一步的讨论,并通过对相关应用实例的结合。综合各类型的水平井老井改造情况,制定了相适应的压裂改造工艺的具体措施,促进我国水平井改造工艺取得长远的发展。

随着当前我国油田的不断发展,水平井身为油气开发中最有效的开发方式,对其技术水平要求也越来越高.其主要特点是最薄最低的渗透力和对边际油气藏开发的小储蓄量;而对于渗透速率低、渗透阻力大,效率差的油气藏,通常都是采用压裂工艺,将老井圧开若干条裂缝,使其渗透力得到增加.由于跨度比较大,水平井老井改造的压裂工序比较繁琐,在其过程中如何实现各个阶段都得到有效的提升完善,并且得到有效的封隔,是对水平井老井改造进行工作时的重要保障.本文通过对国内国外当前水平井现有压裂工艺的研究学习,充分了解水平井改造压裂工艺的特点、及其适应性等关键因素,进而进行进一步的讨论,并通过对相关应用实例的结合.综合各类型的水平井老井改造情况,制定了相适应的压裂改造工艺的具体措施,促进我国水平井改造工艺取得长远的发展.

准噶尔盆地是我国油气资源重要的产能建设基地,随着新疆油田的不断开发,老油田的原油产量在逐步递减,为保证新疆油田的油气稳产、增产;近年来,在新疆油田的勘探开发中逐步加大对浅层、老区块的开发力度,加大对油气田增产有较好效果的特殊井(定向井、水平井)施工数量。而在这些井的施工中,井漏是最常见的井下复杂,这严重影响了油区的开发速度和开发效率,造成综合开发成本的增加。针对以上原因开展了浅层水平井预防漏、堵漏技术方面的研究并进行了现场试验,取得了初步效果。

目前大庆油田水平井均采用φ139.7mm套管,由于水平井水平段起伏波动常造成套管变形,使得套管内有效内径变小,需要研制一种新型水平井射孔枪。通过严格的枪身材质优选、弹架结构设计、枪身连接结构设计和新型射孔弹开发,研制了95型水平井射孔枪和新型深穿透射孔弹。新型射孔枪的平均穿深达到645mm以上,比89型水平井射孔枪穿深提升29%,并且能够实现在水平井射孔段内任意方向定向射孔。通过室内试验检测了95型水平井复合射孔枪的安全性能指标,优化出了最佳火药装药量。大庆油田现场试验证明,研制的新型水平井复合射孔枪完全满足水平井复合射孔的需要。

随着苏里格气田天然气水平井的大规模开发,天然气水平井机械钻速低、钻井周期长的问题日渐突出,这在很大程度上归咎于牙轮钻头平均机械钻速低、钻头用量大、单只钻头进尺低、起下钻频繁等原因。伴随着钻井工艺技术的进步和螺杆钻具型号规格的完善及其性能的提高,配合高效pdc钻头进行复合钻井的技术在苏里格水平井开发过程中的应用已趋于成熟。针对近年苏里格已施工的水平井情况,综合分析了苏里格天然气水平井目前使用的pdc钻头和螺杆钻具工作特性,阐述了pdc钻头配合螺杆复合钻井技术在苏里格天然气水平井的快速钻进中的应用情况及效果。结果表明,该技术对水平井提高机械钻速,缩短钻井周期,节约钻井成本,加快勘探开发步伐具有重要意义。

水平井井眼轨迹的复杂性导致套管柱在下井过程中的受力非常复杂。由于井斜以及水平段可能使下套管受阻,甚至导致套管柱卡在井眼的弯曲段无法下入,造成水平井完井作业失败。以水平井三维井眼轨迹描述为基础,建立了综合考虑套管柱重力、浮力、摩擦阻力、弯曲应力和接触应力等作用的套管柱下入摩阻计算三维力学模型。在此基础上开展了套管柱可下入性研究,对其下入过程进行分析判断,这对水平井套管柱结构设计以及套管的顺利下入具有重要意义。

针对三元复合驱井压力大,结垢速度快,井内无有效的防喷工具等实际问题,探讨应用防垢桥塞及配套开关技术,阐述了其结构原理和操作规程,可有效地解决了三元复合驱井不压井作业施工要求,提高施工效果。

基于x油田注蒸汽开采水平井受力状况，根据热力学、渗流力学、固体力学相关理论建立热-流-固耦合方程，计算、分析、研究水平井蒸汽吞吐过程中井眼附近渗流场、应力场和温度场动态变化规律，分析套管温度、地质构造等因素对套管应力的影响，得出热采水平井的套损防控建议。

由于海上油气田的大力开发,越来越多的常规定向井均改成大斜度及水平井。为了更大程度的开发油气层,最有效的方法是通过大斜度及水平井,延长泄油通道,提高油井的采收率,但是如果在物性好的储层中施工大斜度及水平井失败,既浪费工期及钻井投入,又损失槽口,因此打回填水泥塞,重新侧钻是有必要、有价值的。该文通过两次回填的经验教训,分析了提高大斜度、水平井水泥塞质量的要求与注意事项,并给出了合理的建议。

辽河油田出砂油藏水平井存在地层砂粒径较小、均匀性较差、泥质含量偏高等特征,应用复合筛管防砂的完井方式,合理确定复合筛管的筛网挡砂精度意义重大,本文通过对复合筛管结构及挡砂机理分析,并结合出砂水平井生产过程分析评价,为以后辽河油田水平井复合筛管完井筛网挡砂精度合理设计奠定了基础。