水平井分段压裂完井技术调研.doc

《现代完井工程》
水平井分段压裂完井技术调研报告
目录
1 研究目的及意义 1
2 水平井分段压裂技术 2
国外水平井分段压裂技术研究现状 2
斯伦贝谢公司——Stage FRACTM系统 3
哈里伯顿公司——固井滑套分段压裂系统 3
贝克·休斯公司——Frac Piont System分段压裂系统 4
国内水平井分段压裂技术研究现状 5
水力喷射分段压裂技术 5
双卡上提压裂多段技术 5
分段环空压裂技术 5
液体胶塞隔离分段压裂技术 5
机械桥塞隔离分段压裂技术 6
限流压裂技术 6
本章小结 6
3 水平井分段压裂数值模拟方法 7
笛卡尔网格的加密法 7
PEBI网格加密法 9
表皮因子法 9
直角网格加密法 9
本章小结 9
4 水平井完井技术 10
筛管分段完井技术 10
水平井砾石充填防砂技术 10
鱼骨状水平分支井完井技术 10
膨胀管完井技术 11
套管射孔分段压裂完井技术 11
裸眼分段压裂完井技术 11
本章小结 11
参考文献 13
1 研究目的及意义
所谓分段压裂技术,就是在井筒内沿着水平井眼的方向,根据油藏物性和储层特征,在储层物性较好的几个或更多水平段上,采用一定的技术措施严格控制射孔孔眼的数量、孔径和射孔相位,通过一次压裂施工同时压开几个或更多水平段油层的技术。这是一套有效改造低渗透油气藏的水平井技术。
[1]。目前我国低渗透油气藏已探明储量近60亿吨,已经动用储量近30亿吨。近50%已探明的低渗透油气藏由于单井自然产能低、开采效益差难以动用。水平井可以增加井筒与油层的接触面积,提高油气的产量和最终的采收率,但随着石油勘探开发时间的延长,中高渗等常规油田逐步减少,低渗透等非常规油气藏储量不断增加,低渗透油气藏的重要性便日益凸显。由于低渗透率油藏的渗透率低、渗流阻力大、连通性差,有时水平井的单井产能也比较低,满足不了经济开发的要求,还要对水平井进行压裂增产,提高水平井的产能。应用水平井压裂措施,可以实现油田增储稳产。
但由于地层渗透性各向异性,各段的渗透性相差有时很大,这会导致底水油藏水平井的底水锥进从而使水平井过早的水淹,那么将有必要对水平井段进行合理的分段完井。此外,合理的、高质量的水平井分段压裂完井可以更好地控制底水上升剖面,延长无水采油期和提高油层采收率。因此,加强对水平井分段压裂工艺技术,尤其是水平井分段压裂完井技术的研究急不可待。
2 水平井分段压裂技术
水平井分段压裂增产技术对于改善低渗透、低孔隙度油气藏开发效果、提高单井产量和最终采收率,具有重要作用,是油田增产、增注的有效手段[2]。使用压裂增产技术,可获得显著的增产效果,社会经济效益可观,具有广泛的推广应用前景。
国外水平井分段压裂技术研究现状
二十一世纪年以来,随着水平井的规模应用,国外许多公司开始尝试水平井分段压裂技术,经过十多年的发展,现已形成较为完善的、能适应不同完井条件下的水平井分段压裂技术。
国外主流的水平井分段压裂技术主要有:水力喷射分段压裂技术、裸眼封隔器分段压裂技术和快钻桥塞分段压裂技术三类,其中裸眼封隔器分段压裂技术应用最为广泛[3]。2007年开始,水平井分段压裂技术成为非常规油气开发的主体技术,开始在北美大规模应用。目前国外能够提供水平井分段压裂工具及技术服务的公司有30多家,这些公司主要通过自主研发、并购和引进等方式获取该项技术。预计在未来的发展趋势中,水平分段压裂技术的发展方向主要有四个:高导流能力压裂、段数倍增压裂、缝网压裂、随压甜点探测。
表1 国外水平井分段压裂主流技术
主体技术
技术特点
水力喷砂
分段压裂
技术
常规管柱拖动式
水力喷砂
井下工具简单,长度短;
工具外径小有反洗通道;砂卡管柱几率小
连续油管拖动式
水力喷砂
连续油管喷砂射孔,环空加砂压裂;砂塞留置,封堵已压井段;连续管兼做冲砂洗井管柱;施工安全
不动管柱式
水力喷砂
不动管柱;工具外径小;有反洗通道
裸眼封隔器分段压裂
技术
液压坐封裸眼封隔器(带滑套)
不动管柱,投球打开滑套分压各段;
兼做压裂管柱与生产管柱;施工快捷
遇油膨胀封隔器
(带滑套)
遇油膨胀坐封,封隔环空;隔离套管系统无需机械操作;地面投球打开滑套;施工快捷
快钻桥塞分段压裂技术
同时射孔及坐封压裂桥塞;可进行大排量施工;
分压段数不受限制;压裂后可