分段多簇密切割压裂技术在淮南矿区煤层气抽采中的应用

针对淮南矿区碎软低渗煤层瓦斯抽采技术难题,以13-1煤层为例,在分析煤层及其顶底板概况的基础上,采用煤层顶板分段压裂水平井技术,充分利用水平井水平段,单段分3簇射孔,簇间距25 m,实现分段多簇密切割体积压裂改造。微地震监测结果表明,单段裂缝长度102.5~211.4 m,缝高17.3~27 m,裂缝主体向下延伸,实现了井筒与煤层的沟通。排水采气效果表明,最高产气量1519 m^(3)/d,取得了良好的产气效果。研究成果为淮南矿区煤层气地面预抽和瓦斯区域治理提供了工程借鉴。

顶板水平井分段分簇压裂治理掘进巷道瓦斯模式研究

为了解决淮南矿区碎软低渗煤层掘进巷道瓦斯抽采效率低的问题,提出了煤层顶板水平井分段分簇压裂瓦斯治理模式。运用数值模拟方法和物理相似模拟方法研究了煤层顶板水平井水力压裂裂缝扩展过程;运用产能模拟的方法研究了分段分簇压裂的产气效果,对分簇压裂和不分簇压裂进行了剩余瓦斯含量对比分析。裂缝扩展数值模拟结果表明:煤层顶板水平井内的裂缝能够扩展至煤层,将煤层全部压开,且由于煤层的塑性大于顶板砂质泥岩,煤层形成比顶板更为宽泛的压裂缝。裂缝扩展物理相似模拟结果表明:在考虑了泥岩伪顶发育的条件下,水平钻孔布置在碎软煤层顶板的砂岩内,在合理的垂直距离和大排量压裂液施工的环境下,若煤层发育有较薄的泥岩伪顶,裂缝能沿着射孔孔眼穿过直接顶−伪顶界面(粉砂岩−泥岩界面)和伪顶−煤层界面(泥岩−煤层界面),扩展至下伏煤层内,裂缝延伸形成1条弯曲不规则的阶梯型裂缝,能实现对碎软煤层的压裂改造目标。但是,当煤层发育有较厚的泥岩伪顶时,泥岩对水力压裂产生了阻挡作用,导致裂缝难以压开下伏煤层。产能模拟结果表明:在相同的地层环境和施工条件下,经过3 a的抽采,单段不分簇压裂能够产生更大的瓦斯抽采影响范围,但不能均匀降低掘进巷道的瓦斯含量,压裂段之间出现了瓦斯抽采空白带,分簇压裂产生的瓦斯抽采影响范围小,却能够更均匀的降低掘进巷道的瓦斯含量。经过在淮南地区潘谢煤矿的工程验证,在10 m^(3)/min的施工排量下,裂缝长度最长可以达到193.8 m,最大缝高27.0 m,单井日产气量最高达到1490 m^(3)/d,2 a的瓦斯抽采量达到31×10^(4) m^(3),说明煤层顶板水平井分段分簇压裂技术是淮南地区碎软低渗煤层掘进巷道瓦斯高效抽采的有效模式。

水平井分段压裂技术在致密气田中的应用探讨

水平井分段压裂技术是指通过水平钻井技术在致密气层中钻造水平井,并对其进行压裂处理,以增加气体在岩石中的产能和采收率的一种技术手段。本文阐述了水平井分段压裂技术包括化学隔离技术、机械封隔压裂技术、限流压裂技术、水力喷射加砂压裂技术等,在此基础上探讨了气田压裂方案制定和现场施工方案。希望本文的研究探讨,有望为致密气田的高效开发提供参考和指导。

小井眼连续油管多簇射孔填砂分段压裂技术——以百口泉油田百1断块X井为例

百口泉油田属于低渗透油藏,自然产能差,经过长期开采,能量已枯竭,储层改造可以使其得到效益开发,但目前侧钻小井眼体积压裂技术不成熟,需要开展技术攻关。通过研究分析前期侧钻水平井分段压裂工艺的适应性和不足,形成了侧钻小井眼压裂理论认识,提出一套小井眼连续油管多簇射孔填砂体积压裂分段压裂工艺。该工艺首选采用连续油管多簇喷砂射孔,然后在全通径套管内体积压裂技术改造,最后尾追高浓度砂塞在井筒内填砂分段,循环上述步骤从而逐级实现砂塞封隔、连续油管射孔、套管体积压裂一体化作业。通过在百口泉油田百1断块X井开展?101.6 mm套管侧钻小井眼水平井体积压裂实验,验证了该工艺实施的可行性,该井投产后,日产油10.23 t,超过同区块其它邻井,压裂效果显著。该工艺技术成功解决了小井眼套管体积压裂难题,实现了该区地层有效动用开发,为后续开展“侧压一体化”效益开发提供新思路。

页岩气加密井分段多簇限流压裂技术

我国页岩气田加密井压裂改造还存在水平段部分区域未改造、裂缝非均匀扩展和地层能量亏空等问题。分析这些压裂改造难点,在现有压裂工艺基础上进行优化设计:进一步缩短段簇间距,增加单段射孔簇数;采用限流压裂,减少单簇射孔孔眼数,并优化单簇簇长;增大前置液规模,补充地层能量,形成了一套加密井分段多簇限流压裂新工艺。将此工艺应用于某页岩气加密井A井,压后效果显著,无阻流量达65.95×10^4m^3/d,为我国页岩气田高效开发提供了技术支撑。

水平井分段压裂各段产能评价技术研究进展

为更好掌握水平井分段压裂后各层段产能贡献情况,分析水平井分段压裂各段产能评价存在的问题,系统梳理现有的3种水平井分段压裂各段产能评价技术,并提出该技术未来的重点攻关方向。结果表明:水平井分段压裂产能评价主要存在测试仪器输送困难和测试资料解释困难;产出剖面测井技术的测试仪器因井身结构和井况使其适用性受限制,分布式光纤监测技术可实时连续监测压裂动态,但数据解释仍是最大的难题,示踪剂监测技术选取合适的示踪剂可弥补上述2种技术的不足;下一步攻关方向应着重于各技术的测试工艺和数据解释。通过对水平井分段压裂各段产能评价技术综合剖析,可为现场测试提供技术参考和为后续技术发展提供新视角。

论低渗油田开发中水平井分段压裂技术的运用

近年来,随着我国社会的不断发展,油田在我国国民生产生活中占据着越发重要的地位,通过油田开采的石油资源,不仅能够提高国民的生产生活水平,还能够促进生产力的提升,因此需要对油田的开发过程进行全面的分析,并且要明确在低渗油田开发过程中先进技术的应用流程。基于此,本文则通过分析低渗油田开发中水平井分段压裂技术应用原理,探究其具体的应用过程,进而为提升我国油田开发水平奠定良好的基础。

提高页岩气藏压裂井射孔簇产气率的技术进展

页岩气藏水平井分段多簇射孔压裂通常存在射孔簇生产效率低下的问题。提高射孔簇压裂的有效性以及保持多簇裂缝长期导流能力是实现页岩气藏水平井增产降本面临的主要挑战之一。根据前人的研究成果,系统分析了射孔簇生产效率低下的主要原因:(1)由于页岩储层地质力学非均质性、缝间应力阴影、射孔侵蚀速率差异等因素导致裂缝未均衡起裂或延伸;(2)由于段内射孔排量分配差异,低黏度压裂液悬砂能力弱,以及裂缝弯曲、倾斜、粗糙度等因素导致簇间及缝内支撑剂未均匀分布;(3)生产过程中支撑剂的破碎、嵌入、成岩作用,地层微粒的生成和运移等因素导致裂缝的导流能力损失。针对上述问题,总结了促进多簇裂缝均衡起裂延伸、促进支撑剂均匀分布及提高裂缝导流能力的优化措施和技术方案,包括新型限流压裂技术、可降解暂堵转向技术、射孔参数及加砂顺序优化、高速通道压裂、高黏减阻压裂液体系与新型支撑剂的研究与应用等,并在上述技术的基础上提出了相关建议及展望,以期为提高水平井射孔簇生产效率提供参考与借鉴。

水平井分段多簇压裂暂堵球运移封堵规律

投球暂堵转向技术是水平井分段多簇压裂实现多簇裂缝均衡扩展的主要技术之一,由于暂堵球在水平井筒内的运移封堵规律尚不明确,该技术应用效果并不佳。基于此,文中采用CFD+DEM耦合方法建立暂堵球水平井筒运移封堵模型,分析暂堵球密度、施工排量、压裂液黏度、投球数、暂堵球直径和孔眼出口应力分布状态对暂堵球井筒运移封堵行为的影响规律,并结合室内实验结果验证模型的准确性。模拟结果表明:增大暂堵球密度与压裂液黏度,封堵效率先减小后增大,密度与黏度的转折点分别为1300 kg/m^(3),20 mPa·s;增加施工排量与投球数,封堵效率持续增大,但增大幅度渐缓,排量达到16 m^(3)/min后,封堵效率基本稳定,投球数为24个时暂堵球有效利用率最高;暂堵球直径越小,封堵效率越高,使用1.25倍孔眼直径的暂堵球坐封效果最佳;压裂段内应力非均匀分布导致各簇孔眼出口流速不同,合理的施工参数方案有利于增强单簇孔眼封堵效果与出口流速的正相关性。基于上述模型优选出的施工参数方案,现场应用效果良好,验证了模型的工程应用价值。

浅谈水平井压裂技术特点及发展趋势

水平井压裂技术是当前全球范围内应用最广泛的油气开采技术,尤其是在开展地层改造,促进低渗透、低压等非常规油气藏的增产增收工作方面具有重要作用。为推动采油工艺水平进步,提高油田生产效率,实现我国水平井压裂技术不断进步,通过归纳整理国内外有关水平井压裂的各类文献,在现有技术的基础上进行了总结,介绍了目前油气田开发主要采用的水平井压裂技术工作原理及其特点。最后,展望了未来水平井压裂技术的发展趋势,对推动新型水平井压裂工具的研究工作的开展扩充新的思路,为新型水平井压裂技术的发展提供一定参考。

水平井分段多簇限流压裂数值模拟

水平井分段多簇压裂是目前非常规储层开发的有效手段,但现场生产测试结果表明,相当一部分的射孔簇对产量完全无贡献。文中基于CZM模型和伯努利方程建立了考虑射孔孔眼摩阻的多簇裂缝同时起裂与扩展的有限元计算模型,对不同射孔参数情况下裂缝的同时扩展进行了计算模拟,得到了不同时间5簇裂缝的扩展形态,以及井底压力、各簇裂缝缝口压力和进入各簇裂缝的压裂液流量等随时间的变化规律。模拟结果表明:当射孔孔眼摩阻较低时,初期5簇裂缝同时起裂,后期由于应力干扰加强,中间3簇裂缝停止扩展并逐渐闭合,压裂液不再进入中间3簇射孔,成为无效射孔簇;非均匀射孔簇摩阻之间的差异能够有效平衡裂缝之间的应力干扰,使多簇裂缝同时起裂扩展并减缓多簇裂缝扩展的不均衡性;中间簇比侧边簇射孔数量只需多出2~3个就可以有效改变裂缝扩展形态,提高储层改造效果。该有限元计算模型对现场多簇水力压裂施工参数设计具有一定的指导意义。

马58H致密油藏水平井分段多簇射孔压裂技术

马58H井是位于三塘湖盆地马朗凹陷马中地层岩性圈闭的水平探井,属致密凝灰岩油藏,具有高孔低渗、小孔喉、非均质性强的特点,水平井段长804 m。为解决该井压裂作业存在的难题,开展了致密油藏水平井分段压裂技术研究。针对低温井压裂液快速破胶难及施工后对致密油储层的伤害问题,研制出配套的超低浓度、低伤害复合压裂液体系,并通过对裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力的优化、铺砂浓度与导流能力关系优化、簇间距及孔数优化,采用速钻桥塞分段多簇射孔压裂工艺,顺利完成了该井压裂施工。马58H井分段压裂施工总液量7 755.9 m3,总砂量566.3 m3,最高排量11.2 m3/min,压裂后获得日产131 m3的高产油流,为吐哈油田三塘湖致密油高效开发动用探索了一条新途径。

一球多簇分段压裂滑套工具技术研究

多级滑套分段压裂工艺技术和泵送桥塞分段压裂工艺技术各自都存在应用局限,国外开发的一球多簇分段压裂滑套工艺技术能弥补现有技术的不足。简要介绍了一球多簇分段压裂工具技术的发展状况、工艺技术原理、工具功能结构,并对该工具设计及应用中的关键参数进行了设计计算。一球多簇分段压裂滑套工具能够通过投放1球实现多点压裂,形成足够多的裂缝连通储藏,从而提高油气采收率。簇式滑套是实现投放1枚憋压球开启多簇滑套的关键工具,而其独特结构的球座是实现该功能的关键部件。该工艺技术为非常规油气的高效开采提供了新的方法。

基于机械比能的非常规油气藏水平井水力压裂分段分簇设计方法

中国海洋及陆地赋存有丰富的非常规油气资源,由于这类储层岩性致密,需要采用水平井及体积压裂技术提高产能,而水平井水力压裂分段分簇设计直接决定着岩体内多个裂缝的起裂与扩展,不合理的设计将导致仅有部分裂缝开启并延伸,进而导致产能的降低。机械比能参数很好地体现了岩石的破裂强度及地应力差,与裂缝的起裂扩展有密切关系,因此将机械比能引入分段分簇设计中。文章深入分析了机械比能的物理含义,考虑作用到井底的真实钻压与扭矩,在机械比能基本模型的基础上对钻压、扭矩、转速进行修正,建立了机械比能的修正模型,并提出了采用机械比能参数进行分段、采用欧式贴近度进行分簇的压裂设计方法。结合H4井进行了基于机械比能的分段分簇设计,该井现场施工后产量高于邻井,初步证明了该分段分簇设计方法的有效性和适应性。

沁水盆地郑庄井田煤层气分段压裂水平井开发技术

为实现煤层气低成本、高效开发,基于郑庄井田3^(#)煤层和15^(#)煤层特征,提出了煤层中非固井L型分段压裂水平井强化开采煤层气技术方法。数值模拟结果表明:水力喷射压裂能产生1.5~2.0 MPa的环空封隔效果和3.5~4.5 MPa的孔内增压效果,可满足非固井水平井环空防窜流和定点压裂的目的。为解决非固井煤层气水平井钻完井、压裂改造和排采技术难题,研究形成了“优质、快速、安全”钻完井,带底封的连续油管快速拖动喷射-压裂联作分段压裂,“大排量、大液量、中砂比”活性水压裂增产改造和L型水平井精细化排采控制4项核心关键技术。实践证明,煤层中非固井分段压裂水平井开发煤层气技术在郑庄井田实现规模化开发应用,并取得了煤层气开发技术和高产气量的双重突破。

水平井限流法分段压裂技术研究及应用

研究了低渗透油藏水平井地应力及岩石力学特征,结合水平井地应力计算方法,确立了限流法射孔参数的优化方法,提出了水平井限流法分段压裂的射孔位置选择和施工参数设计方法。阐述了水平井限流法分段压裂设计与实施关键工艺环节,并对水平井压裂诊断进行了评价。结合史127-平1井、商75-平1井两口水平井油藏实际和方案要求,利用水平井限流法分段压裂原理和分析方法,进行了压裂方案的优化,并进行了现场实施,取得了较好效果。

可钻桥塞多簇射孔分段压裂完井技术在大港油田的应用

大港油田属于复杂断块油气田,储层具有敏感性强,低渗特低渗、微裂缝发育的特征。油田主要采用的固井滑套分段压裂完井工艺,存在着分段级数有限、起裂位置不准确等缺点。可钻桥塞多簇射孔分段压裂完井工艺具有可无限级分段、裂缝起裂位置明确、一次性形成多条裂缝,进行大规模压裂改造等优点。大港油田在小5-23-1L井的成功应用该技术,有效提高了低渗透油藏水平井分段压裂改造效果。

水平井分段压裂技术在致密气田中的应用

对于层状致密气田,受储层物性差、非均质性强等因素影响,常规直井开发产能效果差,水平井分段压裂技术可大幅度提高日产气量,减少投资成本,降低地面植被破坏率,实现环境有效保护,最大程度提高水平段储量动用程度。本文以L气田为例,开展水平井分段压裂技术分析,包括化学隔离技术、机械封隔分段压裂技术、限流压裂技术、水力喷砂压裂技术及裸眼分段压裂技术等,重点对技术原理、技术特点及适应性进行分折,并结合L气田地质特征,从钻井、固井、射孔、压裂改造工艺等方面综合考虑,确定L气田采用水平井裸眼分段压裂工艺技术,并对现场施工过程进行分析,包括下入管柱、替泥浆、投球坐封逐级压裂等,现场应用10井次,均取得较好生产效果,平均单井初期油压18MPa,日产气量18.5万方,满足经济评价要求,所取得成果及认识可为同类型气藏提供借鉴经验。

连续油管穿电缆多簇射孔分段压裂技术在小集油田的应用

大港小集油田,储层枣Ⅴ下属低孔低渗储层,储层跨度大且不连续。传统固井射孔压裂完井方式,施工周期长。水平井分段压裂完井可实现一趟管柱对储层进行多段大排量压裂,工艺简单。小集油田在国内率先将连续油管穿电缆多簇射孔分段压裂技术应用在大斜度油井,取得成功。该技术的成功应用为大港油田低孔低渗油藏开发提供新的技术途径。

致密低渗油藏水平井分段多簇压裂技术优化及在泾河油田的应用

针对致密低渗油藏水平井分段压裂改造产量低的问题,提出利用水平井分段多簇压裂技术进行增产的解决方案,从水平井分段多簇压裂增产机理着手,分析了影响多簇起裂、裂缝有效延伸以及裂缝复杂性的因素;结合限流原理和人工诱导应力场分析,确定了簇间距、多簇射孔参数以及压裂施工参数,并在泾河油田进行了现场应用,取得了良好的增产效果。应用研究表明,水平井分段多簇压裂技术对致密低渗油气藏具有积极的意义,具有一定的推广应用价值。