分段多簇射孔桥塞联作技术研究与应用

目前非常规油气藏的开发已成为油田油气勘探的重点,对非常规油气藏来说,储层的渗透率极低,采用分段、多簇射孔桥塞联作技术和压裂工艺结合,会缩短施工周期,能在一定程度上提高储层改造效果,是一种经济、高效的施工技术。分段、多簇射孔桥塞联作技术是采用电缆输送多簇射孔枪串及桥塞至目的层,运用液控式多簇点火控制装置或电子编码开关来控制实现各簇射孔器和桥塞的点火,并实现桥塞坐封和逐簇射孔器的起爆。

泵送桥塞射孔联作技术在水平井的应用

为了提高低渗透致密油层采收率,探讨低渗致密油层经济有效开发方案,介绍了电缆传输+复合桥塞射孔联作技术在水平井的应用。通过分析实际应用中电缆绝缘性、绞车起下速度控制及注脂系统等对施工的影响,提出了相应的应对措施,为该技术在其他水平井施工提供了借鉴经验。

页岩气水平井泵送桥塞射孔联作常见问题及对策

泵送桥塞+射孔联作分段压裂近年来在国内外页岩气藏及致密气藏开发中广泛应用。在页岩气水平井泵送桥塞射孔联作分段压裂实践中遇到了泵送桥塞因压力高而不能泵送、桥塞坐封不丢手、桥塞坐封时电缆不点火、电缆点火后桥塞不坐封、射孔枪不响或2簇射孔只射1簇、连续油管射孔意外丢手等各种问题。针对所出现的问题进行原因分析,制定了防范措施和解决方案,现场实施后各页岩气井水平井段的压裂改造施工得以完成,所取得的经验和教训可供今后同类井施工借鉴和参考。

水平井桥塞射孔联作管串解卡力计算模型及应用

在水平井桥塞射孔联作中,管串在水平井段泵送或上起时,易因井下异物或变形套管遇卡,通常采取加大井口电缆上提拉力的方式进行解卡。解卡作业中,因为无法准确分析计算井口电缆上提拉力对井下遇卡管串施加的解卡作用,常使得电缆头弱点被提前拉断,导致工程复杂。分析了水平井段遇卡管串处于上提解卡状态下的电缆受力,并利用微分与隔离受力分析法,分别建立造斜井段电缆受拉的计算方程,以及电缆头解卡力与井口电缆上提拉力间的理论对应关系,形成了一套基于井口电缆上提拉力计算电缆头解卡力的计算模型。解卡应用表明,通过计算模型得到的井口电缆上提拉力较准确地反映了电缆头弱点的受力状态,为水平井桥塞射孔联作遇卡管串的高效、可靠解卡提供了理论支撑。

泵送桥塞-射孔联作压裂施工异常情况分析

采用统计学方法,通过对某工区2018年以来泵送桥塞-射孔联作施工情况进行分析,出现概率较高的异常情况为:桥塞坐封后工具串遇卡无法上提射孔、桥塞坐封失败、射孔枪点火不成功;分析其主要原因为井筒沉砂和工具故障。据此,针对性的提出了优化压裂施工顶替量、调整泵送高压管汇结构、优化泵送参数及异常情况下处置方法等相应的对策,使异常情况出现概率由9.8%降低至3.4%。对泵送桥塞-射孔联作分段压裂施工有一定的借鉴意义。

连续油管智能压力控制射孔与桥塞联作技术

连续油管延时分簇射孔与桥塞联作施工中,井筒有渗漏时难以实现环空加压坐封桥塞;在下管柱过程中,井内过大的激动压力存在误起爆风险;延时装置启动后无法上提枪串时,会导致误射孔。研制的智能压力起爆装置,通过智能识别特定压力脉冲信号起爆对应射孔枪及桥塞,并屏蔽激动压力信号;设计的桥塞工具点火结构,采用了隔板点火启动直推式桥塞工具坐封,实现一次下井完成射孔桥塞联作。F198-P5井存在套管变形,电缆输送模拟遇阻,采用直推式小直径桥塞与智能压力控制射孔方式,顺利完成了射孔作业。该技术提高了连续油管桥射联作的施工效率,降低了生产成本,具有较好的应用前景。

页岩气水平井泵送桥塞射孔联作常见问题及对策

对页岩气水平井泵送桥塞射孔联作施工过程中出现的各种问题进行分析,然后针对性的提出防范解决措施,从而为今后的工作提供宝贵的经验。

水平井桥射联作电缆及其弱点的受力分析

在水平井桥塞射孔联作中,管串所处井段不同、作业状态不同,井下电缆受力也不相同。电缆弱点作为桥塞射孔联作的安全丢手部位与抗拉能力薄弱点,在水平井段泵送、上起管串时,易因井下异物、控制不当等因素发生弱点拉断、管串掉井等工程事故。分析水平井泵送、上起过程中的电缆受力,利用微分与隔离受力分析法,建立造斜井段电缆张力的计算方程,以及电缆弱点张力与井口电缆张力间的对应函数关系,形成一套确保水平井段泵送与上起时电缆弱点安全受力的数学模型。应用表明,通过数学模型计算得到的电缆弱点张力数据准确地反映了电缆弱点的真实受力状态,为水平井桥塞射孔联作的安全泵送、上起以及解卡提供了可靠的理论支撑。

桥塞射孔分段压裂工艺在U型煤层气井——LG01-H井中的应用

LG01井组是一口包括1口排采直井LG01-V和1口水平对接井LG01-H组成的U型煤层气井。水平井LG 01-H采用套管完井,通过在水平段进行向下定向射孔和分段压裂(采用电缆桥塞+射孔联作)、优化压裂施工参数,优选压裂液和支撑剂组合,采取大排量施工来保证活性水造缝携砂,成功进行了压裂施工。实践证明,可钻桥塞分段压裂工艺应用于煤层气水平井具有很高的可行性,对进一步拓展该技术应用领域、推动应用与发展打下了坚实基础。

桥塞射孔分段压裂工艺在页岩气井—JY8-2HF井中的应用

JY8-2HF井钻遇的上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组为黑色碳质泥岩页岩气气藏,储集空间类型多样,主要包含了有机质孔、晶间孔、粒间孔、溶蚀孔、有机质收缩孔、构造裂缝及页理缝等,通过对该井采用电缆桥塞+射孔联作分段压裂工艺,优化压裂施工参数,优选压裂液和支撑剂组合,采取前置酸化和桥塞泵送降压处理技术,成功进行了压裂施工,JY8-2HF井压后用12 mm油嘴试气求产,日产气54.72万立方米,取得了较好的压裂效果。

桥塞与套管间隙对泵送桥塞影响分析及实践

针对页岩气等非常规天然气开发,应用ANSYS Workbench对泵送桥塞分簇射孔施工管串建立有限元模型,应用流体结构耦合仿真分析功能对影响液体冲击力大小的泵送排量、套管与桥塞间隙等因素进行仿真分析,获得泵送排量及桥塞外径、长度与液体冲击力的关系,为现场泵送施工及保障下井管串安全提供指导。

可钻桥塞水平井分段压裂工艺在致密低渗气田的应用

大牛地气田是典型的致密低渗气藏,使用水平井分段压裂工艺技术是开发此类气藏的有效手段,该技术的成功应用已成为目前大牛地气田高效开发的重要保障。大牛地气田主要采用裸眼预置管柱水平井分段压裂工艺,但该工艺存在裂缝起裂位置无法确认、管柱永久留在井里和无法后续改造等局限性。为了解决这些问题,在DPH-47井对可钻桥塞射孔联作水平井分段压裂工艺进行了现场试验。文中论述了该工艺的技术特点,并针对不同技术难点介绍了井下工具水力泵送、水平井钻塞和井口捕屑等3大关键配套技术。现场试验表明,该工艺时效性高,改造效果好,具有一定的推广价值。

可钻桥塞分段压裂工艺在页岩油储层改造中的应用

文章论述了水平井可钻桥塞分段压裂工艺的流程和技术特点,并对该工艺在XX页岩油井的应用进行了分析。现场试验表明,该工艺流程简单,改造体积大,在页岩油储层开采中具有一定的推广价值。

一种桥塞坐封试验测试装置的研制

桥塞-射孔联作分段压裂是目前国内外进行页岩气开发所使用的主要技术,且桥塞和坐封工具的性能直接影响泵送环节与压裂效果。由于桥塞技术的不断发展以及涪陵二期深层页岩气井开发面临的高温高压井况,需要对现有桥塞及坐封工具性能指标进行提升。为了实现复杂工况下桥塞所面临的各项技术指标的试验测试,研究设计了JHSK-1A型桥塞坐封试验测试装置,能够满足可对不同类型、规格的桥塞坐封工具与各种试验桥塞工作的匹配性进行试验、评价,应用效果良好。

川南地区页岩气射孔地质工程一体化技术研究

页岩气高效开发对射孔提出了高要求,在纵向上,射孔孔眼不仅是油气进入井筒的通道,还是压裂液体系进出地层的唯一通道,射孔作业直接影响和决定了压裂改造效果;在横向上,分簇射孔通过桥塞把水平井分成若干段和簇,实现集中改造、重点突破。基于川南地区页岩气勘探开发地质工程一体化的理念,提出了射孔地质工程一体化技术。其主要研究内容是充分利用射孔、物探、测井、录井、压裂等多专业知识,以地质为目标、以工程为约束,实现分段、分簇、射孔参数、射孔管柱、施工工艺等5个方面的优化。阐述了分段优化、分簇优化、射孔参数优化、射孔管柱优化、施工工艺优化、作业监测及效果评价的算法和步骤。在此基础上,通过对川南地区油气井射孔主控因素的研究,初步搭建页岩气射孔模型,形成射孔优化设计及作业监测软件,并对射孔地质工程一体化技术的未来发展提出建议。

页岩气水平井泵送射孔压裂液使用效率评价

通过简化泵送射孔工具串在井筒中的形态,分析工具串在井筒中运动时的受力情况,建立泵送射孔排量计算模型,提出了评价泵送射孔压裂液使用效率的指标,进行了压裂液使用效率优化设计及参数敏感性分析,评价了涪陵工区页岩气泵送射孔压裂液的使用效率。研究表明:压裂液使用效率与电缆张力、施工排量、射孔工具串与套管之间的间隙、射孔工具串质量、井筒倾角负相关,与射孔工具串长度、射孔工具串速度、压裂液黏度正相关;提高压裂液使用效率的有效措施包括降低电缆张力、增加工具串速度、减小射孔工具串与套管之间的间隙、降低工具串质量、适当增加工具串长度、增加压裂液的黏度;涪陵工区泵送效率范围为30.23%~91.45%,耗液量范围为1.14~3.44 m^(3)/100m,泵送射孔压裂液使用效率还有很大提高空间。研究可为泵送射孔工具串设计以及改进泵送射孔工艺提供指导,以提高泵送射孔压裂液使用效率。

20号速装坐封工具设计及应用

桥塞坐封工具是页岩气、致密气等非常规油气藏中水平井桥塞射孔联作关键工具之一。随着非常规油气水平井分段压裂体积改造技术的发展,桥塞射孔联作一次下井点火级数已由原来的4~6级增加至10~20级。常规20号贝克型坐封工具保养耗时长、装配易出错、连接长度大,引进的一次性坐封工具使用成本高、实际坐封能力不足,难以推广应用。设计了结构紧凑、装配简单、可以重复使用且具备自动平衡井下压力与自动泄除内部压力功能的20号速装坐封工具,并通过坐封力测试、高温高压及桥塞坐封室内试验,验证了该工具的坐封力、耐温耐压等关键技术参数符合设计要求。设计的20号速装坐封工具在川南页岩气、致密气102口水平井推广应用1500余套,为段内多簇压裂工艺提供了技术支撑,推动了非常规油气分段压裂体积改造关键工具的国产化。

浅层煤层气U型井分段压裂研究与应用

织金区块煤层气资源丰度高,但煤层具有多、薄、浅的特点。针对该特点的U型井完井方式,压裂施工面临轨迹位垂比大、管柱下入困难、滤失大、缝高失控等问题。以织2U1P井为例,开展了浅层煤层气U型井压裂管柱结构、射孔参数、裂缝参数、排量及施工规模的优化,优选低伤害、低成本的压裂液和支撑剂体系。织2U1P井分6段压裂,累计注入液量4 333.14 m^3,砂量294.45 m^3,最高砂比20%,压后获得4 500 m^3/d的高产。该井产能测试获得突破,证实了织金地区浅层煤储层的含气性能,同时对其它浅层煤层气开发方式也具有较好的借鉴意义。

水力泵送电缆技术在页岩气水平井施工中的应用

实现页岩气水平井水平段分级射孔与桥塞联作施工,通常是采用能满足于带压作业要求的水力泵送电缆射孔技术。涪陵工区9口页岩气水平井应用实践表明,水力泵送电缆射孔技术具有带压作业、施工周期短、成功率高、成本低、井下工具组合灵活、实时反馈快等特点,能较好地满足涪陵工区施工要求。水力泵送电缆射孔技术的成功应用,为今后涪陵工区页岩气水平井大规模开发积累了实践经验。

页岩气井试气施工常见事故处理及预防

页岩气勘探开发是世界级的技术难题,各项工艺技术均在不断探索和应用中走向成熟。分析页岩气试气压裂施工、泵送桥塞-多级射孔联作以及连油钻塞中的常见事故,提出相应的处理与预防方法。其中:压裂施工中最常见的事故是砂堵,可以通过提前针对层位地质特征制订出不同的泵注程序,并在施工过程中根据施工现状及时调整加砂阶段液量和砂比的方法来进行预防;泵送桥塞-射孔联作事故预防的关键在于抓好泵送桥塞前清理干净井筒,泵送过程中平稳操作,遇阻时及时处理等3环节的工作;遇卡钻塞是最常见的事故,在钻塞施工中严格按施工工艺操作,做好限速下管和短起洗井工作,能够有效预防该类事故的发生。