无干预无限级压裂完井技术在大港页岩油的应用

水平井钻井技术、大型体积压裂技术促使页岩油气得到快速高效开发。大港油田沧东凹陷官东、官西孔二段是页岩油形成的有利地区,为提高该地区页岩油开发效果,探索应用了无干预无限级压裂完井技术。无干预无限级压裂完井系统中的压裂滑套需与完井管柱连接下入井内,压裂滑套尺寸大、下入数量多,增加了完井管柱刚性,套管安全下入难度大;压裂滑套与套管一同完成固井作业,无可借鉴的固井施工经验,固井作业风险高。通过细化下套管前井眼准备,优化完井管柱结构,开展下套管摩阻扭矩分析,应用旋转下套管技术,完成了无干预无限级压裂完井技术在大港页岩油长水平段水平井的先导试验,并创国内无限级压裂滑套管串下深最深、水平段最长、井斜最大、下入数量最多四项指标。

水平井无限级压裂滑套摩阻模型建立与验证

水平井加砂压裂过程中,大排量、高砂比压裂液易使滑套内壁面和开关工具外表面产生较强的冲蚀破坏,严重降低工具的使用寿命,影响现场安全有效施工。考虑上述实际工况,制定了工具串联式的实验管串结构和实验初步设计方案,建立了管串内部流体摩阻数学模型,研究结果表明,砂泵采用两两串联再并联的组合方式,既能满足实验所需的排量要求,又能提供用于平衡管路之间流体摩阻损失的压头。完善了实验方案,建立了满足实验要求的冲蚀实验台架。当流量为4.75 m3/min、滑套Ⅱ总成开孔数为2时,管路整体压头约为48.82 m,实验结果满足设计要求;同时,摩阻损失理论计算结果约为48.44 m,与实验摩阻损失基本相等,说明理论模型具有较高的准确度。

连续管无限级压裂新技术

连续油管无限级压裂是近几年出现的水力压裂新技术,其本质是在连续油管上携带井下工具组合,打开连续油管滑套进行压裂或者射孔压裂。连续油管可以连续上提、下放,有效解决了传统压裂方法中压裂级数受限、作业时间长的弊端,同时能够准确压裂地层、准确进行支撑剂充填,压裂所需泵排量以及化学药品的量较小。埃克森-美孚公司研发的连续管无限级压裂技术是利用远程逻辑控制阀以及水力阀门组成的逻辑控制系统,根据井底压力变化控制连续油管连接的井下工具的开合,对不同压裂层位进行射孔压裂作业;NCS公司研发的连续油管无限级压裂系统是将压裂滑套同套管一起固井,通过连续油管连接的井下工具组合中的滑套定位器嵌入压裂滑套打开压裂孔,对不同压裂层位进行水力压裂。但由于连续油管稳定性差、使用寿命较短、抗内压和外挤能力较差、成本高,制约了连续油管无限级压裂技术在国内的推广应用,如何克服这些问题将是未来研究的主要方向。

套管水平井全通径分段压裂工具新进展

为了满足页岩气、低渗透油气、煤层气等非常规油气储层的高效和低成本开发需求,国内外诸多机构都开展了水平井全通径无限级分段压裂技术攻关研究,已经形成完善的工具系统及配套现场施工工艺。文中介绍了国内外目前针对水平井开发非常规储层的新兴全通径分段压裂技术原理、关键工具组成与结构特点以及现场应用效果,并结合国内非常规油气藏开发需求,剖析了下一步重点关键技术攻关研究方向,主要从创新工具结构设计、研制新型工程材料、完善工具性能测试等方面着手,突破技术研发和应用瓶颈,以尽快实现国内套管井全通径分段压裂工具自主化,为油气田高效开发提供技术支撑。

致密砂岩气藏压裂工艺技术新进展

致密砂岩气是一种重要的非常规能源,但致密砂岩储层属于低孔低渗地层,在压裂增产改造过程中存在诸多问题。本文通过文献调研,从致密砂岩气藏地质特征出发,剖析了致密砂岩气藏压裂过程中存在的主要技术难点,并对当前致密砂岩气藏主流压裂技术进行了对比分析。结果表明,水平井裸眼滑套分段压裂和水平井无限级滑套分段压裂工艺技术最具发展前景。同时,建议将现有的致密砂岩气藏压裂工艺技术与CO2泡沫压裂、N2增能压裂等低损害压裂技术相结合,以达到压裂施工过程中储层保护的目的。