Z211区水平井连续油管水力喷射压裂工艺研究与应用

Z211井区C6油藏,主力层位C6_(3),采用C6_(3)^(1)、C6_(3)^(2)立体注水开发,同层井距400 m。随着油田的进一步开发,老区注水量增大,水线逐步推进,试油压裂井控风险增加、改造难度增大。本文以连续油管水力喷射压裂工艺为基础,针对合水油田Z211区水平井改造过程中遇到的问题,分析了水平井储层改造过程中影响效果的主要因素及困难,提出了采用连续油管精准细分切割压裂工艺,实现多段精准布缝模式,提高有效储层动用程度,实现快速、高效、安全环保的压裂方法,经现场实践,取得了显著效果,对Z211等注水开发区水平井改造工艺具有一定的指导性。

水力喷射压裂孔内压力分布研究

水力喷射压裂工艺是集水力射孔和压裂一体的新型油田增产技术。在室内实验基础上,运用流体力学计算方法,对水力喷射压裂孔道内压力场进行计算,得到了井下水力射流在地层孔道内的压力及速度分布,揭示了喷嘴空间位置、喷嘴数量、孔道形状、喷嘴压降和喷嘴直径对孔道压力的影响规律。结果表明:高速射流之间具有很强的独立性,喷嘴空间位置和喷嘴数量不会影响孔道内压力;水力射流在不同形状孔道内产生的压力相同;孔道压力随喷嘴压降和喷嘴直径的增大而增加。

水力喷射压裂工艺在Φ101.6mm套管井中的应用

水力喷射压裂是集水力射孔、压裂、封隔一体化的增产改造新技术。设计研制了用于Φ101.6mm套管井的水力喷砂射孔工具并优化作业管柱。通过数值计算,给出了射流参数与施工排量的匹配曲线。借助实验手段,确定压裂液交联比例及液体性能测试方法。制定了适合该类井的压裂工艺。现场试验证明水力喷射压裂工艺能够解决Φ101.6mm套管井常规压裂技术难以有效改造的问题,且对复杂结构井实施增产改造,为水力喷射压裂工艺更广范围的应用提供了参考依据。

水力喷射压裂射流密封压力场研究

水力喷射压裂工艺是集水力射孔和压裂一体的新型油田增产技术。本文在室内试验基础上,运用计算流体力学方法,对水力喷射压裂过程中射流密封压力场开展研究。得到了井下水力射流在套管环空和孔道内部的压力及速度分布。揭示了喷嘴空间位置、喷嘴数量、射流压力和喷嘴直径对射流密封压力场影响规律。结果表明:高速射流之间具有很强的独立性,喷嘴空间位置和喷嘴数量不会影响射流密封压力;孔道压力随射流压力和喷嘴直径的增大而增加。研究结果对水力喷射压裂工艺现场施工提供科学依据。

中原油田水平井水力喷射压裂技术研究及应用

根据中原油田深层低渗油藏具有油藏类型多,构造复杂、断块小,低渗、非均质性强的特点,开展了水平井技术研究,从水平井压裂选井选段、水平井水力喷射分段压裂机理、水力喷砂射孔参数优化设计、水力喷砂射孔分段压裂工艺等几方面进行了研究并在现场进行了试验。现场应用5口井,成功率100%,开抽2口井,有效率100%,增产效果良好。为中原油田其他区块深层高压低渗油气藏水平井压裂改造工艺的实施奠定了基础。

深层低渗复杂井况水力喷射压裂技术研究与应用

中原油田开发进入中后期,井况、剩余油分布日益复杂,常规水力压裂已无法满足油田精细开发需要。为解决深层低渗复杂井况压裂技术难题,研制水力喷射工具,开发抗高剪切水力喷射压裂液,研究压裂优化设计技术,设计压裂管柱,优化裂缝、施工参数,形成了适合中原油田的复杂井况水力喷射压裂技术。完善了水力压裂技术,填补了中原油田水平井压裂空白,实现了近水层、复杂储层、管外窜井压裂,102 mm套管轻微变形井分层压裂,提升了压裂技术的适用性、有效性,为难动用储量的有效开发提供了保障。

水力喷射压裂技术在浅层水平缝压裂中的应用研究

七里村油田长6储层埋藏浅,为多产层特低渗、低压、低产油藏.目前常规压裂工艺只能压开1～2层水平缝,因层状储层垂向连通性差或不连通,目前储层动用程度低,影响了产量和采收率.储层多水平缝压裂是解决这一问题的有效手段.在针对性研究水力喷射压裂水平缝压裂起裂机理的基础上,结合现场工程实际,研究了影响浅层丛式井水力喷射压裂施工的主要因素,提出了适应浅层水平缝压裂的工艺措施.现场先导试验表明:水力喷砂射孔压裂联作技术能准确定位水平裂缝启缝位置,解决当前常用的"蜡球暂堵"小间距"多水平缝压裂技术"启缝不确定的问题,现场应用效果明显.

水力喷射压裂用喷嘴耐冲蚀试验方法研究

喷砂射孔所用磨料、压裂液和支撑剂均需通过喷嘴,并以较高的压力和排量被泵注到地层和裂缝中,导致喷嘴冲蚀严重及其内部流道变形,这将降低喷嘴的冲蚀切割能力,对压裂施工的顺利进行产生很大的影响。鉴于此,对水力喷射压裂喷嘴冲蚀程度随喷射时间变化的规律进行试验研究。设计了试验方案,分析了喷嘴冲蚀特性,确定了试验参数,并得到了喷嘴直径与时间的拟合模型。试验结果表明:在排量3 m^3/min、砂比10%的工况下,喷嘴内壁的破坏形式以微切削和疲劳损伤为主,喷嘴出口处脆性破坏明显;喷嘴直径及喷嘴质量与磨蚀时间具有明显的线性关系。研究结果对工具的合理使用和延长工具使用寿命有着重要的指导意义。

吐哈油田水力喷射压裂技术试验与应用

传统水力压裂应用于水平井、薄层改造增产效果并不理想,而且裂缝位置也不确定。水力喷射压裂是一种利用水射流独特性质的储层改造新技术。我们通过技术攻关,编制软件可以进行水力喷射压裂参数的优化设计,同时研制了水力喷射压裂工具进行了地面和现场2口井试验,结果表明可以满足压裂施工要求,解决了水力喷射压裂工艺难题及工具的研发。

水力喷射压裂技术在筛管完井水平井上的应用

高升油田水平井数日益增多,但因储层物性差和油层污染问题,水平井产能偏低,平均单井日产油仅有3.9t;同时,高升油田水平井均为筛管完井方式,压裂措施施工难度大、风险高、效果差,油层无法得到有效改造。因此,开展了水平井水力喷射压裂技术试验,依据数模、物摸、室内实验及生产实际,进一步优化了施工参数和施工工艺,并在高10块投入应用1井次,措施后增油效果明显。

模糊综合评价法在水力喷射压裂砂卡风险预测中的应用

水力喷射压裂作为低渗及非常规油气藏增产的有效方法,在国内外得到广泛应用,但是压裂作业中一旦发生砂卡,将带来巨大经济损失。水力喷射压裂砂卡因素复杂多样,同时缺乏数据难以量化。通过对压裂工程作业流程的综合分析,建立了水力喷射压裂砂卡风险影响因素的层次分析模型;利用层次分析法计算各因素权重,结合模糊综合评价法,分析砂卡风险。现场水力喷射压裂结果验证了该评价体系的合理性,为水力喷射压裂砂卡风险的综合评价与预测提供了符合客观实际的量化模型。

水力喷射压裂技术在中原油田水平井的应用

中原油田属深层低渗油藏,水平井是开发该类油藏的手段之一。目前完钻水平井以筛管完井为主,少数为复合完井和套管完井,决定了压裂方式以水力喷射压裂为主。通过对水力喷射压裂机理研究,确定了适合中原油田的水力喷射压裂参数。

油管拖动水力喷射压裂在车排子油田的应用分析

针对车排子井区特低渗、严重非均质性的层特性,使用普通分层压裂效果差的问题。开展了该区块油管拖动水力喷射压裂,结合微地震裂缝监测,压裂层发育形成三条高角度裂缝,渗流阻力下降率为2.63-2.72倍;日产液增加11.92t/d;微地震监测评价认为本次油管拖动水力喷射压裂效果比较明显。车302井区的成功经验表明油管拖动水力喷射压裂针对岩体区域裂缝发育,具有严重非均质性的特低渗储层的压裂具有较好的适用性。

水力喷射压裂技术在薄层底水油藏中的应用

常规压裂技术是一种传统的油井增产工艺技术;水力喷射压裂技术是一种集射孔、压裂、隔离为一体的新型增产工艺技术,具有穿透性强、伤害低、孔径大、定向准的特点,是油田油井储层改造的新技术。分析水力喷射压裂技术的基本原理、适用条件、技术特点及施工工艺等,通过对梁7-01和梁45-01等五口井的水力喷射压裂现场试验,结果表明可以在薄层底水油藏中应用且增产效果明显。

大庆油田水力喷射压裂的产业化研究

连续油管水力喷射环空加砂压裂技术存在施工效率低、安全性差、成本高,无法形成完备的致密储层水平井压裂体系。从射孔控制技术、压裂控制技术、喷枪结构优化、工具生产和现场施工方式优化等方面进行研究,建立射孔排量、时间、压力三参数施工图版,射孔效率提高1倍;形成施工排量与加砂浓度最佳匹配图版,压裂效率提高20%;研制耐反溅磨蚀喷枪,防返溅性能提升1倍。产业化应用后,现场应用161口井,压裂1863段,施工成功率100%,节约综合成本52%,施工效率提高2.3倍,为大庆油田外围低渗和致密储层的低成本高效率开发提供技术保障。

基于阿基米德双螺旋线原理的水力喷射压裂技术

针对水平井多级压裂双簇水力喷射效果不佳、上下游喷射器冲蚀不均匀和水平井筒内携砂流体中砂粒易沉降等问题,研究了基于阿基米德双螺旋线原理的水力喷射压裂技术。根据阿基米德双螺旋线原理,设计了双螺旋水力喷射压裂管柱及喷射器,并采用可视化试验方法对双螺旋特性进行了室内携砂评价试验;根据牛顿第二定律建立了水力喷射压裂工况下等径直管和双螺旋管柱内携砂流体中砂粒运移的动力学方程,得出了等径直管和双螺旋管柱内砂粒的运动速度计算模型。研究得出,双螺旋水力喷射压裂管柱及喷射器能起到螺旋旋流作用,均衡双簇水力喷射压裂效果和降低上、下游水力喷射器冲蚀的非均匀性;等径直管内砂粒的运动规律符合恒定加速度运动方程,双螺旋管内砂粒的运动规律符合变加速度运动方程。研究结果表明,采用双螺旋结构水力喷射压裂管柱及喷射器是可行的,在均衡多级水力喷射压裂效果和提高水平井筒内携砂流体携砂能力方面具有显著作用。

水力喷射压裂流场和应力场的数值模拟

简述了水力喷射压裂工艺,建立了流体及静力学有限元模型,采用数值模拟方法研究了进口压力、磨料黏度、磨料体积分数、磨料密度对喷枪应力场,以及喷枪周围流体压力场、速度场的影响,为工程应用提供参考。

水平井水力喷射压裂工具研究及其在辽河油田的应用

辽河油田部署在低渗区块的水平井需要压裂改造才能取得较好产能，这些水平井大多采用筛管方式完井，改造方式上采用施工难度与风险较小的水力喷射压裂技术。通过几年的攻关研究，根据水力喷射压裂技术的特点，以理论与试验为基础．开展了喷嘴结构设计及优化、喷嘴几何参数优化、喷嘴材质优化和喷枪结构设计等工作，选择了喷嘴流量系数高、加工简单的圆锥收敛型喷嘴，其收敛角确定为13°，圆柱段长度与喷嘴直径比在4左右，喷嘴的主要材料为复合陶瓷1，喷嘴的布置采用对称布孔方式，以相互抵消喷射力的差异，喷枪截面采用能有效增加枪体与套管环空间隙流动面积的六菱形截面，据此完成了整个水力喷射压裂井下工具的研制，形成了水平井水力喷射压裂技术。该技术2011～2014年底在辽河油田现场累计应用14井次，累计增油3．52×105，水力喷射压裂井下工具效果和寿命满足现场施工要求，为低渗区块储量的有效动用提供了技术支持。

渤海中深层探井水力喷射压裂可行性研究

BZ 19-6油气田的有效开发对满足京津冀发展的能源需求有着重要作用,但由于潜山地层情况复杂、耐磨性高,探井的单井工期成本过高,考虑使用水力喷射压裂技术增加探井产能以满足探井转开发井的产量要求。通过对水力喷射压裂过程的流体力学分析,建立了一套水力喷射压裂参数设计方法,利用该方法并结合BZ 19-6油气田的储层埋深和海上作业规模,分析了水力喷射压裂技术在BZ 19-6油气田探井上应用的可行性。随着作业深度的增加,井口泵压和环空套压都随之增加,88.9 mm和114.3 mm油管的极限水力喷射压裂深度分别为5700 m和6800 m,满足BZ 19-6油气田对作业深度的要求。海上平台的设备能够满足水力喷射压裂在BZ 19-6油气田作业时排量、泵压、液量等方面的要求。预计作业工期比常规压裂缩短50%,在降本增效方面优势明显。综合考虑作业深度、作业规模、设备要求、工期成本等多个方面因素,水力喷射压裂具备在BZ 19-6油气田探井上进行的条件,有望成为该油田探井转开发井的重要技术储备。

裸眼斜井水力喷射压裂起裂压力研究

1998年Surjaamadja第一次提出了水力压裂的思想和方法,水力喷射压裂技术集水力喷砂射孔与水力压裂于一体,这种技术实现了精确的射孔与压裂,同时不需要机械封隔,降低了地层的污染,节省了作业费用和时间。通过水力压裂和水力喷射压裂的对比研究,分析了水力喷射压裂的起裂机理,得到了其起裂压力的计算公式,进一步指导水力喷射压裂参数的优化。