水力喷砂射孔压裂隔上压下工艺技术的实践应用

水力喷射分层压裂技术在复杂油气藏(低渗透油气田、多层、薄层)的储层改造中应用日益广泛,该技术常用于水平井、裸眼井、垂直井等新井的开发投产。在一些老井的储层改造或补层投产过程中,水力喷射分层压裂技术的应用则常受到老井生产历史的限制。本文介绍了一种隔上压下水力喷射分层压裂技术的工艺设计及现场实践应用。现场应用表明,该技术工艺简单,效果显著。

试油工艺中水力喷砂射孔压裂技术的实践研究

随着我国社会经济水平的提升,我国的试油工艺逐渐得到了人们的关注与重视,这为试油工艺的发展提供了广阔的空间。将水力喷砂射孔压裂技术应用在试油工艺中,不仅可以提高试油工艺的质量,还可以对传统试油工艺中的问题进行有效的弥补,从而实现对试油工艺的改良和优化。本文就对试油工艺中水力喷砂射孔压裂技术的实践进行了深入探究,旨在充分发挥水力喷砂射孔压裂技术的作用和优势,促进试油工艺水平的提升。

水力喷砂射孔辅助压裂填砂机理与现场试验

水力喷砂射孔技术可射穿套管和近井地层,产生直径和深度都较常规聚能弹大的孔眼。该技术在胜利油田滨南采油厂郑408-8井上首次进行了现场施工。喷砂射孔前该井处于停产状态,且压裂填砂无法施工;采用该技术后初期自喷生产,最高产液11.6t/d,产油8.7t/d,连续11个月一直维持自喷产量1.0～2.5t/d。现场应用表明,该技术使用效果明显。

水力射孔射流压裂工艺在长庆油田的应用

水力射孔射流压裂集水力喷砂射孔和射流加砂压裂于一体,是一项重大革新型的增产工艺。该工艺采用水力喷射专用工具,首先依靠高速射流作用实现套管射孔,并在射流状态下直接进行压裂作业,既可用于水平井多段压裂改造,也可用于直井单段或多段压裂改造。现场应用表明,对于水平井,该工艺可缩短施工周期、降低施工费用、提高作业安全性;对于直井,除具有传统压裂的作用之外,可在近井地带产生高导流缝穴,有利于增产和稳产。该工艺具有施工高效性、经济性、安全性以及明显的增产能力,对于低渗透油气田的开发意义较大。

连续油管喷砂射孔环空压裂工艺在大牛地气田的应用

随着大牛地气田水平井增产的需要,大牛地气田多、薄层的动用,压裂两层以上的工作量较大,加之加砂规模较大,对机械分压工具的要求较高,但在现场存在部分分压工具分压完毕后未能打开下层排液通道而造成压裂后的下层无法排液和试气,并且部分分层压裂工具无法正常取出,须大修作业等。为此,提出根据大牛地气田实际情况,使用连续油管采用专用的喷砂射孔工具对压裂层段进行喷砂射孔,而后进行环空压裂,压裂后进行填砂隔离已压裂层段,上提连续油管到第二压裂段进行同样的操作直至全部压开设计层段,并在现场成功进行了2口井6层的连续油管喷砂射孔环空压裂的探索应用,这对解决大牛地气田多层段的有效改造提供了新的技术手段。

泾河油田连续油管水力喷砂射孔环空多簇压裂技术

针对泾河油田长8油藏水平井压后初期产量低且递减快的问题,根据连续油管水力喷砂射孔环空多簇压裂的技术原理,结合压裂裂缝诱导应力场分析,对簇间距、射孔参数和施工参数进行了优化,形成了泾河油田长8油藏连续油管水力喷砂射孔环空多簇压裂施工方案：压裂簇间距15-38m,射孔位置距离天然裂缝5-10m,射孔喷射速度大于190m/s,压裂施工排量4-5m^3/min,前置液比例28%-32%,段加砂量25-45m^3,平均砂比25.5%-27.0%。该技术在9口井进行了现场应用,与优化前相比,一次压开成功率提高39.3%;与单簇压裂相比,平均单井产量提高3.5t/d。应用结果表明,连续油管水力喷砂射孔环空多簇压裂技术能实现低孔、特低渗砂岩油藏的有效开发,具备推广应用价值。

连续油管喷砂射孔和筛管改流跨隔压裂组合工艺

常用的漏掉产层增产技术主要为连续油管跨隔压裂、连续油管逐层填砂顶封压裂,这些技术通常应用于埋藏较浅的储层。但对于埋藏较深的漏掉产层进行改造作业时,存在摩擦损失大、井口压力高、施工排量小的问题。连续油管喷砂射孔具有无压实作用和降低地层破裂压力的优点;连续油管筛管改流跨隔压裂工艺,通过将筛管和双封隔器相结合,在上部封隔器处通过筛管将油套环空的压裂液改流进入油管,油管中的压裂液经过下部封隔器后由节流喷嘴喷出,实现对目的层改造作业,由于施工过程中压裂液大部分在油套环空中流动,降低了沿程摩阻。该组合工艺充分利用了连续油管的优点,并克服施工排量小、井口压力高的问题,在准噶尔盆地储层深度3 660 m的××井中成功应用,施工过程中的最高排量为4.6 m3/min,最高井口压力43.8 MPa,压裂后增产效果明显。

射孔测试压裂与水力泵快速返排求产一体化联作工艺技术研究与应用

在对储层进行压裂改造中,由于频繁起下管柱,使试油周期延长,对测试层造成二次污染,降低了测试资料准确性,影响了试油效果。针对以上问题,开发了射孔、测试、压裂与水力泵快速返排求产一体化联作工艺,并在霍20井进行了成功实施。现场应用表明:该工艺操作方便,安全可靠,施工周期短,是一套完整高效有利于保护油气层、准确获取地层真实产能的新工艺、新技术,满足了生产要求。

页岩水平井多簇喷砂射孔暂堵转向压裂裂缝扩展规律

采用真三轴压裂模拟系统开展了页岩水平井多簇喷砂射孔暂堵转向压裂模拟实验,研究了暂堵剂粒径、暂堵剂浓度、单簇射孔数和簇数对封堵提压、多裂缝转向规律及暂堵剂分布的影响。结果表明:缝内小粒径组合+段内大粒径组合暂堵剂有利于提高封堵压力并促进裂缝多期性转向,添加纤维的组合可快速憋压至超高,但易产生沿着井筒扩展的纵向缝;暂堵峰值压力随暂堵剂浓度的增加而提升,但暂堵剂浓度达到一定值后,进一步增加暂堵剂浓度并不能显著提高暂堵峰值压力;岩样破裂压力和暂堵峰值压力随单簇射孔数增加呈下降趋势,较少的单簇射孔数有利于提高破裂压力及暂堵峰值压力,对多簇裂缝扩展的控制作用更显著;较少的簇数不利于人工裂缝总数及复杂程度的提升,较多的簇数难以实现有效封堵。缝内暂堵时暂堵剂主要分布在复杂裂缝区域,特别是多裂缝相交处,而段内暂堵时暂堵剂优先分布于形成复杂缝的射孔簇孔眼附近。

试油工艺中水力喷砂射孔压裂技术的实践分析

在我国经济建设不断提升的大背景下,我国试油工艺技术得到了相继发展。其中在试油工艺中水力喷砂射孔压裂技术作为最具代表的采油方式技术,可以在实际运用中有效缓解薄有层、低渗致密油藏以及具有污染井的射孔作业等问题,从而逐步实现筛管井、套管完井以及低渗致油藏、水平井的压裂化改造完成。本篇文章则以水力喷砂射孔压裂技术为主要研究对象,对其在试油工艺中的实践运用进行研究。

碎软低渗煤层水平井水力喷砂射孔工艺优化

针对碎软低渗煤层水平井煤粉产出危害,提出采用水力喷砂射孔压裂来实现“射孔-增透-控粉”为一体的压裂改造理念,具体工艺包含水力喷砂射孔、高压射流、环空压裂以及水力补射孔清洗。通过成本及工艺对比,选择油管拖动水力喷砂射孔方式进行压裂,并对工艺和关键工具进行优化。首先,优化防反冲蚀破坏一体化硬质合金圆锥收敛型喷嘴,能实现排量2.0~2.5 m3/min时,射流压力为16.5~25.8 MPa。其次,优化喷射器本体,能有效射穿套管、水泥塞,并射入岩石一定深度。配套一体化管柱顺利完成了煤层气U型水平井压裂和补射孔施工各8段,每段射孔时间15 min以上,并充分顶替返排煤粉,投产3年后产气量仍达到3500 m3/d以上,表明优化工艺达到了碎软低渗煤层改造效果。与连续油管分段压裂技术相比,油管拖动水力喷射压裂单段压裂作业成本降低了28.5%。

水力喷砂射孔压裂技术在老庄延9油藏的成功应用

水力喷砂射孔压裂技术通过含砂的高压液流,高压液射流夹带射孔砂垂直冲击套管和岩石。并在岩石中形成一定规格的清洁通道,扩大了近井地层的渗流面积。老庄延9油藏底水发育,一般的压裂技术有可能沟通水层,水力喷砂射孔压裂技术则可控水控缝压裂,有利于稳油控水,提高产能。

水力压裂过程中射孔冲蚀效应的数值模拟研究

针对水力压裂过程中射孔冲蚀效应使得射孔簇处射孔数目难以确定的问题,使用FrackOptima全三维水力压裂软件和前期研究建立的射孔冲蚀模型建立算例。通过边界元进行网格离散,使用时间步长算法进行流固耦合数值模拟,定量研究射孔冲蚀效应对裂缝最终形态、压裂液流量分布、射孔摩阻、射孔直径、流量系数、井底压力这6个压裂结果参数的影响规律。研究结果表明:传统非限流压裂过程中射孔摩阻的值和射孔冲蚀导致的摩阻瞬时动态变化较小,因此可以忽略射孔冲蚀效应;而在使用同时多簇限流压裂方法开发非常规油气的过程中,射孔摩阻的值较大且射孔冲蚀导致的摩阻瞬时动态变化较明显,所以必须考虑射孔冲蚀效应。在算例参数条件下,选取8孔/簇可以获得较合适的射孔摩阻,从而较好地平衡应力阴影效应,获得较均匀的多条裂缝发育;同时,确保井底压力在实际压裂安全范围内。

筛管内射孔压裂一体化工艺研究与应用

针对过筛管压裂工艺的射孔和压裂需要两趟管柱,且TCP射孔方式的施工成本较高以及压裂过程砂比高的问题,研究了筛管内射孔压裂一体化管柱工艺,该工艺将射孔和压裂集成一趟管柱,用水力喷砂射孔代替TCP射孔,采用射孔后开启投球滑套的方式,保证射孔枪在压裂中不被堵塞,并成功应用1口井,大幅降低施工周期,节省施工成本。

基于水力压裂辅助破岩硬岩巷道快掘施工工艺及作业线优化研究

巷道掘进是煤矿开采重要环节,掘进质量直接决定开采效率。近年来,水力压裂技术得到广泛应用,在冲击地压防治、煤层增透强化、瓦斯抽采等方面展现出显著效果,对基于水力压裂的巷道快速掘进工作进行研究具有现实意义。本文通过查阅文献,首先对水力压裂技术原理和优势等进行分析,并结合不同压裂参数下的水力压裂特性、颗粒流模型以及多孔水力压裂封网耦合扩展规律,进行基于水力压裂辅助破岩硬岩巷道快掘施工工艺及作业线优化研究。

海上平台射孔、压裂、测试与水力泵快速返排求产联作测试工艺技术研究与应用

在总结以往射孔、压裂、测试井施工经验的基础上,开发了适用于海上平台射孔、压裂、测试与水力泵快速返排的联作工艺,研制了与该工艺管柱配套的海上专用压裂水力射流泵,7″大套管用防砂卡器,大通径可锁定开关井全通径压控选择测试阀(LPR-N测试阀)。并在中海油某海域探井A井进行现场试验,结果表明,该工艺技术能够满足海上平台不动管柱一次完成射孔、压裂、测试与水力泵快速返排求产的施工要求,安全、可靠,具有试油周期短,作业费用低,快速、及时返排压裂残液,有效地防止压裂残液对油层造成二次污染的特点。该工艺技术的成功实施,为以后海上油田快速评价储层提供了新的技术手段。

煤系水平井定向射孔压裂裂缝扩展机制

复杂含煤地层顶板水平井射孔压裂是增加煤层透气性、提升瓦斯抽采效率的关键,而地层结构和射孔位置影响裂缝扩展形态。考虑地层结构特征及射孔位置,建立压裂工程地质模型;基于有限元方法构建数值模型,研究射孔位置、地层条件、垂向应力与水平应力差对裂缝扩展的影响,并进行工程验证,提出施工建议。结果表明:射孔孔眼位置存在全部位于煤层中、全部位于顶板岩层中和部分位于顶板部分位于煤层3种情况。孔眼位于煤层中,裂缝受到界面的“阻隔”作用,对煤层改造有利;孔眼位于顶板,当顶板层理发育,垂向应力与最小水平主应力差大于2MPa时裂缝能够穿越层理和界面进入煤层,而顶板完整时,应力差大于-2MPa裂缝即可在孔眼诱导作用下进入煤层,顶板层理和界面对裂缝垂向扩展具有“阻挡”作用,结构完整地层有利于裂缝的垂向穿层扩展;孔眼部分进入煤层,对裂缝起裂、扩展产生明显诱导作用,形成沿界面的水平缝和进入煤层的垂直缝,无论顶板是否完整,都能形成有效改造裂缝。当射孔孔眼距煤层较远、孔眼与煤层间弱面发育、水平应力大于垂向应力或压裂施工规模不足时,建议采用深穿透射孔、分支孔等能够沟通煤层的工程措施,以保证压裂效果。研究结果在陕西韩城某煤矿的井下分段压裂施工中进行了应用,试验孔瓦斯抽采效果良好,可为类似地质、工程条件下的压裂施工提供借鉴。

扇面水力喷砂定向射孔压裂技术在煤层气井中的应用

煤储层具有低压、低渗、低饱和的特点,其力学特性具有杨氏模量较低、上下隔层应力差小、天然割理裂缝发育等特点。目前煤层气井采用的射孔方式绝大多数为电缆射孔,压裂工艺采用大排量大规模活性水压裂,在压裂施工中不易控制裂缝形态,尤其是裂缝高度。为此,研发了扇面水力喷砂定向射孔压裂技术。该技术是集扇面定向射孔、压裂一体化技术。工艺目的是减小煤层裂缝的复杂形态,在煤层内易形成较长且简单的支撑裂缝以及起到储层防护的作用。该技术主要通过对喷枪水力参数的设计和水力试验,优化喷射器的结构参数,解决了喷砂器精确定位、定向射孔压裂和水力冲蚀等问题,并在现场顺利完成试验应用,压后排采效果比较明显。

封隔器在水力喷砂压裂工艺中的优化改进研究与应用

水力喷砂压裂是应用于长庆油田油气井开发增产最常用的施工工艺之一,其基本原理是利用高压管汇将混砂液注入地层裂缝,提高地层渗透率。在水力喷砂压裂中,封隔器起到实现上下油气层层间封隔的作用,其性能直接决定整趟压裂钻具管柱的施工效率。目前广泛使用的封隔器在压裂施工过程中因管柱蠕动形成的轴向位移对封隔器胶筒造成磨损伤害,同时因管柱蠕动,会带来压裂液冲蚀损伤、放喷时携砂液对封隔器反冲蚀伤害一系列问题,同时,当封隔器无法正常回缩时,还将导致工具遇阻遇卡。本文通过分析该封隔器在施工中的蠕动受损情况,探索改进设计方向,从而为提高施工效率,优化改进封隔器性能提供一种思路。

渤海A油田水力喷砂射孔压裂增产技术

渤海A油田储层中低孔渗、储层薄、隔层长、产能低,开发难度大。为实现高质高效开发,采用水力喷砂射孔压裂增产技术在A40井进行先导性探索应用。基于伯努利原理,通过喷嘴喷射的高速流体加上石英砂喷射开套管,带来局部负压,实现层间动态封隔;通过钻杆加砂环空同时补液,实现喷砂射孔和水力压裂一体化。在A40井实际应用,避免了常规射孔对地层的压实作用,改善了近井筒摩阻,减少了储层污染。油井实际产能较钻后配产提高60%,实现了一趟管柱完成两层射孔和压裂作业;水力动态封隔代替机械和化学封隔,降低井下作业复杂情况发生概率,节省器材费用。该技术实施风险低、工艺简单、择井范围宽、效益高,具有较好的推广价值。