深层页岩气井井筒压力模型研究

为优选出适用于威远、永川区块气井的井筒压力模型,利用现场40井次测压数据,分别对Duns-Ros、Gray、Hagedorn-Brown等6种压力模型进行了评价。结果显示Gray模型误差最小,为13%,但这一误差依然较大。基于Gray模型,选取YY1-4HF井17组测压数据对Gray模型的摩擦阻力系数、持液率进行修正,修正后的Gray模型的摩阻因子为4.6911,持液率因子为1.3888。利用16口气井的测压数据对修正后的Gray模型进行验证,结果显示新模型的误差仅为8.46%。新模型的建立可为威远、永川区块气井高效生产提供理论支撑。

页岩气井多级压裂过程中地应力变化对套管载荷的影响

近年来,页岩气水平井多级压裂过程中的套管变形问题日渐突出,导致后续压裂施工发生大量丢段、弃段,严重影响了页岩气井产量。考虑到页岩气井变形点普遍分布在套管跟端位置,因此认为多级压裂过程中的应力累积可能是导致套管变形的主要原因,针对该观点对多级压裂过程中的近井筒地应力变化规律及其对套管载荷的影响展开研究。首先,统计分析了威荣区块套管变形形状特征和分布特征;然后以威荣M井为例,建立多级压裂数值模型,计算近井地应力随压裂级数的变化规律;在此基础上,以最后一级压裂段作为研究对象,建立套管-水泥环-地层组合体模型,研究不同地应力条件下套管载荷的大小。研究结果表明:在多级水力裂缝起裂和扩展过程中,多级压裂产生的诱导应力会对后续压裂段产生影响,导致近井筒地应力发生非均匀累积;随着多级压裂过程中地应力累积的影响,研究点处的套管等效应力逐渐增加。该研究成果可为多级压裂过程中套管完整性控制提供参考。

四川盆地威荣区块深层页岩气水平井压裂改造工艺

四川盆地南部威荣区块由于地质条件复杂、最大水平主应力和垂向主应力差异小、水平应力差值大、施工泵压高、敏感砂比低等原因,页岩气水平井的压裂施工面临诸多难题。为此,通过剖析该区深层页岩气水平井的工程地质特征及压裂改造难点,借鉴国内外页岩气水平井体积压裂的技术思路,确定了对该区页岩气水平井实施压裂改造的主体思路及技术对策,并在后续页岩气水平井的压裂改造中加以应用。研究结果表明:①威荣区块页岩气水平井采用常规压裂工艺形成的裂缝复杂程度低、整体改造体积偏小,射孔簇有效性难以保证,加砂强度低导致压裂后气井的稳产能力较差,并且难以应对套管变形井的压裂改造;②针对该区深层页岩气水平井的压裂改造难点,形成了“超高压、大排量、大液量、缝内暂堵转向、变排量”工艺、“分段多簇射孔优化+大排量”及“缝口暂堵转向”技术、“大排量、高黏度、低砂比、低密度、小粒径连续加砂”工艺和“连续油管快速处理+小直径桥塞、射孔枪分体泵送”的套管变形井压裂改造技术;③将所形成的压裂工艺应用于该区块5口页岩气水平井,压裂后获得的页岩气无阻流量平均值为26.11×10^4m^3/d,改造效果较好。结论认为,该研究成果可以为深层页岩气水平井的压裂施工作业提供借鉴。

断层滑移对套管剪切变形的影响规律及防控措施

威荣深层页岩气区作为中石化页岩气开发的重点突破区块,开发以来一直面临着严重的套管变形问题,而水力压裂诱发的断层滑移正是导致套管变形的主要因素之一。因此,明确断层滑移与套管剪切变形的关系,对套管变形的防控具有重要的意义。文中考虑了2种断层触发机理,采用Mohr-Coulomb准则,建立了三维断层滑移计算模型;在此基础上,建立套管剪切变形有限元模型,以断层滑移量为边界条件,研究了不同断层参数对套管变形程度的影响;最后,提出了断层滑移精细化防控理念。研究结果表明:摩擦因数越大,套管变形量越小;随着断层长度增大,套管变形量也逐渐增大;随着水平地应力趋于均匀,套管变形量逐渐减小;断层夹角为0°,15°,30°时,套管变形量较大,而后迅速减小。