水平井全通径分段压裂工艺在川西气田的研究和应用

２０１４年８月　油气井测试　第２３卷第４期　水平井全通径分段压裂工艺　在川西气田的研究和应用　屈　静　刘　斌　（西南油气分公司工程技术研究院　四川德阳６１８０００）　摘要　由于常规Ｙ３４１套管封隔器分段压裂，压裂液返排不够通畅，影响了返排及压裂改造效果。通过调研　评价金通径压裂工艺技术，优选连续油管拖动底封分段压裂工艺、Ｋ３４４封隔器分段压裂工艺等全通径分段压裂工　艺进行现场试验。介绍了这两个工艺的原理、特点及现场试验情况，对现场试验结果进行了分析。　关键词川西气田　水平井全通径分段压裂研究　中图分类号：ＴＥ３５７　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—４３８８（２０１４）０４—００６９—０２　０引言　连续油管拖动底封分段压裂管柱结构为：连续　油管＋连续油管接头＋丢手工具＋扶正器＋水力喷　随着勘探开发的不断深入，川Ｉ西低渗透致密气　藏表现出储层品质变差，气藏单井控制储量较小，产　量递减快，采气速度慢，整体采出程度较低等问题。　针对这些问题，在大量研究和实践基础上形成了以　射工具＋平衡阀＋反循环接头＋封隔和锚定装置＋　机械式套管接箍定位器，如图１所示。　丢　手扶　接丢球正联　头手座器接　喷　射　平封　短　衡　隔　节　阀器　机　械　Ｙ３４１封隔器分段压裂工艺为主体的川西低渗透致　密气藏水平井分段压裂工艺技术体系。但是常规　Ｙ３４１封隔器分段压裂工艺压后压裂液返排不够通　畅，出砂堵塞油管，影响了返排及改造效果。为解决　这问题，通过调研快钻桥塞、猫鼬压裂、ＴＡＰ压裂、　定　引　位　导　器　头　Ｉ　Ｉ　Ｉ　ｌ　Ｉ　ｌ　ｌ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　图１　连续油管拖动底封分段压裂工具　不限级数滑套压裂、扩张式封隔器分段压裂等全通　径压裂工艺技术，结合水平井分段压裂地质、工程特　征及装备情况，评价各工艺在川西水平井分段压裂　改造中的适应性，优选连续油管拖动底封分段压裂　工艺、Ｋ３４４封隔器分段压裂工艺等全通径分段压裂　工艺进行现场试验。　１．２　Ｋ３４４封隔器分段压裂工艺原理和特点　Ｋ３４４套管内水平井压裂管柱与Ｋ３４４套内直　井的压裂工艺管柱构成与工作原理基本相同，封隔　器依靠喷砂器喷嘴产生的节流坐封，通过油管内加　压、逐层投球打落滑套完成分层（分段）压裂施工（见　图２）。该管柱的主要优点为：①停泵即解封，可以　通过油管及油套环空进行采气，增加了采气通道同　时也利于起出管柱；②喷砂器既是压裂通道，也是反　洗井通道，可反循环防止砂堵、砂埋。主要缺点①需　要节流压差坐封封隔器，会在一定程度上增加压裂　１原理和特点　１．１　连续油管拖动底封分段压裂工艺原理和特点　该技术采用连续油管喷砂射孔环空压裂实现水　平井分段压裂，压后起出井内连续油管即可实现井　筒的全通径。与水力喷射分段压裂相比，该技术喷　射孔眼过砂量较小，不受喷枪孔眼寿命的限制，能够　实现更多段数的分段压裂。该技术的关键在于喷砂　施工泵压；②若采用统一坐封方式，则封隔器多次重　复坐封，可能坐封失败；③喷砂滑套芯子需过封隔　器，分段数更加受限。　Ｋ３４４封隔器由中心管、胶筒座、接头等组成，是　一射孔参数，只有施工参数满足一定条件才能射开套　款结构较简单封隔器，当中心管内压力高于油套　管，否则将使施工变的复杂甚至无法完成施工。　环空压力时，胶筒被胀大与套管内径接触，起封隔油　［作者简介］屈静，工程师，２００７年毕业于西南石油大学油气田开发专业，目前主要从事油气田提高采收率与增产技术研究和应用工　作。Ｅ－ｍｍｈ３７３１９１１１７＠ｑｑ．ｔｏｍ。　７０　油气井测试　２０１４年８月　套环空的作用。　坐封封隔器流程：①统一坐封全部Ｋ３４４封隔　器；②第１级压裂施工；③投球打开次级喷砂滑套，　滑套芯子过封隔器下行至接球座，封堵下部管柱，进　行次级压裂施工；④重复步骤③，完成后续各级压裂　施工。　导　ｅ　循安扶　扶移扶扶　移扶扶　痧扶扶　移扶扶　痧扶扶　扶扶　移扶扶　座　羹菇　羹纂　纂　萎蓬　囊　图２　Ｋ３４４封隔器分段压裂管柱图　２应用及效果分析　ＳＦ３８．１ＨＦ井采用连续油管拖动底封分段压裂　工艺，加入２０９　ｍ　支撑剂，人地液量１７５１．２　ｍ　，液　氮６１　ｍ　，石英砂５．５８　ｔ，加入酸２４　ｍ　，施工排量　３．６～４．５　ｍ。／ｍｉｎ，似，其中ＧＪ６．１Ｈ人地砂量１８９　Ｉｌｌ　／ｄ，ＧＪ６—２Ｈ人地　砂量２１２　ｍ　，ＧＪ６．２Ｈ返排率略低于ＧＪ６—１Ｈ井。　从压后采气情况来看，以压后一个月为例，ＧＪ６—　２Ｈ压后套压保持稳定在１６．３～１７．５　ＭＰａ之问未　下降，累计产气３８．４１５６×１０　ｍ　；ＧＪ６．１Ｈ压后套压　从１６　ＭＰａ下降到１３．８　ＭＰａ，累计产气５５．０３５９×　１０　ｍ　施工压力３１～４２　ＭＰａ。该井在　施工中，由于喷砂射孔参数设计较低，导致射孔程度　不完善，造成了井下复杂情况。　对喷砂射孔参数进行优化后在ＳＦ３０８ＨＦ井再　次进行连续油管拖动底封分段压裂工艺试验，为顺　利压开储层，喷砂射孔后进行酸化预处理，但效果不　３结论　（１）水平井全通径压裂工艺有效的解决了常规　Ｙ３４１封隔器分段压裂工艺压后压裂液返排不够通　畅、影响返排及改造效果的问题。　（２）连续油管拖动底封分段压裂工艺中喷砂射　明显，同样出现多次为压开储层而不得以再次射孔　的情况。该井８段压裂共历时５３　ｈ，施工压力３０　５２　ＭＰａ，施工排量４．５　ｍ　／ｒａｉｎ，共计入地液量　１８４９．７　ｍ。，孔部分的工艺设计还需要进一步的研究和优化。　（３）Ｋ３４４封隔器分段压裂工艺获得了成功，能　够有效的保持井筒通畅，稳产效果好于邻井。　（４）从现场试验可以看出，Ｋ３４４封隔器分段压　加入陶粒２２０　ｍ　，喷砂射孔用石英砂　１７．７６　ｔ，喷砂液量３４１．２　ｍ　，伴注液氮２６　ｍ。，压后　累计排液９００　ｍ　，返排率为４８．６％，稳定井口压力　１２．５　ＭＰａ，天然气产量１９８６１　ｍ。／ｄ。　ＧＪ６—２ＨＦ井采用Ｋ３４４封隔器分段压裂工艺进　行压裂施工，施工过程中除了第七段滑套打开迹象　裂工艺与连续油管拖动底封分段压裂工艺相比，前　者在川西气田具有更好的适应性。　参考文献　不明显之外，其余段都在４８　ＭＰａ左右打开了喷砂　滑套，且打开迹象明显。在１—８段施工结束停泵期　间，封隔器有效坐封；第九级施工结束后，停泵后封　隔器解封，油套联通。　邻井对比分析：由于本井是随钻随测，测井资料　缺乏，仅采用录井资料与ＧＪ６．１井进行对比。从气　［１］刘振宇，刘洋，贺丽艳，等．人工压裂水平井研究综述　［Ｊ］．大庆石油学院学报，２００２，２６（４）：９６—９９．　［２］谢建华，赵恩远，李平，等．大庆油田水平井多段压裂技　术［Ｊ］．石油钻采工艺，１９９８，２０（４）：７２—７５．　１　３　ｊ　Ｏｔｔｍａｒ　Ｈｏｃｈ，Ｍａｒｔｙ　Ｓｔｒｏｍｑｕｉｓｔ．Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｆｒａｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｌｏｗ—Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　Ｏｐｅｎｈｏｌｅ　Ｓａｎｄｓｔｏｎｅ　Ｗｅｌｌｓ．ＳＰＥ８４１６３．　测值来看，在相对较高的泥浆密度下，ＧＪ６．２Ｈ井的　气测值整体较高，说明该井含气性较ＧＪ６．１Ｈ井好。　ＧＪ６—１Ｈ井在油压１５．６　ＭＰａ，套压为０情况下，获得　天然气日产量２４４０６　ｍ　；ＧＪ６—２Ｈ井在油压１３．６Ｏ　［４］Ｊｉｍ　Ｂ　Ｓｕｒｊａａｔｍａｄｉａ，Ｒｏｎ　Ｗｉｌｌｅｔｔ　ＭｃＤａｎｉｅ１．Ｈｖｄｒａｊｅｔ—　Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｐｒｏｖｅｓ　Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｆｏｒ　Ｏｆｆ—　ｓｈｏｒｅ　Ｂｒａｚｉｌ．ＳＰＥ８８５８９．　ＭＰａ，稳定套压１４．５０　ＭＰａ，测试产量１８９２６　ｍ　。　从施工参数来看，ＧＪ６—１Ｈ与ＧＪ６．２Ｈ井较为类　［５］姚永君，董明，王江，等．影响水平井产能因素分析［Ｊ］．　吐哈油气，２００７，１２（３）：２５９—２６１．　本文收稿日期：２０１４—０２—１７编辑：许兰婷