长庆油田水平井施工总结课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,目 录,一、水平井分段压裂技术现状,二、合同执行情况,三、水平井机械分段压裂工艺简介,四、现场施工情况分析,五、压裂效果,六、结论与建议,目 录一、水平井分段压裂技术现状,1,对于低渗储层的水平井开发，主要通过分段压裂改造形成几条相互独立的裂缝系统，通过扩大泄油面积来提高单井产量。目前国内外有以下几种分段压裂技术：,分段压裂,PSI,系统,Frac-Point,封隔器系统,StageFRACTM,增产系统 限流压裂技术,机械隔离分段压裂技术 环空压裂工艺,三段分压工艺 水力喷射压裂技术,一、水平井分段压裂技术现状,对于低渗储层的水平井开发，主要通过分段压裂改造形成几,2,1,、分段压裂,PSI,系统,PSI,系统是贝克休斯公司,90,年代初期研究完成的水平井完井系统。该,系统可实现射孔压裂一次完成，在施工时，一次下入多级封隔器，依次分,段射孔分段压裂，达到多段压裂的目的，同时，在压后若其中某一段出,水，可使用封隔器对出水段进行封堵，在出现砂堵时封隔器胶筒可与压裂,管柱脱离，防止卡死管柱的事故发生。,技术特点,：,可对各压裂井段进行单独准,确控制；,可实现水平段分段生产；,PSI,系统可实现对出水段封堵,1、分段压裂PSI系统技术特点：,3,2,、,Frac-Point,封隔器系统,Frac-Point,封隔器系统是,2006,年贝克休斯公司发明的一项新的完井技术。该系统可以一次性放置到水平井裸眼井筒中并通过液压完成坐封，压裂或作业通道的开启通过安装在衬管鞋里的球座来控制。首先，投入堵塞球打开最下层封隔器上部的压裂通道进行压裂施工，施工结束后，再投入一个堵塞球打开第二水平段的压裂通道进行压裂施工，后续层段按照此工序进行。依次投入的堵塞球和对应球座的尺寸配合经过精确设计，可以准确无误的打开相应压裂通道，而不会出现失误。全部压裂施工完成之后，可以通过扫钻处理打掉球座，保证管柱的内通径。,2、Frac-Point封隔器系统,4,Frac-Point,封隔器系统,技术特点：,一次性作业完成节约占用作业机架时间,全封隔器及其附属系统具有旋转和扭矩通过能力,可靠的封隔器和滑套技术,全面的堵塞球和球座测试工作保证了施工过程中承受高压的能力,专利抗挤压部件系统保证在任何井筒条件下解封彻底,Frac-Point封隔器系统技术特点：,5,3,、,StageFRACTM,增产系统,StageFRACTM,增产系统是由,PPES,（,Packers Plus Energy Services,）公司专门为裸眼完井和套管完井的砂岩和碳酸岩油藏水平井设计完成的。这套系统可以准确地在指定位置坐封，并分隔各个层段，以满足压裂增产作业要求。其工作原理与,Frac-Point,封隔器系统类似。该系统耐温达到,200,（,390,）、耐压差达到,70MPa,（,10000psi,）。,3、StageFRACTM增产系统,6,4,、限流压裂技术,通过控制各层,/,段的孔眼数量和直径，并尽可能提高注入排量，利用最先压开层,/,段孔眼产生的摩阻，提高井底压力，使其他层,/,段相继被压开，从而达到一次分压几个层,/,段的目的。,4、限流压裂技术通过控制各层/段的孔眼数量和直径，并尽可能提,7,5,、机械桥塞分压技术,原理：采用井下工具（封隔器、桥塞）来实现井筒隔离。,5、机械桥塞分压技术 原理：采用井下工具（封隔器、桥塞）,8,6,、环空压裂工艺,实现了水平井段的有效分隔，提高了压裂的针对性和有效性。,适合分射分压,适合大排量施工,适合厚层压裂,技术特点,6、环空压裂工艺实现了水平井段的有效分隔，提高了压裂的针对性,9,7,、三段分压工艺,双封隔器实现一趟管柱压裂三层段,一趟管柱起下，提高作业效率,设计四层投球器，投四次球棒无需打开井口,7、三段分压工艺双封隔器实现一趟管柱压裂三层段,10,8,、水力喷射压裂技术,该技术可应用于裸眼井、注水泥射孔完井、割缝衬管完井等各种完井方式，应用范围较广。,特点：,不用封隔器及桥塞等隔离工具，施工风险小,可进行多段压裂，缩短施工周期，有利于降低储层伤害。,8、水力喷射压裂技术该技术可应用于裸眼井、注水泥射孔完井、割,11,二、合同执行情况,服务内容及要求,技术服务质量要求,执行情况,进行两口水平井分段压裂技术服务工作，提供,2,口井的工具、技术服务方案、施工设计方案、水平井封隔器及井下工具配套组合，组织现场施工，达到双方签订的,靖平,6,、罗平,11,水平井机械分段压裂技术服务,增产目的。,技术服务质量要求：施工过程中不能卡管柱，施工成功率,100%,；压裂设计符合率,80%,以上。,按要求提供两口井所需工具，参与方案设计和现场施工，完成合同要求靖平,6,和罗平,11,两口井，共计,12,层的压裂任务,施工过程中无卡管柱现象，施工成功率,100%,；压裂设计符合率,98.5%,二、合同执行情况 服务内容及要求 技术服务质量要求,12,三、水平井机械分段压裂工艺简介,工作原理：利用封隔器及配套工具可对目的层位强制分段，通过导压喷砂器的节流压差坐封压裂封隔器，压裂目的层，完成后上提压裂管柱重新坐封另一目的层，实现一趟管柱完成多层段的压裂。,三、水平井机械分段压裂工艺简介工作原理：利用封隔器及配套工具,13,水平井机械分段压裂四项技术关键,1,、锚定和扶正工艺设计,水力锚有效锚定管柱，防止管柱在施工过程中发生蠕动，破环封隔器胶筒，提高管柱密封性,在安全接头和封隔器下方连接有导流扶正器，提高管柱稳定性,导流扶正器,水平井机械分段压裂四项技术关键1、锚定和扶正工艺设计 水力,14,小直径水平井压裂封隔器,胶筒指标由,70,、,40MPa,提高到,90,、,50MPa,，残余变形由,20%,降低至,5.0,，封隔器整体结构优化，外径仅为,110mm,，工具串最大长度不到,2.5m,，起下管柱顺畅，同时为反冲洗留有足够的空间,2,、防砂卡工艺设计,导流扶正器,采用刚性扶正结构，并开有导流槽，外径,116mm,，大于封隔器外径，可保护封隔器的起下，同时避免支撑剂堆积，提高封隔器密封及回收性能,喷砂器位置优化设计,导压喷砂器和下封隔器直接相连，以减少封隔器上端沉砂，一旦砂卡，通过边冲砂边上提管柱，达到安全起下管柱的目的,小直径水平井压裂封隔器2、防砂卡工艺设计 导,15,3,、解卡工艺设计,在解卡工具设计上，设计了投球液压丢手安全接头，为后续的解卡、打捞留有通道，如果管柱无法解卡，可在井口投球，地面打压脱开安全接头，将安全接头以上管柱起出。,4,、大砂量设计,整体管柱结构优化，使管柱内径保持一致，防止因变径产生的流态变化，导致的管柱磨损,喷砂器结构优化，形成耐磨导压喷砂器,3、解卡工艺设计4、大砂量设计,16,针对性强：,双封单卡目的层，可控制各层段处理规模,喷砂器磨损对比,南,230-,平,257,井磨损严重,朝,85-,葡平,33,井无明显磨损,加陶粒,45m,3,加覆膜砂,115m,3,加砂量大：,应用耐磨导压喷砂器，应用了低摩阻支撑剂，单趟管柱最大,115,m,3,（常规管柱过砂量小于,45m,3,）,特点：,针对性强：双封单卡目的层，可控制各层段处理规模喷砂器磨损对比,17,可反循环冲砂防卡、解卡；遇卡后可实现丢手；,75,口井工艺成功率达到,97%,安全性高：,小直径封隔器，有可靠地防卡、解卡机构,效率高：,一趟管柱可完成,3-5,层压裂，节省施工时间，降低作业工人劳动强度,安全接头,可反循环冲砂防卡、解卡；遇卡后可实现丢手；75口井工艺成功率,18,压裂设计原则,1,、射孔段不宜过长，一般,3-5m,2,、一般,0,不射孔,3,、布缝要有一定间隔，隔层厚度大于,30m,，尽量均布,4,、施工排量,3m,3,/min,左右,5,、施工压力不大于,50MPa,6,、设备要求要满足连续加砂要求，加砂后不能停泵,7,、若套管出液要立即反洗,8,、砂堵时要立即反洗,压裂设计原则1、射孔段不宜过长，一般3-5m,19,（一）靖平,6,靖平,6,井位图,靖平,6,井位于第三采油厂塞,392,井区（陕西省吴旗县五谷城乡白草沟村营家沟组）。,层位：长,6,井网：米字形,完井：,5,1,/,2,J55,套管固井完井,井筒与最大主应力夹角：,61.7,井深,(m),：,2707.0,水平段长,(m),：,518.4,钻遇油层,(m),：,307.7,四、现场施工情况分析,（一）靖平6靖平6井位图 靖平6井位于第三采油厂塞39,20,射孔段,设计压裂六段，依次为：,2592-2596m,，,2500-2504m,，,2390-2393m,，,2289-2292m,，,2178-2181m,，,2079-2083m,。,射孔段 设计压裂六段，依次为：2592-2596m，,21,压裂管柱结构,116mm,导向丝堵,+27/8,外加厚油管短节,1,根,+K344-110,封隔器,+114mm,导压喷砂器,+27/8,外加厚油管及短节,+,压力计托筒,(,带压力计,)+K344-110,封隔器,+27/8,外加厚油管短节,+114mm,水力锚,+27/8,外加厚油管,1,根,+116mm,导流扶正器,+95mm,安全接头,+27/8,外加厚油管至井口,压裂液配方,基 液,:0.40%CJ2-6+0.5%CF-5C+0.5%COP-1+0.10%CJSJ-2,交联剂,:0.4%,硼砂,+0.4%APS,压裂管柱结构 116mm导向丝堵+27/8外加厚油管,22,阶段,射孔段,厚度,砂量,（,m,3,）,砂比,（,%,）,油管排量,（,m,3,/min,）,设计,实际,设计,实际,设计,实际,第一段,2592.56-2596.56,4.0,35,32.6,35,33.7,2.0,1.8-2.0,第二段,2500.52-2504.52,4.0,30,28,35,30.7,1.8,1.8-2.0,第三段,2390.35-2393.35,3.0,20,20,36.4,37.5,1.8,1.8,第四段,2289.16-2292.16,3.0,25,25,35,35.8,2.0,2.0,第五段,2178.11-2181.11,3.0,20,20,36.4,36.6,1.8,1.8-2.0,第六段,2079.19-2083.19,4.0,30,30,35,35.1,2.0,2.0,现场施工参数与设计参数对比表,由于天气、地层起裂困难等因素影响，该井施工周期较长，共计,18,天,(2009.7.1-7.18,),阶段射孔段厚度砂量砂比油管排量设计实际设计实际设计实际第一段,23,靖平,6,井施工情况,共施工,3,趟管柱，完成,6,个层段施工：,第,1,趟管柱施工：套管一直溢流，起出；,第一段,下封：,2602.43m,上封：,2585.85m,上提至第二段,下封：,2511.37m,上封：,2494.79m,上提至第六段,下封：,2090.0m,上封：,2073.42m,第一段,(,上提,1m),下封：,2601.43m,上封：,2584.85m,靖平6井施工情况共施工3趟管柱，完成6个层段施工：第一段上提,24,第,2,趟管柱施工：完成第一、二段施工，在第三段施工时，因累计憋放,22,次，导致封隔器损坏，起出,第2趟管柱施工：完成第一、二段施工，在第三段施工时，因累计憋,25,第,3,趟压裂施工：完成第,3,、,4,、,5,、,6,层段的施工,第3趟压裂施工：完成第3、4、5、6层段的施工,26,套管溢流原因分析,现场第,1,趟管柱施工时，套管一直溢流,0.7m,3,/min,溢流,井底压力计显示节流压差不到,1MPa,套管溢流原因分析现场第1趟管柱施工时，套管一直溢流0.7m3,27,0.7m,3,/min,溢流,2.0m,3,/min,溢流消失,在第,2,趟管柱施工，压裂第一层时，初期套管溢流，当排量提高后，溢流消失,节流压差,不足,1MPa,节流压差超过,2MPa,排量小，节流压差小，导致封隔器坐封不严，致使套管溢流；排量提高后，产生较大的节流压差，封隔器胶筒坐封充分，溢流消失,0.7m3/min2.0m3/min在第2趟管柱施工，压裂第,28,（二）罗平,11,井,罗平,11,井位图,罗平,11,井位于第五采油厂罗,1,井区（陕西省定边县马家山乡）。,层位：长,8,1,1,井网：交错排状,完井：,5,1,/,2,J55,套管固井完井,井筒与最大主应力夹角：,44.5,井深,(m),：,3107.2,水平段长,(m),：,347.8,钻遇油层,(m),：,254.7,（二）罗平11井罗平11井位图 罗平11井位于第五采油,29,设计压裂六段，依次为：,2802.0-2806.0m,，,2837.0-2841.0m,，,2882.0-2885.0m,，,2916.0-2920.0m,，,2951.0-2955.0m,，,3015.0-3019.0m,。,设计压裂六段，依次为：2802.0-2806.0,30,管柱结构：,116mm,导向丝堵,+27/8,外加厚油管短节,1,根,+K344-110,封隔器,+114mm,导压喷砂器,+27/8,外加厚油管及短节,+,压力计托筒,(,带压力计,)+K344-110,封隔器,+27/8,外加厚油管短节,+114mm,水力锚,+27/8,外加厚油管,1,根,+116mm,导流扶正器,+95mm,安全接头,+27/8,外加厚油管至井口,压裂液配方,基 液,:0.40%CJ2-6+0.5%CF-5D+0.5%COP-1+0.10%CJSJ-2+0.06%CJ-3,交联剂,:50%JL-2+3.5%APS,管柱结构：压裂液配方基 液:0.40%CJ2-6+,31,阶段,射孔段,厚度,砂量（,m,3,）,砂比（,%,）,油管排量（,m,3,/min,）,破压,（,MPa,）,工压,（,MPa,）,停泵压力,（,MPa,）,设计,实际,设计,实际,设计,实际,第一段,3015.0-3019.0,4.0,20,20,30,30.7,2.0,2.0,52,23.5,13.3,第二段,2951.0-2955.0,4.0,25,25,35,34.6,2.0,2.0-2.2,38.7,25.7,12.1,第三段,2916.0-2920.0,4.0,28,28,34,34.5,2.0,2.0-2.6,39.5,29,13.2,第四段,2882.0-2885.0,3.0,28,28,34,34.1,2.0,2.2-2.6,40,31.6,14.5,第五段,2837.0-2841.0,4.0,25,25,35,35.2,2.0,2.2-2.6,44.8,29.1,12.1,第六段,2802.0-2806.0,4.0,15,15,28,28.5,2.0,2.6,42.5,30.4,12.6,现场施工参数与设计参数对比表,由于天气及第六段打捞钻具影响，该井施工周期较长，共计,23,天,(2009.7.14-8.5),阶段射孔段厚度砂量（m3）砂比（%）油管排量（m3/min）,32,第,1,趟管柱施工：完成第,1,、,2,、,3,段施工,施工,3,趟管柱，完成,6,个层段压裂,罗平,11,井施工情况,第1趟管柱施工：完成第1、2、3段施工施工3趟管柱，完成6个,33,第二趟管柱施工：完成第,4,、,5,段压裂。压裂第,6,段时，压力突然下降，同时套管溢流，起出管柱，发现自安全接头处管柱脱落,第二趟管柱施工：完成第4、5段压裂。压裂第6段时，压力突然下,34,第,3,趟管柱施工：完成第,6,段施工,第3趟管柱施工：完成第6段施工,35,管柱脱落原因分析,捞矛,安全接头下半部,起出安全接头上半部分,现场情况：起出后，发现安全接头销钉剪断，自安全接头下部以下管柱落入井筒，后下入双滑块捞矛进行打捞，于,8,月,2,日下午顺利捞出。,管柱脱落原因分析捞矛安全接头下半部起出安全接头上半部分现场情,36,原因分析,从第四层压裂的井底压力看，内外压力差为,4MPa,，属正常范围。,原因分析从第四层压裂的井底压力看，内外压力差为4MPa，属正,37,第五层施工时，井底压力计显示产生内外压差,9MPa,，时间持续约,30min,，但因安全接头销钉设计剪断压差为,12MPa,，此时销钉疲劳破坏，这是造成安全接头脱落的原因。,第五层施工时，井底压力计显示产生内外压差9MPa，时间持续约,38,第六层施工时，井底压力内外相差,2MPa,，在正常范围内，但由于在第五层施工时，销钉已经疲劳，因此，再作用,2min,时，销钉被剪断。,第六层施工时，井底压力内外相差2MPa，在正常范围内，但由于,39,五、压裂效果,井号,投产日期,油层厚度,m,试排产量,投产第,1,月,投产第,2,月,投产第,3,月,产油,t/d,产水,m,3,/d,日产液,日产油,含水,液面,日产液,日产油,含水,液面,日产液,日产油,含水,液面,塞,403-25,2008.10.7,18.6,17.4,0,8.12,4.76,31.0,/,5.38,3.68,19.5,1726,4.26,3.15,13.0,1799,平均,/,靖平,6,井,2009.9.17,30.3,0,16.74,9.08,36.9,678,13.76,8.47,27.6,1388,/,/,/,/,靖平,6,井生产情况,五、压裂效果井号投产日期试排产量投产第1月投产第2月投产,40,罗平,11,井生产情况,阶段,射孔段,砂量（,m,3,）,砂比（,%,）,油管排量（,m,3,/min,）,破压,（,MPa,）,工压,（,MPa,）,停泵压力,（,MPa,）,试排结果,第一段,3015.0-3019.0,20,30.7,2.0,52,23.5,13.3,日产纯油,51.3m,3,/d,第二段,2951.0-2955.0,25,34.6,2.0-2.2,38.7,25.7,12.1,第三段,2916.0-2920.0,28,34.5,2.0-2.6,39.5,29,13.2,第四段,2882.0-2885.0,28,34.1,2.2-2.6,40,31.6,14.5,第五段,2837.0-2841.0,25,35.2,2.2-2.6,44.8,29.1,12.1,第六段,2802.0-2806.0,15,28.5,2.6,42.5,30.4,12.6,罗平,10,井施工参数与排液结果,罗平11井生产情况阶段射孔段砂量（m3）砂比（%）油管排量（,41,六、结论与建议,（,1,）采用水平井机械分段压裂工艺完成了两口井,12,段分段压裂施工，满足了长庆油田温度,90,、压力,55MPa,的水平井施工要求，压后效果较好，说明机械分段压裂工艺针对性强，达到了合同要求。,（,2,）施工中出现安全接头脱落的现象，分析认为是由于施工过程中产生,9MPa,的内外压差，并持续,30min,造成的。,（,3,）现场施工中，小排量施工造成节流压差小（不足,1MPa,），封隔器坐封不严，出现套管溢流现象，当排量提高后，溢流消失。因此，今后水平井机械分段压裂施工时，建议使用较高排量、承压高的设备进行施工。,六、结论与建议（1）采用水平井机械分段压裂工艺完成了两口井1,42,请专家批评指正,请专家批评指正,43,