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1、会计学1水平井压裂工艺技术大庆水平井压裂工艺技术大庆(dqng)第一页，共38页。总体总体总体总体(zngt)(zngt)(zngt)(zngt)情况：情况：情况：情况：大庆油田通过多种类型油藏大胆尝试，拓宽了水平井应用领域，在外围薄层、多层葡萄花油层，特低渗透(shntu)扶杨油层，长垣厚层水淹层，火山岩气层，裂缝潜山等多种类型油气藏，尝试应用了复式水平井、阶梯式水平井、分支水平井、导眼侧钻水平井等多种类型水平井。第2页/共38页第二页，共38页。总体总体总体总体(zngt)(zngt)(zngt)(zngt)情况：情况：情况：情况：由于大庆油田的地质开发特点，与其它油田相比，水平井具有(j
2、yu)井眼尺寸小（为140mm套管，而其它油田主要为178mm套管）、井眼曲率大（一般为40-600/100m，最大水平井井眼曲率为730/100m，最大侧钻水平井曲率为1150/100m）、水平段长（一般为800m1000m，最长水平段1268m）、且多为阶梯水平井等特点。第3页/共38页第三页，共38页。大庆油田大庆油田大庆油田大庆油田(d qn yu tin)(d qn yu tin)(d qn yu tin)(d qn yu tin)水平井井下作业配套技术：水平井井下作业配套技术：水平井井下作业配套技术：水平井井下作业配套技术：水平井限流法压裂技术不断完善水平井限流法压裂技术不断完善双
3、卡分段压裂取得突破性进展双卡分段压裂取得突破性进展水水平平井井连连续续(linx)(linx)油油管管酸酸化化和和分分段段酸酸化化技技术术日日趋趋成成熟熟水平井解卡、打捞工艺不断进步水平井解卡、打捞工艺不断进步 随着大庆油田水平井应用规模扩大(kud)，为进一步提高水平井的开发效果和效益：第4页/共38页第四页，共38页。针对大庆外围油田储层物性差、井筒(jn tn)轨迹复杂等增 产改造的难题，初步形成了压裂优化设计、高压耐 磨管柱、测试压裂分析等配套技术 2006年，共进行水平井压裂12口，超过“八五”以 来水平井压裂井数之和，增产效果显著。同时，进 行了第一口水平井双封单卡压裂，仅用一天时
4、间就 完成了三段压裂，填补了国内空白 第5页/共38页第五页，共38页。l 针对薄互层水平井特点(tdin)，完善分段布缝原则 根据裂缝和砂体在实钻轨迹(guj)上投影位置与周围水井关系：横向裂缝，避开对应水井，均匀布缝避免裂缝间干扰；纵向裂缝，裂缝贯穿井筒，避免重叠。不同地层三向应力差异的人工不同地层三向应力差异的人工(rngng)(rngng)裂缝形态示意图裂缝形态示意图1、进一步完善了水平井限流压裂优化设计方法(一一)水平井限流法压裂技术水平井限流法压裂技术第6页/共38页第六页，共38页。肇肇57-平平35井地质条件不如肇井地质条件不如肇57-平平33井，初期井，初期(chq)日产日产
5、油和累积产油分别是后者的油和累积产油分别是后者的1.37、2.16倍。倍。优选的压裂段位于(wiy)含油砂岩内，且电性显示明显，含油饱满、总烃含量高；（横向裂缝尤为重要）第7页/共38页第七页，共38页。人工裂缝(li fng)尽量沟通邻近的油层，以“一缝穿多层”为目标进行布缝。PI2PI31PI32PI4PI2PI31PI32PI4横向(hn xin)裂缝纵向(zn xin)裂缝第8页/共38页第八页，共38页。l 针对水平段长特点，完善(wnshn)了限流布孔方法 根据布缝条数和施工排量上限，确定(qudng)限流射孔段数，按照“跟部少，趾端多，中间匀”的原则确定(qudng)各段孔数。当
6、预计近井摩阻较大时，可采用当预计近井摩阻较大时，可采用(ciyng)180(ciyng)180上下布孔，减上下布孔，减少弯曲摩阻少弯曲摩阻 采用DP36RDX-1型射孔枪射孔，单孔直径8.8mm 第9页/共38页第九页，共38页。台105平2井测试(csh)压裂曲线在相同的施工排量下，不同(b tn)射孔方式孔缝摩阻相差8.0 MPa。这说明上下180度的射孔方式消耗更小的施工摩阻，更有利于压裂施工。双88-平44井测试(csh)压裂曲线孔缝摩阻：孔缝摩阻：37.5MPa37.5MPa 孔缝摩阻：孔缝摩阻：29.529.5 MPaMPa 第10页/共38页第十页，共38页。l 开展了压裂规模(
7、gum)优化研究 以达到合理缝长，实现“一缝穿多层”为目标，优化施工(sh gng)规模和施工(sh gng)参数，得出“大砂量、大排量、高砂比”施工(sh gng)的认识。2006-2007年施工(sh gng)13口井，平均砂比32%，最大排量达9m3/min，最大砂量90m3。南南南南236-236-236-236-平平平平252252252252井模拟井模拟井模拟井模拟(mn)(mn)(mn)(mn)结果结果结果结果南南南南236-236-236-236-平平平平252252252252井产量预测结果井产量预测结果井产量预测结果井产量预测结果第11页/共38页第十一页，共38页。磨损后
8、磨损后磨损前磨损前 研制Y344-115封隔器，中心管优选耐磨材质，改进了工具连接(linji)部位结构，采用橡胶垫充填间隙，满足了施工要求。州州52-52-平平7070井井 施工施工(sh gng)(sh gng)后后JS-2JS-2封封隔器中心管下端磨隔器中心管下端磨断断 由于薄互层水平井限流压裂排量大、砂比高，以往(ywng)使用的JS-2封隔器难以适应。内径内径内径内径50mm 50mm 50mm 50mm 65mm65mm65mm65mm内径内径内径内径50mm 50mm 50mm 50mm 57mm57mm57mm57mm新管柱新管柱2、研制了适应大排量高砂比压裂管柱第12页/共3
9、8页第十二页，共38页。3、发展了水平井限流压裂诊断和评估(pn)技术水平井压裂节点压力(yl)分析示意图求系统总摩求系统总摩求系统总摩求系统总摩阻阻阻阻求炮眼摩阻求炮眼摩阻求炮眼摩阻求炮眼摩阻求单孔排量求单孔排量求单孔排量求单孔排量确定压开孔确定压开孔确定压开孔确定压开孔数排量数排量数排量数排量求油管和套求油管和套求油管和套求油管和套管摩阻管摩阻管摩阻管摩阻 水平井限流压裂过程中的摩阻水平井限流压裂过程中的摩阻与直井相比增加了套管沿程损失，与直井相比增加了套管沿程损失，在以往的诊断中被忽略，使得计在以往的诊断中被忽略，使得计算的炮眼摩阻大于实际，导致算的炮眼摩阻大于实际，导致(dozh)计算
10、的压开孔数不准。计算的压开孔数不准。完善摩阻分析法，提高压完善摩阻分析法，提高压开炮眼数判断的可靠性开炮眼数判断的可靠性第13页/共38页第十三页，共38页。水平井限流法压裂诊断水平井限流法压裂诊断(zhndun)(zhndun)结果结果 应用井底压力资料应用井底压力资料(zlio)对水平井套管摩阻对水平井套管摩阻进行了拟合，建立了预测公进行了拟合，建立了预测公式。同时对不同工具下的油式。同时对不同工具下的油管阻力也进行了校正。管阻力也进行了校正。第14页/共38页第十四页，共38页。为能够定量解释限流压裂裂缝差异，开展了连续(linx)油管测井温解释裂缝形态研究定量模拟定量模拟定量模拟定量模
11、拟解释结果解释结果解释结果解释结果最大缝宽最大缝宽最大缝宽最大缝宽12mm12mm支撑缝长支撑缝长支撑缝长支撑缝长177m177m最大缝宽最大缝宽最大缝宽最大缝宽7mm7mm支撑缝长支撑缝长支撑缝长支撑缝长270m270m最大缝宽最大缝宽最大缝宽最大缝宽4mm4mm支撑缝长支撑缝长支撑缝长支撑缝长260m260m连续油管机连续油管机连续油管机连续油管机+38mm+38mm井温仪井温仪井温仪井温仪 45mm 45mm 喷嘴，压后喷嘴，压后喷嘴，压后喷嘴，压后4 4小时小时小时小时(xi(xiosh)osh)内重复测内重复测内重复测内重复测2-32-3次次次次第15页/共38页第十五页，共38页。
12、序号序号井井 号号压裂压裂 日期日期压裂初期压裂初期2007.06.302007.06.30累计产油累计产油(t)(t)日产液日产液(t/d)(t/d)日产油日产油(t/d)(t/d)日产液日产液(t/d)(t/d)日产油日产油(t/d)(t/d)1 1肇肇57-57-平平333303.12.2503.12.2529.629.627.227.216.616.613.013.019675196752 2肇肇57-57-平平353503.12.2603.12.2622.122.119.919.98.18.13.13.1774477443 3州州52-52-平平707006.06.0606.06.0
13、638.638.635.735.715.815.813.413.4775677564 4州州78-78-平平717106.08.3006.08.3049.349.348.848.816.116.114.214.2595659565 5肇肇62-62-平平222206.12.0406.12.0416.216.215.415.410.110.19.19.1228022806 6肇肇33-33-平平282807.01.0707.01.0713.813.812.612.69.99.98.98.99379377 7芳芳134-134-平平14714707.03.2507.03.2520.320.317.
14、017.020.320.318.418.46076078 8芳芳130-130-平平15015007.03.2807.03.2817.617.617.217.217.617.617.217.24014019 9芳芳142-142-平平14614607.05.0407.05.0420.820.818.718.716.616.614.414.48388381010芳芳146-146-平平13413407.05.2107.05.2118.618.616.516.518.618.617.517.5431431平均平均24.724.722.922.915.015.012.912.92424口射孔水平井口
15、射孔水平井13.813.812.812.87.1 7.1 5.2 5.2 44514451差值差值-10.9-10.9-10.1-10.1-7.9-7.9-7.7-7.71212口压裂直井口压裂直井6.06.05.15.14.34.32.92.919331933差值差值-18.7-18.7-18.7-18.7-13.5-13.5-10.0-10.05959口直井口直井4.14.13.63.63.03.02.22.213981398差值差值-20.6-20.6-19.3-19.3-12.0-12.0-10.7-10.7肇州油田同区块限流压裂与水平井射孔肇州油田同区块限流压裂与水平井射孔(sh k
16、n)(sh kn)、直井压裂、直井射孔、直井压裂、直井射孔(sh kn)(sh kn)效果统计表效果统计表限流压裂限流压裂/水平井射孔水平井射孔(sh kn)=1.79(sh kn)=1.79限流压裂限流压裂/直井压裂直井压裂=4.12=4.12限流压裂限流压裂/直井直井=6.02=6.02限流压裂限流压裂/水平井射孔水平井射孔(sh kn)=2.11(sh kn)=2.11限流压裂限流压裂/直井压裂直井压裂=3.49=3.49限流压裂限流压裂/直井直井=5.0=5.0目前：目前：初期：初期：第16页/共38页第十六页，共38页。水平井笼统(lng tng)限流法压裂见到了较好效果，但存在裂缝
17、难于控制，现有条件下只能压开4-5段的问题 为提高对水平井压裂裂缝的控制程度，增加处理的层段数，开展了分段压裂研究。另外，为满足已大段射孔水平井后续增产改造要求，也需要研究水平井分段压裂工艺技术。(二二)水平井机械分段水平井机械分段(fn dun)(fn dun)压裂技术压裂技术 第17页/共38页第十七页，共38页。州78-平67井应用两级K344-115封隔器单卡上提管柱和3油管实施(shsh)了5段清水压裂。1、分段(fn dun)不加砂压裂试验第18页/共38页第十八页，共38页。施工过程中各段破裂显示明显(mngxin)，说明双卡起到了封隔作用 压裂趾端后工具上提载荷有所增加，且下部
18、封隔器胶筒有破损，说明用常规尺寸工具进行水平井压裂施工，确实存在(cnzi)较大风险。1、分段(fn dun)不加砂压裂试验K344-115 封隔器第19页/共38页第十九页，共38页。桥塞分段桥塞分段桥塞分段桥塞分段(fn dun)(fn dun)(fn dun)(fn dun)压裂工艺方案压裂工艺方案压裂工艺方案压裂工艺方案液压坐封、丢手；液压坐封、丢手；下入工具上提解封；下入工具上提解封；卡距不受限制，可实现老井大跨距分段卡距不受限制，可实现老井大跨距分段(fn dun)(fn dun)压裂施工。压裂施工。YJH-5.5AG-70YJH-5.5AG-70YJH-5.5AG-70YJH-5
19、.5AG-70型桥塞工具型桥塞工具型桥塞工具型桥塞工具(gngj)(gngj)(gngj)(gngj)结构结构结构结构 2、可取桥塞分段压裂技术第20页/共38页第二十页，共38页。第一次：多裂缝(li fng)第二次：桥塞压裂第三次：桥塞压裂序序号号射孔井段射孔井段(m)(m)井段长度井段长度（m m）施工规模施工规模m m3 3最高砂比最高砂比%平均砂比平均砂比%压裂液量压裂液量m m3 312140.0-2132.08.0陶1924.06.71922080.0-2052.527.5陶21+树321.08.519621769.5-1706.063.5陶23+树324.013.0213314
20、38.0-1425.013.0陶23+树335.017.0170 朝平1井压裂改造4个层段，除起下工具时在变形(bin xng)点稍微遇阻外，桥塞坐封、解封及打捞顺利。朝平1井压裂施工数据(shj)统计2、可取桥塞分段压裂技术第21页/共38页第二十一页，共38页。为满足加砂、降低施工风险(fngxin)、降低成本要求，研究应用了水平井多段双卡小直径压裂工艺管柱。v封隔器外径上大、下小（下小于105mm）v控制射孔(sh kn)段长度，保证卡距小于10mv卡距设置返循环通道v喷砂口距胶筒距离小(仅200mm)，预防沉砂 胶筒外径胶筒外径(mm)(mm)疲劳疲劳承压后外径承压后外径(mm)(mm
21、)最大变形最大变形结果结果备注备注10410440MPa5min540MPa5min5次次下下1091094.804.80合格合格50MPa50MPa未爆未爆胶筒油浸试验胶筒油浸试验(shyn)(70(shyn)(70柴油中浸泡柴油中浸泡1 1小小时时)3、水平井多段双卡加砂压裂首次试验成功 第22页/共38页第二十二页，共38页。现场现场(xinchng)(xinchng)试验情试验情况及效果况及效果 截至目前截至目前(mqin)(mqin)，应用机械分段压裂工艺成功压裂，应用机械分段压裂工艺成功压裂1010口井口井4545个层段，并均获成功。个层段，并均获成功。一一趟趟管管柱柱最最多多压压
22、裂裂3 3段段，最最大大射射孔孔(sh(sh kn)kn)井井段段10m10m，每段最多孔数，每段最多孔数100100孔孔最大卡距最大卡距33m33m单井及单趟管柱最大加砂量单井及单趟管柱最大加砂量90m390m3、45m345m3最高施工压力最高施工压力53.9MPa53.9MPa第23页/共38页第二十三页，共38页。2006年 12月 8日，在 南 230-平 357井 利 用(lyng)双卡小直径压裂管柱顺利实现一趟管柱上提两次压裂三层施工，共加陶粒42m3，填补了国内空白。27/8外加厚油管 95mm安全(nqun)接头 扶正器 K344-115封隔器 114mm导压喷砂器 K344
23、-105封隔器导向丝堵(第三层第三层第三层第三层)压裂施工压裂施工压裂施工压裂施工(sh gng)(sh gng)(sh gng)(sh gng)及摩阻曲线及摩阻曲线及摩阻曲线及摩阻曲线南南南南230-230-230-230-平平平平257257257257井分段压裂管柱图井分段压裂管柱图井分段压裂管柱图井分段压裂管柱图第24页/共38页第二十四页，共38页。现场施工表明：该工艺可实现3个目的(md)层段压裂施工，管柱具有反循环冲砂功能，反洗后上提管柱负荷正常，施工简单，安全。该井压后初期(chq)日产液19.5m3，日产油18.6t层位层位射孔井段（射孔井段（m m）孔孔数数最高施最高施工压
24、力工压力MPaMPa施工施工排量排量m m3 3/min/min加砂量加砂量m m3 3最大最大砂比砂比备注备注PP2 21970-1970.71970-1970.77 756563.33.313134242砂堵，反洗后负荷正常砂堵，反洗后负荷正常1890-1890.71890-1890.77 754543.43.416162121上提负荷正常上提负荷正常1807-1807.71807-1807.77 756563.63.613132525上提负荷正常上提负荷正常南南230-230-平平357357井压裂层段数据表井压裂层段数据表第25页/共38页第二十五页，共38页。压裂压裂次序次序射开层位
25、射开层位射开井段射开井段(m)(m)层层 厚厚(m)(m)隔层厚度隔层厚度(m)(m)小层小层数数射开射开有有效效下下上上(个个)1 1P2P2331634.51634.51640.81640.82.72.70.50.5未射未射7.87.83 32 2P4P41648.61648.61649.41649.40.80.8-7.87.8未射未射1 1施工原理：待上一层裂缝闭合(b h)后，利用携砂胶团封堵已压开裂缝炮眼，然后对下一目的层进行压裂施工肇11斜59井 压裂层段数据表4、水平井携砂胶塞先导性试验(shyn)第26页/共38页第二十六页，共38页。肇11斜59井压裂施工(sh gng)曲线
26、压裂施工过程：该井共压裂压裂施工过程：该井共压裂2层段。考虑到第一层厚度小，且没有有效厚度，压前进行了酸化预处理，破裂层段。考虑到第一层厚度小，且没有有效厚度，压前进行了酸化预处理，破裂(pli)压力压力35MPa，瞬时停泵压力，瞬时停泵压力12.31 Mpa，加砂，加砂6m3，裂缝延伸压力，裂缝延伸压力3031.7 MPa。4、水平井携砂胶塞先导性试验(shyn)压完第一层后扩散压力待裂缝闭合后，打入携砂液胶塞，上提管柱压完第一层后扩散压力待裂缝闭合后，打入携砂液胶塞，上提管柱30m,30m,封隔器坐封后最高泵压封隔器坐封后最高泵压48 MPa48 MPa，停车，再次起车，缓慢憋压至，停车，
27、再次起车，缓慢憋压至43.37 MPa43.37 MPa，第二层压开，第二层压开 。第27页/共38页第二十七页，共38页。压裂施工分析：从压裂施工曲线上可以看出压裂施工分析：从压裂施工曲线上可以看出(kn ch)，两个层的破裂压力、裂缝延伸，两个层的破裂压力、裂缝延伸压力、瞬时停泵压力、滤失量等各项施工参压力、瞬时停泵压力、滤失量等各项施工参数明显不同，说明压开的是两个不同的层位，数明显不同，说明压开的是两个不同的层位，因此可以确定本次携砂胶塞分层压裂是成功因此可以确定本次携砂胶塞分层压裂是成功的，完成了两个不同层位的压裂施工。为了的，完成了两个不同层位的压裂施工。为了进一步加以证实，可以在
28、该井投产后进行产进一步加以证实，可以在该井投产后进行产液剖面测试。液剖面测试。4、水平井携砂胶塞先导性试验(shyn)第28页/共38页第二十八页，共38页。4、水平井携砂胶塞压裂工艺(gngy)该井是一口已射孔的老井该井是一口已射孔的老井,04年年1月投产月投产,已射开已射开5个层段。本次选择个层段。本次选择其中的其中的3个层段进行压裂改造个层段进行压裂改造(gizo)。水平段长。水平段长748.6m，主要改造，主要改造(gizo)层系为萨层系为萨。第29页/共38页第二十九页，共38页。压裂施工分析：从压裂施工分析：从压裂施工曲线上可压裂施工曲线上可以看出，前两个以看出，前两个(lin)小
29、层的破小层的破裂压力、裂缝延伸裂压力、裂缝延伸压力、瞬时停泵压压力、瞬时停泵压力、滤失量等各项力、滤失量等各项施工参数明显不同，施工参数明显不同，说明压开的是两个说明压开的是两个(lin)不同的层不同的层位位第30页/共38页第三十页，共38页。开展裂缝扩展模拟研究 通过(tnggu)净液和各携砂浓度的摩阻测试，研究炮眼磨蚀规律 改进三维压裂模拟软件 合理布孔方法(fngf)优化射孔参数和压裂施 工参数 南230-平257井摩阻变化(binhu)曲线1、研究裂缝开启、延伸规律，提高裂缝的控制水平 三、目前仍存在主要技术难题及下部攻关重点三、目前仍存在主要技术难题及下部攻关重点三、目前仍存在主要
30、技术难题及下部攻关重点三、目前仍存在主要技术难题及下部攻关重点第31页/共38页第三十一页，共38页。裂缝(li fng)三维模拟图 在长水平段上同时压开35条裂缝,而裂缝形态受区域应力(yngl)、射孔、施工参数、地质非均质性等影响，裂缝形态复杂2、研究裂缝形态的测试(csh)和模拟解释方法第32页/共38页第三十二页，共38页。3、水平井分段限流技术(jsh)研究通过以上研究，要实现裂缝(li fng)形态及延伸规律的定量解释，提高水平井压裂布孔和压裂优化设计水平，形成具有大庆特色的低渗透油田水平井分段限流技术“分”难压段，穿层“合”大段限流，降 成本(chngbn)，降风险一口井中有“分
31、”有“合”第33页/共38页第三十三页，共38页。（1 1 1 1）加快双卡压裂管柱试验）加快双卡压裂管柱试验）加快双卡压裂管柱试验）加快双卡压裂管柱试验(shyn)(shyn)(shyn)(shyn)进度进度进度进度 分段压裂是提高水平井裂缝控制的有效(yuxio)手段，应形成以分段限流压裂为主体的配套技术：研究不压井起桥塞工艺(gngy)，探索简化施工工序，降低施工成本的方法，开展连续油管+桥塞分段限流压裂试验。（2 2 2 2）完善可取桥塞分段压裂技术）完善可取桥塞分段压裂技术）完善可取桥塞分段压裂技术）完善可取桥塞分段压裂技术对于分段压裂的认识对于分段压裂的认识第34页/共38页第三十
32、四页，共38页。（3 3 3 3）对对对对于于于于已已已已大大大大段段段段射射射射孔孔孔孔(sh(sh(sh(sh kn)kn)kn)kn)的的的的老老老老井井井井，开开开开展展展展液液液液体体体体胶胶胶胶塞塞塞塞填填填填砂砂砂砂压压压压裂裂裂裂技技技技术术术术试试试试验验验验，加加加加强强强强胶胶胶胶塞塞塞塞配配配配方方方方研研研研究究究究，优优优优化化化化配配配配置置置置工艺，降低对储层的伤害，降低成本。工艺，降低对储层的伤害，降低成本。工艺，降低对储层的伤害，降低成本。工艺，降低对储层的伤害，降低成本。第35页/共38页第三十五页，共38页。开展水平井增效射孔及优化设计开展水平井增效射孔
33、及优化设计(shj)(shj)方法研究方法研究 水平井的射孔完井产能预测方法研究；不同产率比预测模型的求解(qi ji)方法；水平井射孔参数的敏感性分析；水平井最优射孔井段确定方法研究；水平井射孔优化软件的开发（1 1 1 1）水平井射孔）水平井射孔）水平井射孔）水平井射孔(sh kn)(sh kn)(sh kn)(sh kn)优化方法研优化方法研优化方法研优化方法研究究究究水平井内盲孔射孔器研制；水平井复合射孔技术研究。（2 2 2 2）水平井增效射孔技术研究）水平井增效射孔技术研究）水平井增效射孔技术研究）水平井增效射孔技术研究第36页/共38页第三十六页，共38页。第37页/共38页第三十七页，共38页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第38页/共38页第三十八页，共38页。