國內外連續(xù)油管技術現(xiàn)狀及應用實例(編輯修改稿)
2024-12-02 10:10 本頁面
【文章內容簡介】 圖 27 連續(xù)油管壓裂封隔器總成 連續(xù)油管壓裂用的工具串多數都由一些跨隔封隔器組成的。圖 27給出了一個常用的封隔器總成設計。該封隔器總成針對連續(xù)油管壓裂作業(yè)做了專門設計，有如下特點： ? 平衡閥 — 封隔器在被解封和移動到下一層位之前，可以平衡壓力。 ? 下部卡瓦的設計 — 不需要旋轉外部芯軸來解封，使封隔器解封更容易。 ? 上部皮碗式封隔器 — 當工具 下入井中要反洗井時，可以進行反循環(huán)。 ? 多次坐封 — 能夠坐封、解封，可靠地移動許多次。 圖示封隔器在連續(xù)油管壓裂中被成功使用了上千口井，適用于 4 1/2 ～ 51/2in的套管。 標準的封隔器總成操作過程要求工具下入井中進行反循環(huán)。這有助于減小上部皮碗式封隔器與套管壁的摩擦力。反循環(huán)也能夠洗出射孔后進入井中的地層碎屑。 工具串到達要壓裂的第一層后，封隔器先上提 2英尺，然后給封隔器總成向下施加一個重力，封隔器就完成了坐封。下部的卡瓦將錨定在套管壁上，下部的封隔器膠筒也將密封了井筒。就開始了連續(xù)油管壓裂作業(yè)。壓裂完成后，就可以反排。通過連續(xù)油管上提，封隔器就可以解封，并移動到下一層位。 皮碗式封隔器 卡瓦封隔器 7 水力噴射壓裂 技術 水力噴射壓裂 技術 的優(yōu)點 連續(xù)油管水力噴射壓裂是集 水力噴射射孔、 壓裂 、隔離、不壓井作業(yè) 于一體 的高效增產改造技術。 水力噴砂射孔優(yōu)于常規(guī)聚能炮彈射孔 ,沒有形成壓實帶污染 ,可以減輕近井筒地帶應力集 中 ,有利于提高近井筒地帶滲透率 ,穿透近井筒污染帶 ,泄油面積增大 ,有利于降低生產壓降 ,增加向井筒的滲流速度 ,提高未污染地層流向井筒的液量 ,從而提高油井產量。且定向水力噴射射孔容易實現(xiàn)射孔方向與最大水平主應力方向一致 ,噴射出的孔道較深 ,在裂縫的擴展過程中起到導向孔的作用 ,避免多裂縫和裂縫彎曲 ,可以提高射孔和壓裂效率。 只要系統(tǒng)中的連續(xù)油管和噴射工具不被損壞 ,不僅可以不下分層工具 (如封隔器 ) 就能實現(xiàn)上下分隔 ,而且還可以快速地多次重復作業(yè) ,縮短作業(yè)周期和降低成本，提高產能。 采用環(huán)空壓裂，井口 施工 壓力低； 無效裂縫 少； 起下壓裂管柱快； 儲層傷害小，周期短，成本低，經濟性好，適應性廣，適應裸眼水平井等多種井況 。 管柱結構簡單，不用填砂打膠塞或機械封隔工具封堵，從而降低了事故發(fā)生率。 水力噴射壓裂原理 它運用水動力學原理 ,首先進行水力噴砂射孔 ,之后通過兩套泵壓系統(tǒng)分別向油管和環(huán)空同時泵入壓裂流體完成噴射壓裂工藝。 連續(xù)油管將高壓流體送入到改造層段后 ,通過噴嘴 ,實現(xiàn)高壓射流能量轉換產生的高速流體沖擊套管和巖石形成射孔通道 ,完成水力射孔。射流連續(xù)作用在噴射通道中形成增壓 ,同時向環(huán)空中泵入流體增加環(huán)空壓力 ,噴射流體增壓和環(huán)空壓力的疊加超過破裂壓力后將地層壓破。環(huán)空流體在高速射流的帶動下進入射孔通道和裂縫中 ,使得裂縫得以充分擴展 ,裂縫形成后 ,高速流體繼續(xù)噴射進入孔道和裂縫中 （見圖 28） 。產生裂縫條件表示為 : p增壓 +p環(huán)空≥ p破裂。 根據 Bernoulli 方程 : v2/2+p/ρ = C 射流出口附近的流體速度最高 ,壓力最低 ,流體不會流向其他地方。環(huán)空的流體則在壓差作用下被吸入地層 ,維持裂縫繼續(xù)延伸。 圖 28 水力噴射壓裂機理示意圖 水力噴射壓裂技術 參數及技術 關鍵 ? 技術參數 連 續(xù)油管外徑： 一般 為 44. 45mm或 ； 噴嘴直徑 36mm； 8 ? 技術關鍵 噴嘴的材質 ： 噴嘴的直徑和數量；水力噴射參數對裂縫起裂壓力及裂縫延伸發(fā)展的影響規(guī)律。 已知 美國 BJ公司 和 Haliburton公司 有此項技術，并在 中國市場有過合作應用。 水力噴射壓裂技術的應用實例 實例 1： 華北分公司與美國 BJ公司合作施工了兩口井 2020年 11月，華北分公司與美國 BJ公司合作，采用 38mm連續(xù)油管進行環(huán)空加砂壓裂并伴注液氮技術，成功地在鄂爾多斯盆地大牛地氣田施工了兩口井，目的層 28162566m。 4層共加入 2040目陶粒 103m3，注入液氮 ，作業(yè)跨度達 。 所用噴頭是雙孔（ 2孔 /m），噴嘴是 。 實例 2： 長慶油田公司與 Halliburton公司合作 6口 水平 井 在 2020年 2020年 長慶油田公司與 Halliburton公司 ,先后在 6口井 22層段上采用水力噴射定向射孔與壓裂聯(lián)作技術進行分段壓裂改造 ,施工取得了圓滿成功 。證明了該技術是水平井壓裂工藝中比較安全、高效的一種工藝。與傳統(tǒng)技術相比 ,該技術具有井下工具簡單、工序少等特點 ,一趟鉆具可以壓裂 2～ 3 層 ,明顯縮短了施 工周期 ,降低了施工成本。 ? 應用效果 通過多種手段分析 ,在 ZP3 和 ZP7 這 2口水平井的水平段都形成了相互平行獨立的 4條裂縫 ,試油產量明顯高于同井區(qū)的鄰井 ,投產產量也高于鄰井 ,說明該工藝技術對水平井的壓裂改造是有效的。 ? 管柱結構及 原理 采用重力偏心裝置 ,配合轉動接頭 ,靠翼翅與井壁摩擦阻力不平衡 ,在偏心重力作用下實現(xiàn)槍串的整體轉動來進行射孔定位 （圖 29） 。因為槍體的軸線接近直線 ,可將槍體的運動簡化為剛體的平面運動 ,在合力作用下 ,槍體將
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