水平井分段壓裂工藝技術(shù)是提高非常規(guī)油氣藏、低孔低滲儲層單井產(chǎn)量的有效手段,技術(shù)難點(diǎn)在于分段壓裂工藝方式選擇、井下封堵工具和壓裂滑套工具的配套。針對低滲儲層,大港油田進(jìn)行了水平井固井分段壓裂投產(chǎn)一次完井技術(shù)研究,優(yōu)化設(shè)計完井管柱、爆破閥和投球滑套施工參數(shù)及壓裂參數(shù),F(xiàn)場實(shí)踐證明,水平井固井分段壓裂完井管柱一趟入井壓裂投產(chǎn),無需射孔和封隔器卡層,縮短作業(yè)時間,降低成本,提高儲層動用程度,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效開發(fā)的目的。
大港油田屬于復(fù)雜斷塊油氣田,在石油可采、易采儲量不斷減少的情況下,油田勘探開發(fā)正向深層、非常規(guī)油藏、隱蔽油藏發(fā)展,儲層具有低孔低滲的特點(diǎn),在完井過程當(dāng)中就需要考慮壓裂措施改造,配套工具復(fù)雜、施工難度大、風(fēng)險高。水平井固井分段壓裂完井技術(shù)在大港油田屬首次應(yīng)用。
水平井完井優(yōu)化研究
歧61-6H井,位于濱23X1井區(qū)歧北次凹歧25井東巖性圈閉高部位,為巖性+構(gòu)造油藏,目的層為EsⅢ,儲層巖性為細(xì)砂巖,油層厚度6m,孔隙度 11.93%,滲透率13.86md,泥質(zhì)含量12.70,膠結(jié)程度疏松,原始地層壓力30.76MPa,屬低孔低滲儲集層。
完井管柱優(yōu)化 歧61-6H井是大港油田低滲儲層固井分段壓裂的第一口水平井,完鉆井深3480m,總水平位移2221m,最大井斜角92.14°。表層套管為井口到 254.78m井段采用Φ339.7mmJ55套管完井,壁厚為9.65mm,抗壓強(qiáng)度為18.82MPa,水泥返至地面;技術(shù)套管井口到 1897.52m井段采用Φ244.5mmJ55套管完井,壁厚為8.94mm,抗壓強(qiáng)度為24.27MPa,水泥返高935m;完井壓裂生產(chǎn)套管 0~3475m井段采用Φ139.7mmP110套管完井,壁厚為9.17mm,抗壓強(qiáng)度為87.15MPa,水泥返高為2035m,采用聲幅變密度測井,固井質(zhì)量合格。
依據(jù)現(xiàn)場錄井、測井、地質(zhì)等資料對開發(fā)層儲層特性的精細(xì)劃分及工藝需求,將水平段優(yōu)化設(shè)計為4段,水平井壓裂投產(chǎn)一次完井管柱主要包括浮箍、浮鞋、爆破閥和TAP閥,設(shè)計位置為浮鞋3475m,浮箍3452m,爆破閥3380m,1號TAP閥3280m,2號TAP閥3210m,3號TAP閥3165m。完井管柱見圖1,完井工具技術(shù)參數(shù)見表1。
完井管柱施工參數(shù)優(yōu)化 水平井固井分段壓裂技術(shù)是在完井管柱入井到位后,注水泥常規(guī)固井、候凝,底部爆破閥為憋壓打開工具,TAP閥利用差級直徑暫堵球打開,爆破閥與TAP閥依次逐級分段壓裂,當(dāng)所有分級壓裂完成后,對壓裂液進(jìn)行返排施工,這時投球自溶消失或被壓裂液攜帶返排出進(jìn)口。爆破閥的開啟壓力是影響分段壓裂施工的關(guān)鍵因素,結(jié)合靜液柱壓力、工藝需求、套管承受壓力綜合確定,見表1。
水平井分段壓裂施工
壓裂設(shè)計 歧61-6H井水平段方位為295.86°,所處濱23X1區(qū)塊無準(zhǔn)確的地應(yīng)力方位測試數(shù)據(jù),有裂縫方位與井筒方位形成較小夾角的可能,增加了施工難度。因此采用支撐劑段塞工藝、大排量施工,施工破裂壓力梯度0.0190MPa/m,施工壓力的預(yù)測36.96MPa,裂縫支撐剖面模擬如圖2~圖5。
壓裂施工 2011年6月18日,對歧61-6H井進(jìn)行了施工,見圖6。通過爆破閥及三批次投球,成功地壓開了4條裂縫。施工總液量1456.7m3,總砂量113.35m3,中密度陶粒0.3~0.6mm。壓裂施工數(shù)據(jù)見表2。
水平井固井分段壓裂完井技術(shù)在大港低滲油藏的應(yīng)用尚屬首次,歧61-6H井現(xiàn)場施工一次成功,2011年6月20日~7月11日自噴投產(chǎn),見圖7。7月 12日~23日下入潛油電泵,采用5mm油嘴投產(chǎn),見圖8,達(dá)到周圍直井壓裂增產(chǎn)效果的3倍以上,達(dá)到經(jīng)濟(jì)開發(fā)的要求,拓展了大港油田低滲透油田開發(fā)思路,形成大港低滲油藏水平井分段壓裂完井技術(shù)。
由以上應(yīng)用可知,歧61-6H水平井固井分段壓裂施工改造,投產(chǎn)后增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)效果顯著,為大港低滲油田水平井開發(fā)提供了一種簡單、可靠的新技術(shù)。水平井固井分段壓裂完井技術(shù)井下工具種類少,層位針對性強(qiáng),壓裂級數(shù)可達(dá)到10級以上,實(shí)現(xiàn)不動管柱逐級壓裂,縮短施工周期。加強(qiáng)水平井固井技術(shù)研究,避免環(huán)空中有水泥虧空導(dǎo)致未壓裂或重復(fù)壓裂。加強(qiáng)裂縫監(jiān)測技術(shù)研究,為提高壓裂施工效果和儲層動用程度提供依據(jù)。