管柱分層壓裂工藝在多層系復(fù)合氣藏的應(yīng)用

管柱分層壓裂工藝在多層系復(fù)合氣藏的應(yīng)用

四川氣藏屬于多層次復(fù)合氣藏。從蓬萊市群（j3p）到沙溪寺群（j2s），有30多個(gè)砂巖儲(chǔ)層。經(jīng)過(guò)完井測(cè)試，大部分砂巖儲(chǔ)層擁有天然氣工業(yè)總產(chǎn)值。為提高單井產(chǎn)能,以往常采用的工藝技術(shù)為從下而上逐層改造、逐層測(cè)試、逐層開(kāi)采,施工次數(shù)多、試油周期長(zhǎng)、作業(yè)成本高。針對(duì)川西氣藏的特點(diǎn),對(duì)于同壓力系統(tǒng)的相鄰氣層采用一次管柱進(jìn)行分層壓裂合采工藝,可大大降低作業(yè)成本,經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。提質(zhì)充壓器及地面工業(yè)壓裂施工分層壓裂合采工藝主要是利用水力壓差式封隔器、節(jié)流啟動(dòng)器(或球座)、轉(zhuǎn)層器(或選層器)及水力錨等井下工具來(lái)完成逐級(jí)坐封封隔器、逐層加砂壓裂,各層施工結(jié)束后同時(shí)返排、混合測(cè)試、合采。1.主柱結(jié)構(gòu)(1)上、下河開(kāi)采管柱mm結(jié)構(gòu)封隔器+水力錨+水封錨+油管管串結(jié)構(gòu)(自下而上):接球座+油管+Y344型封隔器+水力錨+油管+轉(zhuǎn)層器+水力錨+Y344型封隔器+油管。下封隔器下在兩層之間,上封隔器下在上層頂部5～10m。1.銷釘可滿足壓裂施工要求見(jiàn)圖1b其管串結(jié)構(gòu)(自下而上):接球座+油管+Y344型封隔器+AⅡ型水力錨+油管+過(guò)球式轉(zhuǎn)層器+油管,過(guò)球式轉(zhuǎn)層器結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。(2)壓上下軟管的保護(hù)裝置其管串結(jié)構(gòu)(自下而上):節(jié)流器+油管+Y344型封隔器+水力錨+油管,其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。封隔器下在兩層之間。(3)雙層壓裂管柱1該孔無(wú)法滿足壓裂施工要求的管柱見(jiàn)圖1a管串結(jié)構(gòu):節(jié)流啟動(dòng)器+油管+AⅡ型水力錨+Y344型封隔器+油管+轉(zhuǎn)層器+油管+Y344型封隔器+水力錨+油管。該開(kāi)口可滿足壓裂施工要求的管柱該管柱同保下壓上井口能滿足壓裂要求的管柱,結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1b。2.參數(shù)(1)表1顯示了主要參數(shù)(2)表2顯示了地下工具的主要參數(shù)(3)y344封隔器的主要技術(shù)如表3所示3.工藝(1)井內(nèi)壓裂施工分層壓裂是對(duì)已射開(kāi)的多個(gè)油氣層通過(guò)一次管柱及井下工具組合入井,壓裂施工時(shí)通過(guò)封隔器的封隔及井下轉(zhuǎn)層工具的開(kāi)啟來(lái)實(shí)現(xiàn)由下往上逐層壓裂,最終實(shí)現(xiàn)一井雙層或多層合采。分層壓裂技術(shù)的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)封隔和轉(zhuǎn)層。(2)表4顯示了主要現(xiàn)場(chǎng)工具的功能和工作原則(3)范圍適用井深:3500m以內(nèi);工作壓差:50MPa;工作溫度:150℃;作業(yè)介質(zhì):清水、泥漿、酸液。4.管柱的下緊、低替和壓裂(1)通井:工具入井前按表1提供的參數(shù)用通井規(guī)通井至封隔器坐封位置10m以下,以不阻、不卡為合格。(2)下管柱:a.水力錨、封隔器坐封位置必須避開(kāi)套管接箍,封隔器應(yīng)盡量坐封在套管中部。b.油管應(yīng)用通徑規(guī)通徑,保證管內(nèi)暢通,確保鋼球順利通過(guò)。c.油管扣必須上緊,確保承壓能力滿足施工要求。d.嚴(yán)禁井下落物。e.絲扣密封脂一律涂抹在公扣上。f.通井下管柱時(shí),要求操作平穩(wěn),嚴(yán)禁猛提猛放,純下鉆時(shí)間每立柱(3個(gè)單根)不少于45s。(3)低替:用工作液將油管內(nèi)的液體替出,并替至上層封隔器位置,低替時(shí)井口不得起壓,控制排量不超過(guò)5L/s。(4)壓裂下層:低替完成后,迅速提高排量(〉18mm節(jié)流器排量提升至10L/s以上,〉23mm節(jié)流器排量升至13.4L/s以上)啟動(dòng)坐封Y344型封隔器和AⅡ型水力錨,并連續(xù)增加排量對(duì)下層進(jìn)行加砂壓裂作業(yè)直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。(5)投球轉(zhuǎn)壓上層:不停泵用投球器將〉31.8mm鋼球泵送到轉(zhuǎn)層器上,提高排量(≥10L/s)打開(kāi)轉(zhuǎn)層器側(cè)孔(噴砂孔),同時(shí)鋼球通過(guò)轉(zhuǎn)層器下落至球座上,封隔器下層,啟動(dòng)坐封上封隔器,對(duì)上層實(shí)施加砂壓裂作業(yè)后關(guān)井破膠水化。(6)排液、合采。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分層壓裂工藝技術(shù)目前仍處于探索階段,自1996年至1999年3月經(jīng)過(guò)9口井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,有6口井獲得成功,3口井失敗。1.轉(zhuǎn)層器側(cè)孔壓裂該井是西南石油局第一口分層加砂壓裂工藝技術(shù)試驗(yàn)井,其壓裂管串結(jié)構(gòu):節(jié)流啟動(dòng)器+油管+Y211型可循環(huán)式封隔器+水力錨+鎖球式轉(zhuǎn)層器+Y344型封隔器+水力錨+油管。該井施工時(shí),在注攜砂液開(kāi)始不久由于地面流量計(jì)不工作被迫終止下層壓裂(僅加砂1.05m3)投球啟動(dòng)轉(zhuǎn)層器,打開(kāi)側(cè)孔擬啟動(dòng)Y344封隔器對(duì)上層進(jìn)行壓裂,因轉(zhuǎn)層器側(cè)孔累計(jì)面積過(guò)大而不能起節(jié)流作用,Y344封隔器亦不能坐封,最后關(guān)套壓進(jìn)行加砂壓裂。該井分層壓裂工藝失敗,但仍取得了明顯的增產(chǎn)效果。2.分層壓裂施工該井是我局在東北施工的第一口分層壓裂井,其所用管串結(jié)構(gòu)與保上壓下管柱基本相同(見(jiàn)圖3),只是對(duì)準(zhǔn)上層多一個(gè)選層器(轉(zhuǎn)層器)。該井分層壓裂施工連續(xù),分層壓裂工藝獲得成功。施工情況及壓后效果見(jiàn)表5。3.松南w-34和w-63井的分層壓裂兩井采用雙層分層壓裂管柱(見(jiàn)圖1b),分層壓裂均獲成功。4.聯(lián)9井層壓裂該井雙層壓裂采用的管柱結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1a。下層8m3砂量及上層7m3砂量加砂壓裂均獲成功。5.23.沉淀池油藏其管串結(jié)構(gòu):油管+接球座+水力錨+Y344型封隔器+轉(zhuǎn)層器(選層器)+油管。該井進(jìn)行保下壓上工藝獲得成功。6.鋼球壓裂沖刷,確定該兩井下層壓裂后轉(zhuǎn)層均失敗,其原因:33-2井因過(guò)球式轉(zhuǎn)層器(見(jiàn)圖2)卡片經(jīng)下層加砂壓裂沖刷后內(nèi)徑變大(鋼球直徑僅比卡片內(nèi)徑大1mm),鋼球直接通過(guò)轉(zhuǎn)層器卡片而不能打開(kāi)轉(zhuǎn)層器側(cè)孔致使轉(zhuǎn)層失敗。52井由于下層壓裂后在轉(zhuǎn)層器上形成砂堵,鋼球落不到轉(zhuǎn)層器卡片上以致不能打開(kāi)轉(zhuǎn)層器轉(zhuǎn)層,分層壓裂工藝失敗。節(jié)約施工費(fèi)用1.分層壓裂工藝所用工具簡(jiǎn)單,且通用性好,便于掌握。2.該工藝的成功應(yīng)用減少了壓裂設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)次數(shù),作業(yè)連續(xù),縮短了試油周期,大大降低生產(chǎn)成本,直接施工費(fèi)可節(jié)約25%以上。3.采用分層壓裂合采工藝可減少鉆井?dāng)?shù)量,