1、2010年l0月 第29卷第5期 大庆石油地质与开发 Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing Oct2010 V0129 No5 DOI：103969JISSN10003754201005022 水平井连续油管射孔分段压裂工艺 王福勇 吴晓东 安永生 (1中国石油大学，北京102249；2中化石油勘探开发有限公司，北京100031) 摘要：为提高梁8块低渗透储层的开发效果，在该区块沙四段部署了水平井梁8一平1井，对梁8平1井进行井身 轨迹和完井结构优化，应用了连续油管喷砂射孔及环空分段压裂工艺，提高了油藏的泄油面积。实施情况和应
2、 用效果表明，该井采用连续油管喷砂射孑L、环空分段压裂工艺投产后，产能达到周围油井的5倍，井组控制储 量得到有效开发，效果良好。连续油管喷砂射孑L、分段压裂工艺实用性强，具有较好的应用前景。 关键词：水平井压裂；环空压裂；分段压裂；连续油管；喷砂射孔；砂塞封隔 中图分类号：TE335 文献标识码：A 文章编号：10003754(2010)05_I)1 14-04 CoILEDTUBING PERFoRATING AND STAGED FRACTURING TECHNoLoGY FoR HoRIZoNTAL WELLS WANG FuYong ，WU Xiaodong ，AN Yongsheng
3、 (1China University 0厂Petroleum，Beijing 102249，China；2Sinochem Petroleum Exploration&Production Company Ltd，Beijing 100031，China) Abstract：To improve the development effectiveness of Liang一8 block，a horizontal well(Liang一8-P1)was de ployed in S-4 member in the blockThe optimization of wellbore traje
4、ctory and well completion structure was con- dueted for Well Liang一8一P1，the technology of abrasive perforating in coiledtubing and staged fracturing in annulus was applied，and the drainage area of reservoir increasedImplementation situation and application effectiveness show that after putting the w
5、ell into production with the technology，the productivity is five times of other wells，the reserves controlled by the well group are effectively developed，and effectiveness is betterThe technology has a strong practicability and a better application prospect Key words：horizontal well fracturing；annul
6、us fracturing；staged fracturing；coiled-tubing；abrasive perfora- ting；sand plug packoff 目前国内外分段压裂技术及封隔方法主要有4 种，分别是化学封隔技术、机械封隔技术、限流压 裂技术和水力喷砂射孔、分段压裂技术 。 水力喷砂是20世纪80年代形成的，在水流中 加入磨料，主要用于对材料的清洗、切割、除锈 等。中国石油大学李根生在2002年将其切割和冲 蚀原理运用于切割套管和岩石，并进行了相应的理 论研究和实验研究 。在1996-2002年，先后有 收稿日期：2010-07-08 基金项目：国家重大专项“复杂结构
7、井优化设计与控制关键技术”(2009ZX050094)05)资助。 作者简介：王福勇，男，1969年生，高级工程师，博士后，从事油田开发研究。 Email：cllfy123sinacom 第29卷第5期 王福勇等：水平井连续油管射孔分段压裂_T艺 1 15 11口井利用喷砂射流改造储层，成功率达100。 2007年，大牛地气田成功进行了水平井连续油管 水力喷砂射孔作业 。 1油区简介 小营油田梁8块主力含油层系沙四上，1989 年采取四点法300 m的井网开发。2008年底，投 产油井57口，开井仅有13口，日产液223 t，日 产油136 t，综合含水39，采出程度736， 采油速度025；
8、投注水井22口，开井1口，累 计注采比097。 由于储层物性差、井距大，导致油井采不出、 水井注不进、采油速度低、开发效果差。2008年 考虑调整为水平井压裂采油、对应直井注水的井网 模式，在区块西部新钻梁8一平1井。 2工艺原理及特点 21工艺原理 连续油管喷砂射孔、砂塞封隔压裂段、环空分 段压裂工艺是从水平井趾端开始，在相应油层位置 利用连续油管及喷砂射孔器进行喷砂射孑L，射孑L后 上提连续油管至垂直段，进行环空水力压裂，形成 水力支撑裂缝；采用高砂比混合砂塞封堵已压裂 段，完成第一段压裂；利用连续油管探砂面并调整 砂面，下放连续油管至第二射孔井段，进行射孔、 套管环空压裂、砂塞封堵。重复
9、上述工序，直至完 成设计要求的各段压裂。全井段压裂完成后，直接 用连续油管携带冲砂器进行冲砂塞至人1二井底，清 除井筒砂塞，完成全井施工。 22特点 (1)喷砂射孔形成的孔道没有压实带，可有 效解除地层近井地带的封堵效应，通过水流的清 洗，可最大程度减少射孑L造成的污染，降低岩层破 裂压力，减少近井裂缝扭曲。 (2)地层的分隔方式采用BJ的Flexplug ， 不存在砂卡风险，同时没有深度限制，无需下工具 打捞或钻塞，节省了时间。 (3)压裂后连续油管结合特殊喷嘴冲砂，保 证了水平井冲砂效果。 (4)采用环空压裂，施工排量大、加砂量大、 砂比高。 (5)一趟管柱实现射孔和压裂作业，压裂施 工周
10、期短，减少了压后的油层污染。 3压裂方案 31平面位置优化 梁8，平l井区有油井2口(梁859、梁85 8)，水井2口(梁8-69、梁208)，根据计算极限 供油半径为72 m，排距150 1TI。考虑区块地应力方 向近东西向，设计水平段位于梁8-58、梁859、 梁8 _9、梁208井之间，水平井采油，直井注水， 形成完整注采井组(图1)。 图1梁8-平1井井区构造图 Fig1 Structure of wel1 field of Well Liang一8一P1 32垂向轨迹优化 水平井轨迹设计由西北向东南横穿目的层 (C )，为控制更多油层，设计A靶点距离油层顶 10 133，B靶点距离油
11、层顶10 1TI(图2)。 梁847 B靶点梁2。8 梁859 A靶点梁86 iO mSP 层R4 投影SF分层COND SF分层R4 投影 分层COND 注：SP自然电位；R4 4m底部梯度电阻率；COND一感应电导率 图2梁8-平1井轨迹示意图 Fig2 Well trajectory of Well Liang8一P1 33长度优化 井区已有注水井2口，为避开对应的注水段， 保证井控储量、产能和效益最大化，水平段设计长 度600 1TI，分3段射孔投产。 116 大庆石油地质与开发 2010矩 34压裂工艺优化 针对该井水平段钻遇的储层情况及与周围注 水井形成有效井组的要求，梁8一平1井
12、分3段射 孔、压裂。具体压裂段基点为：3 760 m、 3 500 m、3 185 m。沿每一压裂基点喷砂射孑L 5组 10孔，每组2孔，问隔20 cm，射孑L排量控制为 03 111 min，喷砂液携砂浓度120 k m ，每组喷 砂时间lO min。用塑性砂与压裂砂做封隔段塞， 砂量比1：24。 4施工程序 41喷砂射孔 以3 760 m为基准点，实施喷砂射孔5组l0 孔，射孔排量035 m min，井口压力31 37 MPa，射孔时间10 rain，射孔液用量460 m。， 型压裂测试。小型压裂泵注冻胶50 m ，顶替 37 m ，加人段塞10 m ，铺砂浓度120 kgm 。当段 塞到
13、达地层时，因存在孔眼摩阻或是裂缝扭曲摩 阻，从图3可以看出压力明显下降。 7O 60 曼50 蠢40 回 督30 嚣20 10 0 时间mm 图3梁8一平1井小型压裂测试施工曲线 Fig3 Working curves from minifrac testing for Well Liang8P1 2040目石英砂用量6 500 kg。 经过小型压裂分析，裂缝的井底闭合压力 42压裂施工 58 MPa，闭合梯度0019 2 MPam。在此基础上修 421小型压裂测试 改MFrac的泵注程序。为消除孔眼和裂缝扭曲摩 第一段(3 760 m)射孑L后，为获取储层滤失 阻，在前置液中加入铺砂浓度20
14、0 kgm 的段塞 特性等参数，对压裂施T进行参数调整，进行了小 10 m 。将3 760 m处的施工程序修改如表l。 表1修改后的第一段压裂施工程序 Table 1 Operation procedure for first stage fracturing after modification 砂浆排最 每步注液量 累计注入压裂液 砂浓度 累计砂量 砂比 每步砂浆量 累计砂浆量 (Ill3min。) m。 m (kgin一。) m m m 50 lO0 5 O 1O0 100 50 70 lOO l2O 14O 150 60 18 381 5O 150 2O0 3O0 400 45，0 5
15、20 62O 740 88O 1O3 O 1090 l L08 1489 00 07 07 07 07 1_2 26 57 107 l79 27 2 315 330 336 OO 69 OO 138 O0 lO3 2O6 3O，9 413 51，6 619 722 1170 5O 154 204 311 411 464 542 658 805 984 1l83 1267 1296 1677 422环空压裂 压裂施工排量由启泵排量2 111 min升至稳定 排量5 m rain，地层破裂压力62 MPa，停泵压力 36 MPa，地层破裂后，井口压力降低明显。2040 目卡博陶粒用量352 m ，
16、裂缝延伸正常。 43砂塞制作及测试 临近压裂施工提高砂比，降低顶替排量进行井 筒做砂塞封隔压裂层段，采用塑性砂与陶粒砂混合 做加砂段塞，施工混合比为1：24。做加砂段塞 顺利，在停泵1 h后，进行砂塞密封性能测试，耐 压50 MPa，能满足第二段施工要求，依次完成3 段压裂施工。 44裂缝评价 施工中采用无源微地震裂缝监测、生产中进行 (c，曰 岜妪回 避念龌 m 啪 的 o O 4 O 7 O 3 8 7 7 9 O 3 9 l m m m “加& 媳 000如叫 呱 0 0姗。 伽鲫 卿 晰湖 阶段一2 3 4 5 6 7 8 9 m H 第29卷第5期 王福勇等：水平井连续油管射孔分段压
17、裂工艺 1 17 压力恢复测试，解释和评价支撑裂缝，结果为： 441裂缝监测 监i贝4缝高6080 1TI， 压开，缝长150300 1TI， 当(表2)。 说明已经把沙四段全部 与相同加砂量的直井相 表2梁8一平1井压裂裂缝方位监测结果 Table 2 Monitoring results of fracture orientation of WelI Liang-8-P1 442压力恢复测试 进行直读式压力计压力恢复试井，试井解释了 3条裂缝的长度、导流系数、表皮系数等(表3)， 试井解释结果与实测裂缝数据非常接近。 表3试井解释裂缝参数 Table 3 Fracture paramete
18、rs interpreted by well testing 监测和试井分析表明，施工实现了设计目标。 5效果及结论 (1)该井压裂后用25 mm油嘴放喷生产，初 期油压控制在710 MPa，产液控制在3050 m d，产油1525 td，为周围生产油井的5倍以 上，取得了良好的压裂投产效果。 (2)在水平井连续油管分段压裂实施过程中， 要对井身轨迹、完井方式、射孔段选择、压裂工艺 等环节进行系统优化、整体考虑，提高低渗透储层 开发的水平。 (3)由于该技术具有安全、快速、对油层污 染小的特点，具有良好的推广应用前景。 参考文献： 1王书礼，唐许平，李们虎低渗透油藏水平井开发设计研究 J大庆石
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