双封分层压裂技术在文南油田的应用

双封压裂工艺在 文南油田的应用 二 00 三年九月 2 目 录 一、引言 二、双封压裂工艺原理 三、工艺创新点 四、成功经验 五、发现问题及改进措施 六、双封分层压裂工艺的优点 七、应用实例 八、效果分析 九、双封压裂的应用前景 3 双封压裂工艺在文南油田的应用 引言 文南油田是高压、低渗的复杂断块油气田，油层压力高，原始地层压力为 32 透率低，空气渗透率为 208 10平均空气渗透率为 25 10；且断层发育，小断层多，断块小，油层连通率差。并且 文南油田油井长期以来存在的多层系开发，井段较长，层间物性差异大，层间矛盾突出的特点， 吸水状况不均， 合注、合采井多，分层治理难度大 ， 水驱动用状况不均一。现有改善吸水剖面的酸化、分注等工艺措施不够理想，还不能完全满足开发的需要。依靠现有工艺技术，进一步挖潜的难度较大， 压裂改造是文南油田增产稳产的主要措施。 利用传统的投球分层压裂工艺对长井段、多油层、物性差异不大的井难以进行彻底改造，无法保证压开所有的目的层，以往的投球分层压裂目的层不明确，投球数量难以确 定，压裂层不能彻底改造。 因此， 为加强对地层改造的针对性、提高工作效率及压裂效果，我们引进了双封分层压裂工艺进行研究并予以实施， 对文南油田实现增产稳产具有积极的意义。 一、双封压裂工艺原理 双封压裂的工作原理：双封分层压裂管柱在下入后，压裂前投入钢球，打压坐封，然后加压打掉一级滑套，压裂第一层。第一层 4 压完后再投入球杆，加压打掉二级滑套，封闭第一层，压裂第二层。压后待压力扩散后大排量返洗井，上提解封。 1、 封上压下 结构 ： 隔器、割缝喷砂器、水力锚和安全接头组合的压裂管柱见图 1。 原理 ：压裂下层，是最常用 的压裂方法，将封隔器卡在下部油层顶部进行下部油层压裂改造。 2、封上下压中间 结构： 裂封隔器、滑套喷砂器、水力锚、安全接头和球座组合的压裂管柱见图 2。 原理： 压裂时，用两级封隔器卡住待压裂层位的两端进行压裂，该管柱可以对具有一定隔层的任意层进行压裂。 3、封下压上 结构： 裂封隔器、滑套喷砂器、水力锚、安全接头和球座组合的压裂管柱见图 3。 原理： 压裂时，用封隔器卡住待压裂层位的下部进行压裂。 4、分压两层 结构：结构： 裂封隔器、滑套喷砂器、水力锚、安全接头和球座组合的压裂管柱见图 4。 原理： 压裂时，用两级封隔器将待压裂层分开，先压裂下层， 5 然后投入球杆至滑套喷砂器处，油管蹩压打开滑套喷砂器进行第二层压裂。该管柱可以不动管柱压裂压裂两层。可以减少施工工序，简单方便、经济。 二、工艺创新点 双封压裂工艺管柱结构简单，成本低，施工方便，安全可靠，不动管柱可压裂多层，工具性能较好，适用范围广泛： 1、井斜 小于 35 度； 2、井温不高于 140 度； 3、套管内径 4、目的层跨度 50m； 5、隔层大于 10m； 6、破裂压力不高于 80 7、改造目的层具有很强的针 对性； 8、双封压裂管柱具有返洗井功能，封隔器上若有沉砂可以冲洗便于解封，防止卡井； 9、工具节流可以忽略不计，排量可以达到 影响压裂施工。 三、双封压裂工艺的应用情况 截止目前，双封压裂工艺已在 4 口井上实施，均取得了成功，并取得较好的效果。 6 序号 井号 压前生产情况 压后生产情况 累计 增油 日产液 日产油 日产液 日产油 1 153356 2 882 381 3 333 69 合计 3015 在实施的 3 口井中，破裂压力最高的 153），井温最高 140 度，该井周围邻井少而且井距较大， 1 月 22 日对 ， n 进行压裂，破裂压力 砂 21/41均砂比 加砂强度 m，压后自喷生产，初期日增油 25t，目前日增油 至目前累增油 1365t。最大单层跨度 54m 最大排量达 /分，工具主要性能指标均可满足施工要求。 双封压裂工艺 可进行选择性压裂，可封上压下、封下压上、封上下压中间、压两层。在实施的 3 口井中，均为双层压裂，施工正常，可减少填砂等作业工序，提高效率，节约成本。容易解封， 4口井中有 3 口油井目前仍然自喷生产， 1 口压裂完下泵生产，作业时最高解封总负荷 55 吨。根据 3 口井的施工，说明双封压裂工艺能够满足中原油田压裂改造的需要。 7 四、发现问题及改进措施 1、封隔器之间连接的 73管因压第一层时受压上顶，容易弯曲； 2、滑套喷砂器外保护套被压裂液刺穿，整个外套变形、残缺，残余碎片易造成卡管柱； 3、胶筒保护金属盘直径太大，易 变形，增加起管负荷； 4、 隔器不适用于 管 鉴于出现的问题，进行了针对性的改进： 1、在下一级水力锚下面加一套封隔器； 2、去掉滑套喷砂器保护套； 3、改变胶筒保护金属盘直径； 4、对封隔器加以改进，研制了 隔器，两种型号的封隔器完全可以满足施工井的需要，拓宽了施工对套管的要求。 五、双封分层压裂工艺的优点 与传统的分层压裂相比，双封分层压裂工艺具有以下优点： 1、具有一定隔层的可进行选择性压裂； 2、对目的层进行针对性地改造； 3、适用范围广泛； 4、管柱 结构简单，可施工多层，施工方便，安全可靠，成本低； 5、管柱具有返洗井功能，便于解封； 8 6、封隔器容易解封； 7、可简化作业工序，节约施工成本。 六、应用实例 1、文 153（分压两层） 地质概况 文 153位于胡七北块，完井日期 1999 年 6 月 1 日，完钻井深 2983m，完钻层位 ，人工井底 大井斜 33 。本次压裂改造层位 9段 4n。 设计简介 文 153压裂层段油层集中、隔层有利，决定采取卡双封分两层压裂： 86 n（） ； 72n（ ） 。 设计加砂： 第一层 陶粒 24砂比 前置冻胶加粉陶 0.9 二层 陶粒 18砂比 前置冻胶加粉陶 0.9 裂管柱 89加厚油管 +水力锚 +封隔器 + 89加厚油管 +滑套喷砂器 +封隔器 + 73式短节 +水力锚 + 9 封隔器 +坐封球座 +割逢喷砂器 施工简况 管柱下到位后，投球并对管柱试压，合格。 5 月 21 日实施压裂施工，施工情况如下： 1、开泵，打压 15封，加压至 25开一级滑套； 2、继续压裂施工，第一层按设计施工顺利。破裂压力 加砂压力 均砂比 一般排量 3、第一层压完后投球杆，停泵 30断球杆到位后，准备压第二层； 4、开泵，打压 25开二级滑套； 5、继续压裂施工，第二层施工顺利。破裂压力 加砂压力 均砂比 一般排量 工顺利。 八、效果分 析 到目前为止，双封压裂施工 7 口井，开井的 5 口井中有 4 口效果显著，见下表 井 号 施 工 日 期 施工前产状 施工后产状 目前产状 备 注 液 (t) 油 (t) 液 (t) 油 (t) 液 (t) 油 (t) 胡侧 7管错断 累计增油 254t 白 41 方 气 方 新卫 220 卫 43井 白 34 正在作业 10 濮 83 正在作业 濮 7井 九、双封压裂的应用前景 文南油田地层非均质严重，二、三类油藏占有很大一部分储量，但弹性采出程度低，水驱动用程度低，剩余储量大。文南油田在滚动增储上没有很大突破的情况下，挖掘二、三类油藏的潜力是油田发展的关键。由于二、三类油藏储层物性差，钻井、采油生产过 程中又受到不同程度的污染，其他常规措施工艺难以取得好的效果。压裂改造是一项有效的措施，但对井段长、层数多、层间物性差异大的井，传统的分层压裂工艺难以取得理想的效果。 双封压裂工艺可以根据油层在纵向上分布的特点将油层分成一或两套改造层段，可以避免投球分压存在的弊端，使目的层得到针对性改造，提高压裂效果。同时由于双封分层压裂管柱可进行选择性压裂的功能，可减少部分作业工序及压裂次数，节约大量成本，应用前景广泛。 附图 1 封上压下压裂管柱示意图 11 保护层 全接头 水力锚 隔器 割缝喷 砂器 压裂层 人工井底 附图 2 封上下压中间压裂管柱示意图 12 保护层 全接头 水力锚 隔器 压裂层