青海油田大型压裂工艺应用现状及展望.doc

青海油田大型压裂工艺应用现状及展望第2瓤ll|2012年2A_中国化工贸易ChinaChemicalTrade工艺设备青海油田大型压裂工艺应用现状及展望杨鹏徐崇海柴璐2刘峰1(1.青海油田井下作业公司.青海茫崖816400:2.青海油田建筑安装公司.青海茫崖816400)摘要:目前,青海油田大型压裂工艺技术主要有水力喷射,双封单卡,滑套式封隔器分层压裂,本文从现场应用角度探讨三种工艺特点,从工艺应用现状,特点,设备要求等方面阐述了大型压裂工艺技术的发展趋势.关键词:大型压裂应用工艺特点随着油田开发进入中后期阶段,通过压裂改造地层,提高渗透率,从而获得更高的原油产量已经成为油田增产的主要措施.青海油田自2011年开始实施千方液,百方砂大型压裂,主要采用双封单卡,水力喷射,滑套式封隔器多层压裂三种工艺.大型压裂的特点是:施工效率高,压裂层段多,能大大减轻工人劳动强度.一,基本原理大型压裂主要采用双封单卡,水力喷射,滑套式封隔器多层压裂三种工艺,其工艺原理和施工程序分述如下:1.双封单卡压裂时,液体经过导压喷砂器内的节流嘴,在管柱内外造成节流压差,水力锚锚爪伸出卡住管柱,同时上下封隔器座封,隔离所要处理的层段实施压裂.压裂后停泵,管柱内外无压差,水力锚锚爪收回,上下封隔器自动解封,即可上提管柱实现逐段压裂施工.2.水力喷射该工艺由三个过程共同完成,水力喷砂射孔,水力压裂以及环空挤压O通过安装在施工管柱上的水力喷射工具,利用水击作用在底层形成一个或多个喷射孔道,从而在近井地带产生微裂缝,裂缝产生后环空增加一定压力使产生的微裂缝得以延伸,实现水力喷射压裂.3.滑套式封隔器全部射开待压裂井段,按设计要求下工具到设计位置,装好压裂井口及井口投球器,向油管内投入符合要求的钢球,打压座封滑套分压封隔器,等压力升至一定程度时封隔器座封,继续打压,定压滑套打开,即打开第一射孔段压裂通道,进行第一层压裂,当第一层施工结束后,停泵,由投球器进行投球,待其落到滑套喷砂器后,向油管加压,液压推动钢球,打开滑套喷砂器喷砂孔,进行第二层压裂;依次重复上述步骤,直至施工完最后一层.二,工艺特点及应用现状1.工艺特点(见表1)2.工艺应用现状目前,青海油田大型压裂已经施工ll口井,压裂工艺覆盖双封单卡,水力喷射,滑套式封隔器三种.2.1双封单卡目前该技术共完成3口井3趟管柱l5个层段现场试验,压裂成功率95%,单井最多压5段,所有管柱一次完成5段施工,单趟最大加砂90.00ms,单井最大加砂量90.OOm.其中七新62井压后单井初期日产油19.20m.,压后增产效果相当显着,目前日产油13.80ms,该工艺目前只在直井中进行施工.2.2水力喷射目前该技术共完成4口井l6个层段的压裂施工,成功率98%,单井最大加砂量88.OOm3,其中七平7井压前日产油2.70m.,压后日产油30.OOms,增产达10倍多,效果非常明显.通过应用表明,该技术适合在七个泉区块推广,油砂山区块施工压力高,加砂困难,建议尽量采用其他压裂工艺.2.3滑套式封隔器目前该技术应用4口井20层段,成功率98%,其中南浅3-05井第五层及南浅307井第一层喷砂滑套未打开,单井最大加砂量105.00m.,该工艺是目前青海油田应用比较广泛的大型压裂工艺的一种,施工效率高,成本低,能够满足多层段压裂的需求.以青海油田目前的技术水平和设备能力,已经能够完成加砂50140m.左右的大型压裂施工,施工成功率97%,措施有效率100%,增产效果显着,2011年大型压裂施工情况统计见表2.三,大型压裂设备和装备要求由于大型压裂施工周期长,排量大,液量大,为了满足大排量,大液量压裂施工的要求,首先要优化压裂装备,将压裂机组进行合理的优化配置,整合为一套集中控制,施工能力高和满足施工工艺要求的压裂机组.1.装备配备的原则1.1满足施工规模的要求1.2保证34台备用车,以便其他设备出现故障时替换和长时间施工的交替使用1.3最大限度的降低施工成本2.高压管汇的配套优化一般的高压管汇只能接68辆车,由于明年大型压裂的规模更大,排量大,压力高,所以需要l0台以上压裂车同时泵注作业,所以要使用两套高压管汇通过三通等在井口合理连接,保证两套高压管汇系统供液均衡,井口和高压管汇不抖动,同时保证各车的交替间歇施工,确保长时间施工的要求,才能保证施工的安全,可靠,成功.箍抛冶l种箍聍f中国化工贸易l075二艺设备-中国化工贸易ChinaChemicalTrade:|第2瓤2012年2晁3.根据大型压裂的施工规模(液量,液体种类,排量),地理位置,储液装备等条件来确定储液方式和施工补液方式的优化配置,依据现场情况还要确定地面储液罐,管汇,车组的摆放方案,并对施工时需要的高低压管线,燃料补给进行完善配套.4.设备检修和测试为确保施工的顺利和成功,须做好以下工作:1)组织设备操作人员和管理人员对施工主体装备进行全面检查和检测;2)校验压力传感器及混砂车排量校验,对仪表,混砂数据采集和远程监控系统进行联机调试和校验,采集数据应与实际数据相吻合;3)对高压管汇和高压管线进行检测,确保无刺漏.四,压裂技术下步发展展望1.以现有的技术水平和设备能力能满足大型压裂施工的要求,随着2012年2500型压裂设备的到位,青海油田千方液,百方砂工程的规模和成功率将会逐步提高.2.影响压裂效果的因素很多,搞好压裂设计的基础是参数设计,也是压裂能否成功的先决条件.目前还不能完全人为地控制裂缝在地层中的延伸状态,但可以人为地选择适当的压裂液,支撑剂等压裂材料的类型,数量,泵入速度.3.进行连续油管多层段压裂试验,该工艺能对先前未处理到的层位进行选择性的压裂,从而获得比常规压裂更高效,更经济的压裂效果.应用该技术能一趟管柱实现多层隔离与措施,从而降低了修井作业成本,节省了完井时间,从而快速实现生产优化.4.开展有效的裂缝检测技术研究.目前压裂后裂缝的检测技术仍然是水力压裂技术的一个薄弱环节,国内外采用的检测方法虽然取得了一定的成效,但还有很大的局限性,还需要进一步的研究.5.研究使用液氮伴注工艺在大型压裂中的使用,该工艺具有压后压裂液返排率高,滤失低,对储层伤害小等特点.6.研究和实验双封单卡在水平井压裂中的应用,并进一步试验各个多层段压裂工艺的适用性,提高压裂段数,争取达到8层以上或者更多.五,认识和建议1.通过以上应用可以看出,大型压裂对井下工具的要求比较高,因此在选择工具时要根据工艺特点优化选择工具.2.施工时按照作业标准执行,保证压裂管柱,设备,井口及工具符合施工要求.3.加强设备的合理配套及维护保养,提高操作人员操作水平,保证施工设备正常运转.4.大型压裂应选择性能良好的压裂液,降低大型压裂进入地层液体较多对储层的伤害,因此要抓好配液工作,保证液体质量.5.为保证水力喷射和滑套式封隔器分段压裂滑套顺利打开,提高施工的成功率,需注意以下几点:1)应在座封前进行热洗井;2)采用过顶替技术;3)投球后,立即用清水低排量送球,提高打开滑套的成功率.6.随着压裂技术的发展,新工艺,新技术的应用将越来越广泛,建议组织技术人员和操作人员去国内各大油田观摩,学习,培养油田压裂方面的技术能手,专家.表1三种压裂工艺的优缺点比较砭优点缺点名称水力喷射1,简化工序,降低地层破裂压力,无需机械封隔,1,不易进行分段试油;不受完井方式限制,无需对已压开层位进行封堵;2,施工过程中油管压力高,对井分段压裂2,操作简便,成功率较高;口和压裂设备的要求比较高;3,适合水平井多改造:3,要求喷嘴材质高捷度,高耐磨:1,针对性强:双封单卡目的层,可控制各层段处理规模;2,效率高:一趟管柱多层压裂,节省时问,降低1,易砂卡封隔器造成井下事故;双封单卡2,不适合气井改造;工人作业强度;3,安全性高:小直径封隔器,有可靠地防卡,解卡机构:1,趟管柱多层段定点改造,针对性强;滑套式封2,节约作业时间和费用,提高了施工效率;1,要求井径规则.固井质量好:隔器2,滑套不易打开;3,工艺管柱和封隔器不受卡距限制,既可以进行短射孔段针对性压裂改造,又能满足长射孑l井段多裂缝解堵压裂改造的要求.表22011年大型压裂统计表压工艺施工井号裂八井液量平均砂加砂量压前产量压后产量名称层(n)3)比(%)()(rIm)(1d)施工常见问题段1,由于喷嘴质七平6井4lO47002533881.114.5量问题,导致喷水七平1井3654.2723.9812.378砂嘴堵塞,影响力施工.喷七平74881.0620.3784.92.7302,滑套不能正射常打开.南3,滑套进入密VHlO一151438.632910l40010.53封座不能密封双七j96_25792.24222490.01.219.2封l,导压喷砂器茧N9-2-45920.66l532561.S4.8耐磨性差,加砂量受限.卡七6一l05548.1525.5563.321.83.2南浅滑3_05井5lO49.002O.46111.800345.船1,钢球质量原套南浅因,钢球容易变式3_06井57816023.硝ll5.00IlO28.50形,无法疋射T开滑套.封南浅2,砂堵放喷钢隔3_07井5974.4018l7100.001.626.37球喷出井筒.器3,滑套进入密南浅2_07井5893.3l1905105.0007.4,5封座不能密封参考文献:【1】邓世彪,邱杰:大型压裂施工装备优化配套,石油机械,2011年第39卷第9期.(上接第070页l缝淬硬而硬度增加韧性和强度下降的情况,以免给管道留出质量隐患.实践证明,冬季长输管道焊接质量有效控制需要以上这些措施的支持.另外,冬季低温环境下焊接返修工作也是非常重要的,焊接返修工作需要在专门的监理人员进行监督,返修施工必须由具有返修资格的焊工严格按照返修焊接工艺规程进行.总而言之,针对冬季长输管道焊接,只要选择好适当的措施,严格按照相关规定进行,长输管道焊接质量定会得到有效控制,并且在一定程度上提高了焊接质量.076l中国化工贸易Jc豫G缸