探讨致密砂岩气藏水平井压裂技术

2022-10-12

一、概述

吉林油田为了实现经济总量提高, 曾使用长岭气田登娄库组致密砂岩气藏建立的一口拥有多个井眼的压裂实验井, 这口实验井就是长深D平2井。根据以前建井实验的经验, 地质探索人员与施工人员经由探讨研究水平油气井裸眼封隔器成井滑套多重压裂整体化井下工具使用技术, 设计了特殊的裸眼封隔器来减少开采费用。该技术队滑套进行了多重改造不但减少了开采费用而且增强了储备层储备能力。

二、长深D平2井地质概述

长深D平2井整个钻探过程共177天, 结束后成品深度为4557m, 水平井的长度为837m, 该井一共穿越了4套气层, 整体井长的钻探涉及到4个活动单元, 整个井身的岩石碎屑多为粉砂岩和细砂岩, GR为40.28---246.9API, 平均约是125.2API。气测约为0.1288%一3.1873%, 平均约为0.9117%。水平井身钻探触岩石几率是63%, 并且在水平井身曾接触到一大片泥岩层, 此段岩层土质较为疏松膨胀情况十分严重。研究人员通过观察岩石剖面、气测结果、记录结果, 依据井内工具进入情况, 在整个水平井的施工过程中考虑特殊地理环境, 最终决定该井所采取的10级压裂技术。

三、最优压裂技术及其建设状况

1. 压裂技术核心技术

采取长水平井段分段进行压裂的方式对水平井多重压裂, 采取致密砂岩气藏来提高裂隙长度的大范围压裂来将其纵观的接触面积加到最大, 采取再度加大压裂范围以加长裂隙长度在井尾部多处缝隙间互不干预且受施工阻力影响不大的境况里来将其横观的接触面积加到最大。由此来提高产量, 并尽量减少对致密砂岩气藏的危害。

2. 提高压裂设计技术

长深D平2井水平井身有多个分段都采取了裸眼封隔器成井滑套多重压裂手段, 这种压裂手段主要是就建井压力大、压裂程度大、压裂范围大、进井工具过多而进入几率又低的情况做了改善。研究人员还于该井周边地区设置了登娄库组的地理环境模具以便于纵观岩层和应压截面的比较。通过该模具做出的应压截面图能看到长深D平2共包括4个移动单元, 水平井的压裂部分中第l~7级在岩体的中部方位, 其层面性质基本相同, 而第8、9、10级则为岩体的中上部和上部方位。就此4个移动单元各自的岩层性质, 可采取横向的切割缝隙来加大接触面积, 进而使各段的压裂范围达到最大值。整个工程的宗旨就是加大水平井头部和尾部的压裂范围, 使工程得到最大配置, 即增加砂岩比例, 增加压裂液的利用率, 降低储藏层面危害程度。

(1) 分段:共837m, 分为l O段, 各段之间相距66到156米:

(2) 压裂范围:缝隙半径长200到250m, 各级添入的砂岩不同, 第一级是90 m3, 第二到七级是72.3 m3, 第八九级是100m3, 第10级是110 m3。工程中排量是5m/min, 工程中砂比为29.4%。

(3) 压裂形式:采取套管、投球滑套的方式。

(4) 工具大小:裸眼封隔器占8%, 套管占5%。

(5) 井眼:基本分为15000Psi采气井口 (双控阀门) 、大四通、压裂投球器。

(6) 压裂液:低浓度乳化冻胶压裂液。

(7) 支撑剂:105 MPa30到50目树脂砂。

3. 压裂施工状况

长深D平2是在2010年8月21日完成的, 整个钻探过程共177天, 结束后成品深度为4557m, 水平井的长度为837m, 其中钻探共接触气层711m, 钻探成功几率高达90.2%。研究人员通过观察岩石剖面、气测结果、记录结果, 依据井眼处的轨道变化与径长变化情况, 在整个水平井的施工过程中考虑特殊地理环境, 最终成功的使压裂工具得以进入, 这些都在一定程度上促进了10级压裂技术的发展壮大。

(1) 每个井口添加838 m3支撑剂。

(2) 井身最长的一部分为l 16 m3。

(3) 平均每天添加支撑剂数量在324.4 m3以下。

(4) 砂比为1:IE34.4%, 添砂后速度最快为1.8m3/min。

(5) 套管压裂每减少4000米管程阻力大约为201VLPa。

相比稳固井口而言, 裸露井口所致的近井筒摩阻更小, 再加上滑套压裂也降低了井眼处理不当所加大的摩阻两者加起来将近IOMPa。

4. 裂缝状况

长深D平2井在多个水平井分段采取大范围的压裂工程情况下还通过井低地震缝隙监测手段得出很多理论结论, 如人工缝隙变化规律、缝隙所呈现的形状及其具体位置。研究人员由其数字数据得出:滑套安放何处是不会改变缝隙起裂的方位的;缝隙两侧的变化发展并不相同;各段缝隙都有角度存在, 不尽平行;封隔器有可能无法完全封闭储藏层。

四、水平井各段压裂结果

另我国研究人员为之一喜的结果是长深D平2井建成后产量大于预计效果, 即初步产量和稳定产量都是周边其他地区直井的4到5倍。该井是长岭气田中改变最多、生产能力最高的水平井, 其中很多阶段的大范围压裂效果的明显效果再一次验证水平井分段压裂技术可以实现非均质致密气藏水平气井的高产量。这一成果促进了日后水平井压裂技术的进一步发展, 并使其他致密岩性气藏增加产量成为可能。

五、意义

1. 这一技术可以最迅速的探测出储层, 利于对储层的分析。

2. 井口采取裸露形态, 降低水泥危害储层几率, 加大漏气面积。

3. 分段压裂使工程得以连续进行, 完成耗时少, 利于液体迅速排出, 减少其滞留天数。

4. 裸眼封隔器成井与套管压裂技术有利于减小压裂管程阻力与近井筒阻力, 这为压裂工程中造就裂隙与恰当的支撑剂布置提供了很大便利。

5. 长深D平2井的创新之举l O级压裂的有效应用为吉林油田压裂开采创建了新道路, 首度创立横纵结合的面积最优概念。

6. 长深D平2井各个井段大范围压裂的创举使人们更深层次的了解到了致密气藏的用途, 大幅提高产量, 为日后的研究奠定了基础。

摘要：吉林油田为了实现经济总量提高曾使用长岭气田登娄库组致密砂岩气藏建立的一口拥有多个井眼的压裂实验井, 这口实验井就是长深D平2井。它的地面长度是837m, 钻探触及岩石率是90.2%, 当地岩层由于泥岩段较长且岩石疏松致使其建井的难度系数很高。为了顺利建成该井并使其渗透性过高和泥岩层压裂严重的建井弊端不复存在, 我们在长深D平2井的10级压裂中共添加了838m支撑舟, 单级的最高加砂量达到6m3, 而就一日来说最高为324m3。最终这一实验取得了很好的成果, 该井在压后检测的油嘴达到了8mm, 油压为24.5MPa, 平均每天可生产油气资源213万方.这一结果大大增加了吉林油田将此种油气井推广下去的决心。

关键词：致密砂岩气藏,裸眼,分段压裂,泥岩穿层压裂