纖維防砂壓裂技術(shù)在大牛地氣田水平井的應(yīng)用.pdf

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1、第37卷第4期鉆采工藝V01．37No．4DRILLING＆PRODUCTIONTECHNOLOGY·113·纖維防砂壓裂技術(shù)在大牛地氣田水平井的應(yīng)用楊英濤(中國(guó)石油大學(xué)·華東)楊英濤．纖維防砂壓裂技術(shù)在大牛地氣田水平井的應(yīng)用．鉆采工藝，2014，37(4)：113一l14摘要：大牛地氣田是中國(guó)石化重要的天然氣生產(chǎn)基地，自2011年大規(guī)模使用水平井開發(fā)以來(lái)水平井?dāng)?shù)量逐年增加，截至2013年底大牛地氣田水平井產(chǎn)量占總產(chǎn)量的45％，取得較好的開發(fā)效果。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，在排液及生產(chǎn)過程中出砂的井占總水平井的14．8％，為防治支撐劑回流，降低水平并排液及生產(chǎn)過程中的安全隱患，優(yōu)選了纖維

2、材料，同時(shí)優(yōu)化纖維加量為支撐劑重量的5％0～7％o，形成了水平井纖維防砂壓裂技術(shù)，在DPIO4s等井應(yīng)用取得了較好的防砂效果。關(guān)鍵詞：纖維壓裂；大牛地氣田；水平井；天然氣；支撐劑DOI：10．3969／J．ISSN．1006—768X．2014．04．36大牛地氣田是中石化重要的天然氣生產(chǎn)基地，自2011剪切變形，法向分量增加側(cè)限壓力，進(jìn)而增大支撐劑間的摩年大規(guī)模使用水平井開發(fā)以來(lái)水平井?dāng)?shù)量逐年增加，截至擦力，間接抵抗砂拱剪切變形，從而提高砂拱的穩(wěn)定性和臨2013年底大牛地氣田水平井?dāng)?shù)量達(dá)到306口，水平井產(chǎn)量占界返排速度，有利于控制支撐劑的回流。由此可見，支撐劑總產(chǎn)量的45

3、％，取得較好的開發(fā)效果。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，在排中的纖維成分能夠增強(qiáng)支撐劑砂拱移動(dòng)變形的阻力；另外，液及生產(chǎn)過程中出砂的井占總水平井的14．8％，大量的水平一條纖維可以同時(shí)與10—20個(gè)砂粒作用纏繞在一起，從而井出砂嚴(yán)重制約了氣井的正常生產(chǎn)。為防治支撐劑回流，降增加了支撐劑耐沖刷的能力。這兩種作用將大大提高支撐低水平井排液及生產(chǎn)過程中的安全隱患，在優(yōu)選纖維材料的劑充填層穩(wěn)定性，使一盤散砂變成了一個(gè)整體，從而防止支基礎(chǔ)上，優(yōu)化纖維防砂工藝參數(shù)，形成了針對(duì)大牛地氣田水撐劑發(fā)生回流。平井的纖維防砂壓裂技術(shù)。二、纖維材料優(yōu)選一、工藝原理對(duì)A、B、c、D四種纖維進(jìn)行在壓裂中的分散性、與壓裂該

4、技術(shù)是把人造纖維混在攜砂液中尾追注入，在井筒附配伍性、與支撐劑的混合性，從而優(yōu)選壓裂用纖維。近的裂縫中形成復(fù)合性支撐劑，支撐劑是基體，纖維是增強(qiáng)1．纖維與壓裂液配伍性評(píng)價(jià)項(xiàng)，從而將支撐劑穩(wěn)固在原始位置，而流體可以自由通過，達(dá)通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)纖維對(duì)壓裂液成膠和破膠性能的影響，評(píng)到預(yù)防支撐劑回流的目的。價(jià)纖維與壓裂液的配伍性。實(shí)驗(yàn)采用大牛地氣田的壓裂液裂縫中的纖維通過多種機(jī)理來(lái)穩(wěn)固砂拱。每根纖維與配方，在80℃下觀察其對(duì)壓裂液成膠和破膠性能的影響程若干支撐劑顆粒相互接觸，通過接觸壓力和摩擦力相互作度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表l所示，四種纖維對(duì)壓裂液成膠無(wú)影響，用。這種纖維穩(wěn)定支撐劑技術(shù)是通過纖維

5、與支撐劑間的相對(duì)破膠存在一定程度的影響，需加大破膠劑加量。互作用形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而提供支撐劑與裂縫之間額外的表1纖維對(duì)壓裂液成膠和破膠性能影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表黏結(jié)力，從而將支撐劑穩(wěn)定在原始位置，而流體可以自由通過。壓裂施工結(jié)束時(shí)，裂縫中的支撐劑因承受壓力，顆粒間纖維名稱ABCD以接觸的形式相互作用而達(dá)到力學(xué)平衡。壓裂液開始返排成膠無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)8Occ壓裂液配方后，由于流體流動(dòng)的沖刷，這種平衡受到破壞，支撐劑顆粒就破膠有有有有發(fā)生塑性剪切形變，形成一系列的拱形結(jié)構(gòu)，即砂拱。在壓后排液過程中，砂拱的剪切變形引起纖維的變形，誘發(fā)的纖2．纖維在壓裂液中的分散性評(píng)價(jià)維軸向力分解為切向、法向兩部

6、分，切向分量直接抵抗砂拱對(duì)4種不同的纖維分別進(jìn)行了分散性評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果收稿日期：2013一l1—12；修回日期：2014—07—10基金項(xiàng)目：中國(guó)石化華北分公司“水平井出砂機(jī)理及防砂工藝技術(shù)”研究成果。作者簡(jiǎn)介：楊英濤(1993一)，現(xiàn)為中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè)學(xué)生。地址：(266580)山東省青島市黃島區(qū)長(zhǎng)江路66號(hào)，電話l8605462709，E—mail：songsong520xex@163．com鉆采工藝2014年7月·114·DRILLING＆PR0DUCTIONTECHNOLOGYJuly2014為：A、C在水中完全無(wú)法分散，B、D分散快和均勻，但纖維濃大

7、于無(wú)纖維。度過高時(shí)有少量纏結(jié)成團(tuán)現(xiàn)象；四種纖維在壓裂液中均能分導(dǎo)流能力評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)分析可知，在低閉合壓力下(小于等散均勻，但會(huì)在一定濃度下影響凍膠脆性。于50MPa)，纖維的加入對(duì)支撐劑導(dǎo)流能力有提高的作用，3．纖維與支撐劑的混合性評(píng)價(jià)且單一纖維大于組合纖維大于無(wú)纖維；同時(shí)隨著閉合壓力增對(duì)4種不同的纖維分別進(jìn)行了混合性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)加(大于50MPa)，纖維對(duì)裂縫導(dǎo)流能力的影響逐漸}肖失。果見表2。結(jié)果表明纖維與干陶?；旌闲阅茌^差，但在壓裂以支撐劑導(dǎo)流能力和沉降性能為評(píng)價(jià)指標(biāo)，組合纖維的攜砂液中二者能較好