水平井分段壓裂完井技術(shù)調(diào)研報(bào)告

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1、《現(xiàn)代完井工程》水平井分段壓裂完井技術(shù)調(diào)研報(bào)告目錄1研究目的及意義12水平井分段壓裂技術(shù)22.1國(guó)外水平井分段壓裂技術(shù)研究現(xiàn)狀22.1.1斯倫貝謝公司——StageFRACTM系統(tǒng)32.1.2哈里伯頓公司——固井滑套分段壓裂系統(tǒng)32.1.3貝克·休斯公司——FracPiontSystem分段壓裂系統(tǒng)42.2國(guó)內(nèi)水平井分段壓裂技術(shù)研究現(xiàn)狀52.2.1水力噴射分段壓裂技術(shù)52.2.2雙卡上提壓裂多段技術(shù)52.2.3分段環(huán)空壓裂技術(shù)52.2.4液體膠塞隔離分段壓裂技術(shù)52.2.5機(jī)械橋塞隔離分段壓裂技術(shù)62.2.6限流壓裂技術(shù)62.3本章小結(jié)63水平井分段壓裂

2、數(shù)值模擬方法73.1笛卡爾網(wǎng)格的加密法73.2PEBI網(wǎng)格加密法93.3表皮因子法93.4直角網(wǎng)格加密法93.5本章小結(jié)94水平井完井技術(shù)104.1篩管分段完井技術(shù)104.2水平井礫石充填防砂技術(shù)104.3魚骨狀水平分支井完井技術(shù)104.4膨脹管完井技術(shù)114.5套管射孔分段壓裂完井技術(shù)114.6裸眼分段壓裂完井技術(shù)114.7本章小結(jié)11參考文獻(xiàn)131研究目的及意義所謂分段壓裂技術(shù)，就是在井筒內(nèi)沿著水平井眼的方向，根據(jù)油藏物性和儲(chǔ)層特征，在儲(chǔ)層物性較好的幾個(gè)或更多水平段上，采用一定的技術(shù)措施嚴(yán)格控制射孔孔眼的數(shù)量、孔徑和射孔相位，通過(guò)一次壓裂施工同時(shí)壓開

3、幾個(gè)或更多水平段油層的技術(shù)。這是一套有效改造低滲透油氣藏的水平井技術(shù)。2008年全球非常規(guī)石油資源規(guī)模達(dá)449.5Gt[1]。目前我國(guó)低滲透油氣藏已探明儲(chǔ)量近60億噸，已經(jīng)動(dòng)用儲(chǔ)量近30億噸。近50%已探明的低滲透油氣藏由于單井自然產(chǎn)能低、開采效益差難以動(dòng)用。水平井可以增加井筒與油層的接觸面積，提高油氣的產(chǎn)量和最終的采收率，但隨著石油勘探開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，中高滲等常規(guī)油田逐步減少，低滲透等非常規(guī)油氣藏儲(chǔ)量不斷增加，低滲透油氣藏的重要性便日益凸顯。由于低滲透率油藏的滲透率低、滲流阻力大、連通性差，有時(shí)水平井的單井產(chǎn)能也比較低，滿足不了經(jīng)濟(jì)開發(fā)的要求，還要對(duì)水

4、平井進(jìn)行壓裂增產(chǎn)，提高水平井的產(chǎn)能。應(yīng)用水平井壓裂措施，可以實(shí)現(xiàn)油田增儲(chǔ)穩(wěn)產(chǎn)。但由于地層滲透性各向異性，各段的滲透性相差有時(shí)很大，這會(huì)導(dǎo)致底水油藏水平井的底水錐進(jìn)從而使水平井過(guò)早的水淹，那么將有必要對(duì)水平井段進(jìn)行合理的分段完井。此外，合理的、高質(zhì)量的水平井分段壓裂完井可以更好地控制底水上升剖面，延長(zhǎng)無(wú)水采油期和提高油層采收率。因此，加強(qiáng)對(duì)水平井分段壓裂工藝技術(shù)，尤其是水平井分段壓裂完井技術(shù)的研究急不可待。142水平井分段壓裂技術(shù)水平井分段壓裂增產(chǎn)技術(shù)對(duì)于改善低滲透、低孔隙度油氣藏開發(fā)效果、提高單井產(chǎn)量和最終采收率，具有重要作用，是油田增產(chǎn)、增注的有效手段

5、[2]。使用壓裂增產(chǎn)技術(shù)，可獲得顯著的增產(chǎn)效果，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益可觀，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。2.1國(guó)外水平井分段壓裂技術(shù)研究現(xiàn)狀二十一世紀(jì)年以來(lái)，隨著水平井的規(guī)模應(yīng)用，國(guó)外許多公司開始嘗試水平井分段壓裂技術(shù)，經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，現(xiàn)已形成較為完善的、能適應(yīng)不同完井條件下的水平井分段壓裂技術(shù)。國(guó)外主流的水平井分段壓裂技術(shù)主要有：水力噴射分段壓裂技術(shù)、裸眼封隔器分段壓裂技術(shù)和快鉆橋塞分段壓裂技術(shù)三類，其中裸眼封隔器分段壓裂技術(shù)應(yīng)用最為廣泛[3]。2007年開始，水平井分段壓裂技術(shù)成為非常規(guī)油氣開發(fā)的主體技術(shù)，開始在北美大規(guī)模應(yīng)用。目前國(guó)外能夠提供水平井分段壓裂工具

6、及技術(shù)服務(wù)的公司有30多家，這些公司主要通過(guò)自主研發(fā)、并購(gòu)和引進(jìn)等方式獲取該項(xiàng)技術(shù)。預(yù)計(jì)在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)中，水平分段壓裂技術(shù)的發(fā)展方向主要有四個(gè)：高導(dǎo)流能力壓裂、段數(shù)倍增壓裂、縫網(wǎng)壓裂、隨壓甜點(diǎn)探測(cè)。表1國(guó)外水平井分段壓裂主流技術(shù)主體技術(shù)技術(shù)特點(diǎn)水力噴砂分段壓裂技術(shù)常規(guī)管柱拖動(dòng)式水力噴砂井下工具簡(jiǎn)單，長(zhǎng)度短；工具外徑小有反洗通道；砂卡管柱幾率小連續(xù)油管拖動(dòng)式水力噴砂連續(xù)油管噴砂射孔，環(huán)空加砂壓裂；砂塞留置，封堵已壓井段；連續(xù)管兼做沖砂洗井管柱；施工安全不動(dòng)管柱式水力噴砂不動(dòng)管柱；工具外徑??；有反洗通道裸眼封隔器分段壓裂技術(shù)液壓坐封裸眼封隔器（帶滑套）不動(dòng)

7、管柱，投球打開滑套分壓各段；兼做壓裂管柱與生產(chǎn)管柱；施工快捷遇油膨脹封隔器（帶滑套）遇油膨脹坐封，封隔環(huán)空；隔離套管系統(tǒng)無(wú)需機(jī)械操作；地面投球打開滑套；施工快捷快鉆橋塞分段壓裂技術(shù)同時(shí)射孔及坐封壓裂橋塞；可進(jìn)行大排量施工；分壓段數(shù)不受限制；壓裂后可快速鉆掉，易排出14圖1水平井分段壓裂工具結(jié)構(gòu)2.1.1斯倫貝謝公司——StageFRACTM系統(tǒng)斯倫貝謝公司的StageFRACTM增產(chǎn)系統(tǒng)（如圖2）主要針對(duì)砂巖或碳酸鹽巖油藏裸眼井的壓裂而設(shè)計(jì)的。該系統(tǒng)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)證明通過(guò)利用RockSealTMII裸眼封隔器對(duì)水平段進(jìn)行分段封隔可顯著改善壓裂效果。該系統(tǒng)一次下放

8、最多可完成九段壓裂，適應(yīng)溫度最高達(dá)200℃，封隔器最高承受壓差達(dá)69MPa。另外