管柱分層壓裂工藝在多層系復合氣藏的應用

管柱分層壓裂工藝在多層系復合氣藏的應用

四川氣藏屬于多層次復合氣藏。從蓬萊市群（j3p）到沙溪寺群（j2s），有30多個砂巖儲層。經過完井測試，大部分砂巖儲層擁有天然氣工業(yè)總產值。為提高單井產能,以往常采用的工藝技術為從下而上逐層改造、逐層測試、逐層開采,施工次數多、試油周期長、作業(yè)成本高。針對川西氣藏的特點,對于同壓力系統(tǒng)的相鄰氣層采用一次管柱進行分層壓裂合采工藝,可大大降低作業(yè)成本,經濟效益顯著提高。提質充壓器及地面工業(yè)壓裂施工分層壓裂合采工藝主要是利用水力壓差式封隔器、節(jié)流啟動器(或球座)、轉層器(或選層器)及水力錨等井下工具來完成逐級坐封封隔器、逐層加砂壓裂,各層施工結束后同時返排、混合測試、合采。1.主柱結構(1)上、下河開采管柱mm結構封隔器+水力錨+水封錨+油管管串結構(自下而上):接球座+油管+Y344型封隔器+水力錨+油管+轉層器+水力錨+Y344型封隔器+油管。下封隔器下在兩層之間,上封隔器下在上層頂部5～10m。1.銷釘可滿足壓裂施工要求見圖1b其管串結構(自下而上):接球座+油管+Y344型封隔器+AⅡ型水力錨+油管+過球式轉層器+油管,過球式轉層器結構圖如圖2所示。(2)壓上下軟管的保護裝置其管串結構(自下而上):節(jié)流器+油管+Y344型封隔器+水力錨+油管,其結構圖如圖3所示。封隔器下在兩層之間。(3)雙層壓裂管柱1該孔無法滿足壓裂施工要求的管柱見圖1a管串結構:節(jié)流啟動器+油管+AⅡ型水力錨+Y344型封隔器+油管+轉層器+油管+Y344型封隔器+水力錨+油管。該開口可滿足壓裂施工要求的管柱該管柱同保下壓上井口能滿足壓裂要求的管柱,結構圖見圖1b。2.參數(1)表1顯示了主要參數(2)表2顯示了地下工具的主要參數(3)y344封隔器的主要技術如表3所示3.工藝(1)井內壓裂施工分層壓裂是對已射開的多個油氣層通過一次管柱及井下工具組合入井,壓裂施工時通過封隔器的封隔及井下轉層工具的開啟來實現由下往上逐層壓裂,最終實現一井雙層或多層合采。分層壓裂技術的關鍵是實現封隔和轉層。(2)表4顯示了主要現場工具的功能和工作原則(3)范圍適用井深:3500m以內;工作壓差:50MPa;工作溫度:150℃;作業(yè)介質:清水、泥漿、酸液。4.管柱的下緊、低替和壓裂(1)通井:工具入井前按表1提供的參數用通井規(guī)通井至封隔器坐封位置10m以下,以不阻、不卡為合格。(2)下管柱:a.水力錨、封隔器坐封位置必須避開套管接箍,封隔器應盡量坐封在套管中部。b.油管應用通徑規(guī)通徑,保證管內暢通,確保鋼球順利通過。c.油管扣必須上緊,確保承壓能力滿足施工要求。d.嚴禁井下落物。e.絲扣密封脂一律涂抹在公扣上。f.通井下管柱時,要求操作平穩(wěn),嚴禁猛提猛放,純下鉆時間每立柱(3個單根)不少于45s。(3)低替:用工作液將油管內的液體替出,并替至上層封隔器位置,低替時井口不得起壓,控制排量不超過5L/s。(4)壓裂下層:低替完成后,迅速提高排量(〉18mm節(jié)流器排量提升至10L/s以上,〉23mm節(jié)流器排量升至13.4L/s以上)啟動坐封Y344型封隔器和AⅡ型水力錨,并連續(xù)增加排量對下層進行加砂壓裂作業(yè)直至達到設計要求。(5)投球轉壓上層:不停泵用投球器將〉31.8mm鋼球泵送到轉層器上,提高排量(≥10L/s)打開轉層器側孔(噴砂孔),同時鋼球通過轉層器下落至球座上,封隔器下層,啟動坐封上封隔器,對上層實施加砂壓裂作業(yè)后關井破膠水化。(6)排液、合采。現場應用分層壓裂工藝技術目前仍處于探索階段,自1996年至1999年3月經過9口井現場應用,有6口井獲得成功,3口井失敗。1.轉層器側孔壓裂該井是西南石油局第一口分層加砂壓裂工藝技術試驗井,其壓裂管串結構:節(jié)流啟動器+油管+Y211型可循環(huán)式封隔器+水力錨+鎖球式轉層器+Y344型封隔器+水力錨+油管。該井施工時,在注攜砂液開始不久由于地面流量計不工作被迫終止下層壓裂(僅加砂1.05m3)投球啟動轉層器,打開側孔擬啟動Y344封隔器對上層進行壓裂,因轉層器側孔累計面積過大而不能起節(jié)流作用,Y344封隔器亦不能坐封,最后關套壓進行加砂壓裂。該井分層壓裂工藝失敗,但仍取得了明顯的增產效果。2.分層壓裂施工該井是我局在東北施工的第一口分層壓裂井,其所用管串結構與保上壓下管柱基本相同(見圖3),只是對準上層多一個選層器(轉層器)。該井分層壓裂施工連續(xù),分層壓裂工藝獲得成功。施工情況及壓后效果見表5。3.松南w-34和w-63井的分層壓裂兩井采用雙層分層壓裂管柱(見圖1b),分層壓裂均獲成功。4.聯(lián)9井層壓裂該井雙層壓裂采用的管柱結構見圖1a。下層8m3砂量及上層7m3砂量加砂壓裂均獲成功。5.23.沉淀池油藏其管串結構:油管+接球座+水力錨+Y344型封隔器+轉層器(選層器)+油管。該井進行保下壓上工藝獲得成功。6.鋼球壓裂沖刷,確定該兩井下層壓裂后轉層均失敗,其原因:33-2井因過球式轉層器(見圖2)卡片經下層加砂壓裂沖刷后內徑變大(鋼球直徑僅比卡片內徑大1mm),鋼球直接通過轉層器卡片而不能打開轉層器側孔致使轉層失敗。52井由于下層壓裂后在轉層器上形成砂堵,鋼球落不到轉層器卡片上以致不能打開轉層器轉層,分層壓裂工藝失敗。節(jié)約施工費用1.分層壓裂工藝所用工具簡單,且通用性好,便于掌握。2.該工藝的成功應用減少了壓裂設備進出場次數,作業(yè)連續(xù),縮短了試油周期,大大降低生產成本,直接施工費可節(jié)約25%以上。3.采用分層壓裂合采工藝可減少鉆井數量,