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【摘 要】 近些年来,我国的连续油管喷砂射孔技术可以有效解决逐层压裂等等问题。本文在分析其具体应用的基础之上分析了其发展方向分析。
【关键词】 连续油;喷砂射孔;措施
引言:
连续油管技术的应用于90年代初开始,现阶段仍旧处于开发和研究的初级发展阶段。作为一项正处于石油天然气勘测开发蓬勃发展中的技术,已经在全球范围内应用于钻井、修井、洗井、氮气举升和增产等许多领域。近年来,随着连续油管技术的进一步发展,大管径连续油管车的引进,大大增加了连续油管喷砂射孔压裂技术的可行性。连续油管喷砂射孔压裂技术是应用水利喷砂射孔、水力压裂以及水力隔离等多种工艺于一体的综合型技术,较之常规的水力压裂技术,连续油管喷砂射孔技术可以更加准确的造缝、简化井下作业程序、无需机械封隔、降低作业风险等,适用于薄层、多产层的直井逐层压裂改造。低渗透油田作为我国石油产业稳定发展的重要资源,连续油管喷砂射孔技术对其具有非常重要的意义。
1、当前连续油管技术在国内外的应用情况
1.1国外连续油管技术当前应用情况
从二十世纪六十年代出现连续管技术以来,这一技术的发展大致经过了三个阶段,第一阶段为初步探索阶段、第二阶段为技术进步阶段、第三阶段为技术成熟阶段。在初级探索阶段受技术发展水平限制,基本停留于比较简单的打捞和洗井等作业领域。在技术进步的推动下,加之井下作业工具的配套越来越完善,连续管技术应用范围逐渐扩大,被应用于水平钻井、侧钻井、采油、修井等多领域。随着连续油管技术的进步发展,在国外的传统与非传统工艺中获得了广泛的应用,并且特殊工艺方面的应用也逐渐扩大。
1.2国内连续油管技术当前应用情况
我国对连续油管技术的应用在实践过程中,接受程度和认识程度都有待提高,且作业服务的范围目前仍然局限在很小的范围,主要应用于洗井、清蜡解堵、测井、冲砂、气举诱喷、挤水泥等方面,与国外连续油管技术应用对比,国内连续管技术在配套方面以及设备利用率方面都存在很大差距。连续管技术在我国尚未得到有效的广泛的应用,其在我国的应用受到很大限制,其积极作用有待在我国实践应用中进一步挖掘。
2、原理和工艺流程
2.1连续油管喷砂射孔裂技术原理
连续油管喷砂射孔分段压裂技术是通过连续油管下喷砂工具定位后采用高速水流射开套管和地层并形成一定深度的喷孔,流体动能转化为压能,在喷孔附近产生水力裂缝,实现压裂作业。
2.2工艺流程
(1)连续油管带机械式套管节箍定位器进行定位;(2)连续油管循环射孔液,达到一定排量后加入石英砂射孔;(3)射开套管后,进行反循环洗井,此时平衡阀打开,将射孔液和石英砂洗出井口;(4)进行该层主压裂施工;(5)施工后,上提连续油管解封封隔器,再次定位进入下一层后下放坐封封隔器,开始进行第二层施工。
连续油管水力喷射技术完成水力喷砂射孔之后,混合浆液由高压泵管输送到井底,经过高压和高速的液体冲击作用,会使水力射孔的管道顶端产生大量的细微裂缝,这些细微裂缝能够降低井底地层的压力,连续油管水力喷射继续,混合浆液会在喷射管道中形成巨大的压力。接着打开环空,将大量的混合液体注入环空泵中,在环空管道中也形成强大的压力,当喷射管道和环空管道中的混合液体的总压力超过井底地层的压裂时,就可以将井底射孔的顶端底层冲破。环空液体经过环空泵的高速射流,迅速进入喷射射孔的裂缝和通道中,不断扩大地层裂缝,在喷射压裂作用下,裂缝越来越大,当满足相关条件时,地层会产生裂缝。水力喷射压裂的增压分布符合动量守恒定律,水力喷射的混合浆液流量和动压力分布成正比。并且水力喷射压裂的压力分布具有根据岩石分布参数和密度自动调节增压的特点。通过控制调节水力喷射压裂的喷射工具,可以准确地喷射的动能和压裂混合液体集中在井底地层的确定位置,因此使用水力喷射压裂可以自动选择和调整喷射射孔裂缝的方向和位置。当产生裂缝后,水力喷射会将混合液体高速喷射到井底地层的裂缝和喷射孔道中,使每一个喷射孔道都形成一个射流泵。水力喷射的射流在喷射出口位置混合液体的流动速度最快,这时的动压力最小,环空泵体的液体流在高速增压的作用下,可以不断扩展裂缝的深度和宽度,当环空的增压小于井底地层的破裂压力时,水力喷射压裂也不会将已经产生的裂缝開启,提高了连续油管水力喷射压裂的效率。使用连续油管水力喷射压裂技术的整个过程不需要使用机械封隔,根据动力学的科学原理可以自动形成水力封隔。
3、连续油管喷砂射孔技术发展分析
伴随着近年来油田开采难度的加大,这就更加强调应用技术的有效性和经济性。
3.1低渗透底层水平井作业:低渗透油藏水平井的后续改造是水平井实施的主要难点,这就要求使用能够准确放置裂缝,有效的实施分段作业和射孔压裂一体的喷砂射孔技术。
3.2老油田薄差油层开发:为挖潜剩余油保持稳产,井筒中分散的多个薄差层开采要求能精确定位,适应大跨距分层作业的低成本的压裂技术。
3.3老井增产改造的安全施工:水利喷砂射孔压裂技术具有环空压力与井底压力低的特点,可应用于套管与井筒剩余强度有限的老井增产改造,确保井筒安全。
3.4特殊完井方式对作业技术的要求:裸眼完井、衬管完井、尾管完井等特殊完井方式,使封隔器、桥塞等工具增大了作业难度以及成本,所以本技术能够更好的适应这些特殊的完井方式。
3.5低渗透未动用储量的经济开采:一般需要压裂,而且由于产能和产量有限要求压裂的成本更低,所以低成本的压裂技术更加适合这种经济开采。
4、有效促进国内连续油管技术并下作业效率相关对策
连续油管在井下作业的实施过程中,如果作业计划合理性难以保障,机械设备在操作过程中出现故障或失误,都会制约井下作业取得效率,会对连续油管井下作业顺利实施带来严重影响。可以依据以下几个策略进行解决:
4.1从井下作业的现实环境出发,确保井下作业计划具有科学性,使制定的作业计划不仅准确而且简单明了,与井下作业的现实际需求相适应。在井下作业没有实施之前,应当对施工井的井史、流体组分、井况等展开细致周全的数据资料收集,保障收集数据精确、具有可靠性。
4.2井下作业施工过程中,要使连续油管作业机安全和承载性具有较高的保证,保障井下作业设备、人井作业的连续油管及其管柱具有较高的可靠性。
4.3在连续性具有保障的前提下,应当重视连续油管技术的现场培训;还要对连续油管技术在井下作业中涉及的风险进行全面考虑,出台积极的措施降低风险,为连续油管技术顺利在井下实施作业提供保障。
5、结语
连续油管水力喷砂射孔技术是近年来刚刚发展起来的一种新型的压裂技术,它借助了特殊的喷射压裂工具,从而达到对地层任意位置都可以定点定位压裂改造的目的,具有许多物理设备不具备的作业灵活性,并能够缩短工作周期,减小作业规模,降低作业成本等有点,并且适用于许多传统压裂方式不适合的作业条件,是现阶段石油产业非常看好的一个新技术,但该技术仍旧处于起步阶段,所以它也有许多亟待解决的难题,需要工作人员在不断的努力中进行改造。
参考文献:
[1]李梅,刘志斌,吕双,丁柯宇,陈凌云,姚卫东.连续油管喷砂射孔环空分段压裂技术在苏里格气田的应用[J].石油钻采工艺,2013,04:82-84.
[2]靳宝军,邢景宝,郑锋辉,杨安林.连续油管喷砂射孔环空压裂工艺在大牛地气田的应用[J].钻采工艺,2011,02:39-41+114-115.
[3]吕选鹏,周承富,陈辉,苟景峰,肖德栋.连续油管技术在页岩气勘探开发中应用前景[J].石油矿场机械,2012,02:67-70.
[4]田守嶒,李根生,黄中伟,牛继磊,夏强.连续油管水力喷射压裂技术[J].天然气工业,2008,08:61-63+141.
【关键词】 连续油;喷砂射孔;措施
引言:
连续油管技术的应用于90年代初开始,现阶段仍旧处于开发和研究的初级发展阶段。作为一项正处于石油天然气勘测开发蓬勃发展中的技术,已经在全球范围内应用于钻井、修井、洗井、氮气举升和增产等许多领域。近年来,随着连续油管技术的进一步发展,大管径连续油管车的引进,大大增加了连续油管喷砂射孔压裂技术的可行性。连续油管喷砂射孔压裂技术是应用水利喷砂射孔、水力压裂以及水力隔离等多种工艺于一体的综合型技术,较之常规的水力压裂技术,连续油管喷砂射孔技术可以更加准确的造缝、简化井下作业程序、无需机械封隔、降低作业风险等,适用于薄层、多产层的直井逐层压裂改造。低渗透油田作为我国石油产业稳定发展的重要资源,连续油管喷砂射孔技术对其具有非常重要的意义。
1、当前连续油管技术在国内外的应用情况
1.1国外连续油管技术当前应用情况
从二十世纪六十年代出现连续管技术以来,这一技术的发展大致经过了三个阶段,第一阶段为初步探索阶段、第二阶段为技术进步阶段、第三阶段为技术成熟阶段。在初级探索阶段受技术发展水平限制,基本停留于比较简单的打捞和洗井等作业领域。在技术进步的推动下,加之井下作业工具的配套越来越完善,连续管技术应用范围逐渐扩大,被应用于水平钻井、侧钻井、采油、修井等多领域。随着连续油管技术的进步发展,在国外的传统与非传统工艺中获得了广泛的应用,并且特殊工艺方面的应用也逐渐扩大。
1.2国内连续油管技术当前应用情况
我国对连续油管技术的应用在实践过程中,接受程度和认识程度都有待提高,且作业服务的范围目前仍然局限在很小的范围,主要应用于洗井、清蜡解堵、测井、冲砂、气举诱喷、挤水泥等方面,与国外连续油管技术应用对比,国内连续管技术在配套方面以及设备利用率方面都存在很大差距。连续管技术在我国尚未得到有效的广泛的应用,其在我国的应用受到很大限制,其积极作用有待在我国实践应用中进一步挖掘。
2、原理和工艺流程
2.1连续油管喷砂射孔裂技术原理
连续油管喷砂射孔分段压裂技术是通过连续油管下喷砂工具定位后采用高速水流射开套管和地层并形成一定深度的喷孔,流体动能转化为压能,在喷孔附近产生水力裂缝,实现压裂作业。
2.2工艺流程
(1)连续油管带机械式套管节箍定位器进行定位;(2)连续油管循环射孔液,达到一定排量后加入石英砂射孔;(3)射开套管后,进行反循环洗井,此时平衡阀打开,将射孔液和石英砂洗出井口;(4)进行该层主压裂施工;(5)施工后,上提连续油管解封封隔器,再次定位进入下一层后下放坐封封隔器,开始进行第二层施工。
连续油管水力喷射技术完成水力喷砂射孔之后,混合浆液由高压泵管输送到井底,经过高压和高速的液体冲击作用,会使水力射孔的管道顶端产生大量的细微裂缝,这些细微裂缝能够降低井底地层的压力,连续油管水力喷射继续,混合浆液会在喷射管道中形成巨大的压力。接着打开环空,将大量的混合液体注入环空泵中,在环空管道中也形成强大的压力,当喷射管道和环空管道中的混合液体的总压力超过井底地层的压裂时,就可以将井底射孔的顶端底层冲破。环空液体经过环空泵的高速射流,迅速进入喷射射孔的裂缝和通道中,不断扩大地层裂缝,在喷射压裂作用下,裂缝越来越大,当满足相关条件时,地层会产生裂缝。水力喷射压裂的增压分布符合动量守恒定律,水力喷射的混合浆液流量和动压力分布成正比。并且水力喷射压裂的压力分布具有根据岩石分布参数和密度自动调节增压的特点。通过控制调节水力喷射压裂的喷射工具,可以准确地喷射的动能和压裂混合液体集中在井底地层的确定位置,因此使用水力喷射压裂可以自动选择和调整喷射射孔裂缝的方向和位置。当产生裂缝后,水力喷射会将混合液体高速喷射到井底地层的裂缝和喷射孔道中,使每一个喷射孔道都形成一个射流泵。水力喷射的射流在喷射出口位置混合液体的流动速度最快,这时的动压力最小,环空泵体的液体流在高速增压的作用下,可以不断扩展裂缝的深度和宽度,当环空的增压小于井底地层的破裂压力时,水力喷射压裂也不会将已经产生的裂缝開启,提高了连续油管水力喷射压裂的效率。使用连续油管水力喷射压裂技术的整个过程不需要使用机械封隔,根据动力学的科学原理可以自动形成水力封隔。
3、连续油管喷砂射孔技术发展分析
伴随着近年来油田开采难度的加大,这就更加强调应用技术的有效性和经济性。
3.1低渗透底层水平井作业:低渗透油藏水平井的后续改造是水平井实施的主要难点,这就要求使用能够准确放置裂缝,有效的实施分段作业和射孔压裂一体的喷砂射孔技术。
3.2老油田薄差油层开发:为挖潜剩余油保持稳产,井筒中分散的多个薄差层开采要求能精确定位,适应大跨距分层作业的低成本的压裂技术。
3.3老井增产改造的安全施工:水利喷砂射孔压裂技术具有环空压力与井底压力低的特点,可应用于套管与井筒剩余强度有限的老井增产改造,确保井筒安全。
3.4特殊完井方式对作业技术的要求:裸眼完井、衬管完井、尾管完井等特殊完井方式,使封隔器、桥塞等工具增大了作业难度以及成本,所以本技术能够更好的适应这些特殊的完井方式。
3.5低渗透未动用储量的经济开采:一般需要压裂,而且由于产能和产量有限要求压裂的成本更低,所以低成本的压裂技术更加适合这种经济开采。
4、有效促进国内连续油管技术并下作业效率相关对策
连续油管在井下作业的实施过程中,如果作业计划合理性难以保障,机械设备在操作过程中出现故障或失误,都会制约井下作业取得效率,会对连续油管井下作业顺利实施带来严重影响。可以依据以下几个策略进行解决:
4.1从井下作业的现实环境出发,确保井下作业计划具有科学性,使制定的作业计划不仅准确而且简单明了,与井下作业的现实际需求相适应。在井下作业没有实施之前,应当对施工井的井史、流体组分、井况等展开细致周全的数据资料收集,保障收集数据精确、具有可靠性。
4.2井下作业施工过程中,要使连续油管作业机安全和承载性具有较高的保证,保障井下作业设备、人井作业的连续油管及其管柱具有较高的可靠性。
4.3在连续性具有保障的前提下,应当重视连续油管技术的现场培训;还要对连续油管技术在井下作业中涉及的风险进行全面考虑,出台积极的措施降低风险,为连续油管技术顺利在井下实施作业提供保障。
5、结语
连续油管水力喷砂射孔技术是近年来刚刚发展起来的一种新型的压裂技术,它借助了特殊的喷射压裂工具,从而达到对地层任意位置都可以定点定位压裂改造的目的,具有许多物理设备不具备的作业灵活性,并能够缩短工作周期,减小作业规模,降低作业成本等有点,并且适用于许多传统压裂方式不适合的作业条件,是现阶段石油产业非常看好的一个新技术,但该技术仍旧处于起步阶段,所以它也有许多亟待解决的难题,需要工作人员在不断的努力中进行改造。
参考文献:
[1]李梅,刘志斌,吕双,丁柯宇,陈凌云,姚卫东.连续油管喷砂射孔环空分段压裂技术在苏里格气田的应用[J].石油钻采工艺,2013,04:82-84.
[2]靳宝军,邢景宝,郑锋辉,杨安林.连续油管喷砂射孔环空压裂工艺在大牛地气田的应用[J].钻采工艺,2011,02:39-41+114-115.
[3]吕选鹏,周承富,陈辉,苟景峰,肖德栋.连续油管技术在页岩气勘探开发中应用前景[J].石油矿场机械,2012,02:67-70.
[4]田守嶒,李根生,黄中伟,牛继磊,夏强.连续油管水力喷射压裂技术[J].天然气工业,2008,08:61-63+141.