斜直井分段压裂技术在多层大跨度低.ppt
鲁明油气勘探开发有限公司,斜直井分段压裂技术在多层大跨度低渗油藏中的应用,二零一三年二月,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点二、桩23北区油藏方案概况及压裂难点分析三、桩23北区机械分段压裂实施进展 四、阶段性成果及取得的认识五、存在问题及下步工作安排,目 录,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,1、资源概况分布情况,低渗透油藏分布在正理庄、五号桩、义东、郝家、大王北、临南、潍北油田、广利油田等8个油田及区块。,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,1、资源概况储量情况,“十一五”以来随着勘探开发的逐步深入和樊142、大373、潍北油田区块储量的注入，鲁明公司低渗透油藏探明地质储量大幅度增加。,鲁明公司低渗透油藏储量情况一览表,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,1、资源概况油藏分类,特低渗透和超低渗透储量占低渗透储量的85.0%，从分油藏类型储量动用情况看，未动用储量主要集中在特低渗透和超低渗透油藏类型。,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,2、开发现状,34.0,58.4,“十一五”以来鲁明公司低渗透油藏产量由6.7万吨增长到目前的20.5万吨，增加13.8万吨，是推动公司产量增长的主要原因之一，低渗透产量占总产量的比重从19.6%上升的目前的35.0%。从低渗透油藏产量构成情况可以看出，产量以特地渗透和超低渗透为主，普通低渗透产量仅占低渗透产量的22.1%。,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,2、开发现状,鲁明公司低渗透油藏开发现状（2012年12月）,低渗透油藏分布在8个油田,标定可采储量461万吨,动用地质储量3257.63万吨,平均采收率16.4%,年产油20.47万吨累产油128.06万吨采出程度3.9采油速度0.60可采储量采出程度27.8%剩余可采储量采油速度6.2%综合含水29.1%,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,3、油藏特征储层埋藏深，温度高,低渗透油藏埋藏深为2250-3750米，大多储层以中深层、深层油藏为主。同时油藏温度为103-156，以常温-高温为主。,鲁明低渗油藏基本情况分类表,特别是：桩23块油藏-埋藏深且高温。,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,3、油藏特征储量丰度低，以低丰度和特低丰度为主,油藏储量丰度总体偏低，特低丰度储量1934.05万吨，占整个低渗透储量的43.2%。低丰度、特低丰度储量占总储量的62.8%。,储量丰度分级表,桩23块属于中丰度，储量占鲁明公司低渗储量的37.2%。,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,3、油藏特征储层渗透率低，以特低渗透为主,特低渗透、超低渗透储量占探明储量的85.1%，一般低渗透储量所占比例小，只有665万吨。,鲁明低渗油藏储量分级分类表,桩23块渗透率只有110-3um2，属于超低渗油藏，而储量占鲁明公司低渗储量的37.2%。,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,3、油藏特征油层跨度大，单层厚度薄,桩23块深水浊积扇油层厚度大，纵向跨度达到80-230米，层多、薄，单层平均厚度只有米。,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,3、油藏特征无边底水,桩23块、莱78、莱87块各砂层组未发现明显的层间与边底水，认为是满砂体含油无边底水。,莱78-斜3井莱78-斜2井东西向油藏剖面,桩23断块桩66-1-桩40油藏剖面图（南北）,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,3、油藏特征天然能量弱,计算老区每采出1%的地质储量压力下降值MPa，按照弹性能量划分标准，均属于天然能量微弱油藏。,低渗块能量评价表,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,3、开发难点单段压裂初产低，递减大,桩23块油井递减规律曲线（投产时间拉齐）,桩23老区：单段压裂初期日油平均7.5吨，前三年年递减45.1、16.1%、16.5%，三年平均为25.9。,桩23北区油井递减规律曲线（投产时间拉齐）,桩23北区：前三年年递减47.4、40.2%、18.7%，三年平均为35.4。,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,3、开发难点大跨度储层笼统压裂改造均衡性差,桩23-斜421井实施笼统压裂1722.331.2,射孔31.3米/7层，加砂70方，静压36.5MPa，投产后3mm日油5.7吨，自喷93d后转轴；多级子测井资料显示：笼统压裂不均衡，层间压裂效果有差异，影响储层的动用及投产效果。,桩23-斜421井多级子声波测井曲线,压裂情况差,未压裂开,转抽,3mm,桩23-斜421单井日度曲线,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点,鲁明公司低渗油藏中，未动用储量主要集中在特低渗透和超低渗透油藏（占87.8%），近年来，通过采用“仿水平井压裂完井”技术，以樊142块为主的特低渗透油藏已取得很好的开发效果。对于桩23块的大跨度、多薄层的超低渗透储层，因笼统压裂均衡性差，同时天然能量弱、初产低、递减快，动用程度一直比较低。2012年度，公司按照“实施低渗油藏有效动用工程”战略思想，开展了多层大跨度机械分段压裂技术研究，在核心技术探索和配套技术集成方面做了一定工作，并取得了显著产能效果。,小 结,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点二、桩23北区油藏方案概况及压裂难点分析三、桩23北区机械分段压裂实施进展 四、阶段性成果及取得的认识五、存在问题及下步工作安排,目 录,桩23北区井网部署图,1、方案概况,一、桩23北区油藏方案概况及压裂难点分析,（1）一套井网，弹性开发；井距480m、排距150m。（2）在叠合有效厚度25m线以上区域布井；（3）井排方向与最大主应力方向一致，NE80度；（4）采用大型压裂工艺，压裂半缝长165m。（5）前三年平均建产能8.5104t/a，平均单井日产8.57t/d。,常温高压低孔特低渗构造-岩性油藏,2、压裂改造难点分析,含油井段长（80-230m），小层数多，笼统压裂均衡改造难度大；,埋藏深（36003900m），温度高（155），对压裂液及压裂配套工具耐温性要求高；,储隔层应力差小，隔层分布不稳定，其中2-3砂组间平均隔层厚度仅3.2m，分层难度大。,2砂组-3砂组隔层厚度图,一、桩23北区油藏方案概况及压裂难点分析,纵向物性差异大，压裂改造针对性要求高,2、压裂改造难点分析,压裂过程中首先处理的是高渗透层、厚层，其它低渗薄差层则难以得到同时处理，造成的后果是某些低渗薄层难以压开或压开程度有限。,储层内部应力差统计表,纵向单层内部非均质性统计表,一、桩23北区油藏方案概况及压裂难点分析,3、压裂完井技术调研情况,一、桩23北区油藏方案概况及压裂难点分析,22,技术优势：不动管柱、不压井、不放喷一次施工分压2-4层，操作简单，费用低、套管要求低工具组成：Y221（K344）封隔器、K344封隔器、滑套喷砂器及水力锚等特点：增加了反洗井通道，可实现反洗井改进后的喷砂器减小了球座处的斜角应用：2012年1-7月份，实施38井次，其中分三段7口井，占18.4%，分两段31口井，占81.5%。,分层工具管柱结构,1-7月份机械分段压裂局内主要技术指标,需要进一步攻关，提高配套工具性能指标，以适应桩23北区大规模分段压裂要求,3、压裂完井技术调研情况,一、桩23北区油藏方案概况及压裂难点分析,4、技术思路的形成,充分调研，与科研院所强化大规模分段压裂配套技术攻关力度,规避风险，逐段上返大规模笼统压裂，落实、评价产能,优选类似油藏，按“井身结构由简单到复杂”、“分段级数由少到多”、“规模由小到大”探索模式开展先导试验,实现“工艺找油”理念，同时高效建产桩23北区,一、桩23北区油藏方案概况及压裂难点分析,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点二、桩23北区油藏方案概况及压裂难点分析三、桩23北区机械分段压裂实施进展 四、阶段性成果及取得的认识五、存在问题及下步工作安排,目 录,1、前期逐段上返笼统压裂实施情况,前期采用笼统压裂投产10口井，平均油层有效厚度23.2m，加砂量40-100m3，平均69.1m3，平均加砂强度2.94m3/m，平均裂缝半缝长159m；压裂后均自喷，初期平均日液15.1m3，日油6.67t；目前已全部转抽，平均日液11.4m3，日油6.3t。,三、桩23北区机械分段压裂实施进展,莱78块位于青南洼陷北部陡坡带青南断层下降盘，目的层为沙四上段，油藏埋深3150米，平均孔隙度8.9%，平均渗透率9.010-3m2。地层温度128.5，地温梯度3.54/100m；地层压力32.14MPa，压力系数1.03，为常压、高温、低孔、低渗构造岩性油藏，平均油层跨度117m，平均油层有效厚度25m，方案制定井距360m，排距150m，前三年平均建产能2.5104t/a，平均单井日产6.9t/d。,莱78-斜1井,钻遇油层：147.9（81.6）米/22层,莱78-斜1,2、分段压裂实施情况类似油藏开展先导试验，取得实质性突破,三、桩23北区机械分段压裂实施进展,2、分段压裂实施情况类似油藏开展先导试验，取得实质性突破,莱78-斜2井：油藏埋深3300m，地层温度140，最大井斜达52.8，拟采用2段分层压裂，应用多极子声波测井技术，对分层压裂射孔井段进行科学优化。,莱78-斜2常规测井曲线,常规测井地应力计算剖面图,主力层,莱78-斜2多极子声波测井曲线,多极子声波测井地应力计算剖面图,主力层,基于多极子声波测井应力剖面图射孔优化模拟图,三、桩23北区机械分段压裂实施进展,经过优化，跨度65.1m，有效厚度22.3m，采用机械分段压裂，分两层，射3段，累计加砂65m3，创造了胜利油田管内机械分段压裂最大井斜记录；邻井莱78-斜1井同层采用笼统压裂，跨度55.3m，有效厚度28.4m，累计加砂80m3。,笼统压裂：初期日产液8.0t，日产油5.9t，后期日产液5.8t，日产油4.3t；分层压裂：初期日产液15t，日产油6t，目前日产液15.6t，日产油8.5t。,4.3t,8.5t,莱78-斜2井,笼统压裂,分层压裂,莱78-斜1井,25方,40方,80方,2、分段压裂实施情况类似油藏开展先导试验，取得实质性突破,三、桩23北区机械分段压裂实施进展,莱78-斜3井：油藏埋深3300m，地层温度140，最大井斜达49.8，跨度98.5m，有效厚度25.6m，分四段，累计加砂76m3，压后初期日产液24t，日产油12.4t，目前日产液14.4t，日产油12.7t。创造了胜利油田大斜度井管内机械分段压裂最多段数记录。两口井的高效建产，为2013年莱78块产能建设做好了技术储备。,莱78-斜3井,两口分层压裂管柱顺利起出，观察发现：管柱性能良好,莱78-斜2压后工具,莱78-斜3压后工具,15方,20方,25方,16方,2、分段压裂实施情况类似油藏开展先导试验，取得实质性突破,三、桩23北区机械分段压裂实施进展,工具组合：88.9m油管、K344封隔器、Y221封隔器、滑套喷砂器及水力锚等射孔优化：集中射孔排 量：3/min 压 裂 液：GRJ-11（延迟交联压裂液）支 撑 剂：、0.425-0.85mm 高强陶粒油溶性粉陶：3-5m3前置段塞：6-10m3加砂规模：加砂强度3m3/m；同时考虑分层工具的安全性，单层加砂量越大，越要控制施工排量顶 替 液：适当过顶，上层附加3，下层附加3，对于厚层要适量增加实时返排：保证裂缝闭合后迅速返排，而地层又不会出砂影响压裂管柱的起出,2、分段压裂实施情况桩23北区推广应用，配套工艺技术优化,三、桩23北区机械分段压裂实施进展,截止目前，桩23北区采用机械分段压裂共计5口井，平均油层有效厚度32.5m，加砂量70-170m3，平均单井加砂120m3，平均单层加砂42.8m3，平均加砂强度3.7m3/m，平均裂缝半缝长166m。,桩23北分段压裂施工参数统计表,2、分段压裂实施情况桩23北区分段压裂总体实施情况,三、桩23北区机械分段压裂实施进展,对比分段压裂与笼统压裂：各压裂参数水平显著提升，储层在平面上（支撑半缝长更长）及纵向上（加砂强度更大）改造更加彻底，初产更高，自喷期及稳产时间更长（见油压力更高）。,2、分段压裂实施情况各压裂参数水平显著提升,三、桩23北区机械分段压裂实施进展,桩23北区分段与笼统压裂单井日油拉齐曲线,桩23北区内部递减对比：自喷阶段：分段压裂的月递减为9.9%，笼统压裂的月递减为15.6%；转抽后的笼统压裂递减为13.5%。整体呈现“初产高，递减慢”特点。,2、分段压裂实施情况初产高、递减慢，产能效果显著,三、桩23北区机械分段压裂实施进展,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点二、桩23北区油藏方案概况及压裂难点分析三、桩23北区机械分段压裂实施进展 四、阶段性成果及取得的认识五、存在问题及下步工作安排,目 录,四、阶段性成果及取得的认识,1、阶段性成果配套工具性能技术指标大幅提升,（1）管柱变径部位的防冲蚀结构设计，降低了流体对工具的冲蚀损伤。,（2）新型耐冲蚀滑套喷砂节流器采用高强度耐磨陶瓷材料内、外衬，大大提高了喷嘴的耐磨性；增加抗磨衬套和外护套，防止压裂砂返溅对工具本体的伤害；喷砂出口方向倾斜向上，防止对封隔器的冲蚀。,变径部位的防冲蚀结构,新型耐冲蚀滑套喷砂节流器,现场试验滑套打开参数,通过对管柱结构及耐冲蚀性能的改进使机械分层加砂规模大幅度提高,新型密封件材料 优选了 进口“氢化丁腈橡胶”新型胶筒材料，耐温可以达到170。,新型卡瓦牙设计 设计合金卡瓦牙，与套管接触方式由线接触改为点接触，卡紧更牢固承压力更大，解封更安全可靠。,密封件结构优化设计 压缩式胶筒 肩部设计保护机构；采用双胶筒 密封；密封压力提高至70MPa,改进前,改进后,通过对封隔器耐温性能的改进使机械分层应用深度和温度进一步拓宽,四、阶段性成果及取得的认识,配套技术统计表,多极子声波测井,井温测井,井下压力、温度测试,岩心试验,88%,四、阶段性成果及取得的认识,1、阶段性成果多手段技术辅助，方案优化力度逐步提升,（1）套管质量及固井质量良好，封隔器坐封井段的套管无缩径、无变形。（2）最大井温170（3）最大井斜55，封隔器坐封井段狗腿度5/30m，以避免因狗腿度和井斜过大，造成封隔器解封困难。,选井,选层,单井方案设计裂缝参数指导图版,四、阶段性成果及取得的认识,1、阶段性成果选井、选层标准化、方案设计模块化,1-7月份机械分段压裂局内主要技术指标,（截止年底）鲁明公司机械分段压裂主要技术指标,四、阶段性成果及取得的认识,1、阶段性成果机械分段压裂技术指标再创新高,2+3砂组加砂规模对比,以2+3砂组为例：增大压裂规模，压裂效果提升显著,新老区2+3砂组笼统压裂拉齐生产曲线对比,2+3砂组加砂强度对比,四、阶段性成果及取得的认识,2、取得的认识大规模压裂效果优于常规压裂效果,针对储层跨度小于30m，油层发育集中、隔层较薄的储层，采用笼统压裂，能对所需砂层组进行有效改造。,桩23-斜428井,6t,9.2t,转抽,四、阶段性成果及取得的认识,2、取得的认识油层集中、中小跨度储层，大规模笼统压裂适应性较强,储层跨度大于30m，隔层较厚的油层，笼统压裂，无法保证有效沟通和改造各层，层间改造差异大。需加强技术攻关，加强储层改造针对性，寻求大规模机械分层压裂技术突破。,2.8t,7.8t,转抽,桩23-斜421井,拟改造层段：57.4米,检测缝高：18米,多极子声波测试,压裂后,射孔前,四、阶段性成果及取得的认识,2、取得的认识大跨度储层大规模笼统压裂适应性较差,转抽,3mm,投产同层对比：斜435VF处于构造的边部，储层发育相对差于斜421井。斜421井投产3mm/5.7吨，自喷产油416吨后转抽；斜435VF投产后油压16MPa，3mm油嘴22.5吨。产能效果十分显著，为“工艺找油”理念奠定坚实基础。,桩23-斜421,桩23-斜435VF,11月28日分2段压裂投产121.131.2,7月30日投产17.7231.2,桩23-斜421-桩23-斜435VF拉齐日油曲线,储层发育变薄区,四、阶段性成果及取得的认识,2、取得的认识分层压裂效果优于笼统压裂,以桩23-斜427井为例：机械分层压裂共计加砂150方（40+60+50），设计总液量1720方。,在施工规模不变的情况下，机械分层压裂同填砂逐段上返压裂比较，可节约219.44万元（桩23-斜427），同时从分析来看，分段级数越多，其经济效益越明显。,桩23-斜27井机械分层压裂与逐段上返压裂经济性对比,2、取得的认识分层压裂经济效益显著,四、阶段性成果及取得的认识,鲁明公司,一、鲁明公司低渗油藏资源特点二、桩23北区油藏方案概况及压裂难点分析三、桩23北区机械分段压裂实施进展 四、阶段性成果及取得的认识五、存在问题及下步工作安排,目 录,1、加强机械分段压裂配套工具评价及改进完善工作,莱78-斜3（单层加砂25 m3，排量4m3/min）,目前桩23北区最大单井加砂170方，最大单层加砂90方，最大排量5.5m3/min，除了桩23-斜405，目前全部处于自喷期，下一步将进行管柱可靠性评价工作，同时根据具体问题加大机械分层压裂配套工具攻关力度。力争做到“封得住”、“分得开”、“起出来”。,喷砂器原始状态,四、存在问题及下步工作安排,桩23-斜405管柱设计图,自喷转抽，管柱上提拔不动，投球打开安全接头失败，目前已转大修。,四、存在问题及下步工作安排,2、加强砂组间分层压裂优化工作,桩23-4,桩23-斜404VF测井图,一砂组,二砂组,三砂组,四砂组,无明显隔层,桩29,3、加强机械分段压裂施工参数优化工作,前置液比例对比,综合砂比对比,返排率对比（放喷至含水稳定）,放喷至含水稳定时间,经过优化，目前前置液比例有所下降，但因工具限制，综合砂比较低；大规模分段压裂液量大幅度上升，但总体返排率较低，压裂液的二次污染问题不容忽视。,四、存在问题及下步工作安排,可信 比较可信 不可信,4、加强裂缝形态评价工作，优选经济有效裂缝监测方式,四、存在问题及下步工作安排,5、下一步重点工作方向,四、存在问题及下步工作安排,下一步坚持以管内机械分段压裂为主导工艺，同时优选井开展套管分层压裂先导试验，实施动用好桩23北区产能建设区块，具体做好以下几个方面：,采用压裂投产一体化管柱，降低储层二次污染 深入优化关井时间及放喷制度 加强现场监督，实现全节点、全过程质量控制 优化完善配套工具结构设计，提高配套工具可靠性 加强层系组合方式、分段级数、射孔参数等优化工作 综合应用配套技术手段，提升方案设计优化力度,敬请各位领导批评指正,谢 谢！,
