吉林油田水平井压裂技术.ppt
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1、吉林油田水平井压裂技术,1、简况 1.1 吉林油田低渗透概况 1.2 吉林油田地质特点2、水平井压裂技术进展 2.1 吉林油田水平井压裂技术发展过程 2.2 水平井分段压裂技术(技术简介、管柱组合、工作原理、技术特点)3、水平井现场应用情况及效果4、D平2井压裂简介,简 况,截至2009年底,中石油石油探明地质储量187.61亿吨,其中低渗透石油储量76.2亿吨,占40.6%。截至2009年底,中石油天然气探明地质储量5.24万亿方,其中低渗透天然气储量4.10万亿方,占78.3%。20072009年新增石油储量73%为低渗透;新增天然气储量83%为低渗透。,中石油历年天然气新增探明储量变化情
2、况,中石油历年新增原油探明储量变化情况,简 况,吉林油田中高渗储量基本全部动用,新区开发面临的对象主要是特低渗透和超低渗透油藏,已探明资源动用情况,剩余未动用储量渗透率构成,简 况,吉林油田低渗透概况,吉林油田主要以低渗透储量为主,占探明储量的71%,通过研究与攻关逐步形成了具有吉林特色的低渗透储量有效动用配套技术。高效开发了新立、新民、大情字井等低渗透油田,已开发低渗透油田产量占总产量的比例达到63%。尤其是2000年以后动用的储量90%以上是低渗透储量,对吉林油田的快速上产起到了重要作用。,简 况,吉林油田低渗透概况,简 况,吉林油田地质特点,吉林油田面临动用资源五个油藏特点(低、深、薄、
3、快、散),渗透率低低渗透油田储量比例占56.3%,其中38.8%是特低渗透储量。,埋藏深,简 况,吉林油田地质特点,薄互层平均单层砂岩厚度3-5米平均单层有效厚度1-2米,储层变化快如新立油田,发育26个小层平均只钻遇7-8个小层,宏观错迭连片,相对富集区分布零散,简 况,吉林油田地质特点,初期含水高,不同类型油藏采收率现状,低渗透油藏五个开发特点(一高、三低、一快),采收率低,简 况,吉林油田地质特点,采油速度低,单井产量低,低渗透油藏五个开发特点(一高、三低、一快),简 况,吉林油田地质特点,产量递减快,稳产难度大,中高渗透,低渗透,特低渗透,1973年开发130毫达西,1985年开发20
4、毫达西,1990年开发5毫达西,1997年开发3.5毫达西,2000年开发5毫达西,简 况,吉林油田地质特点,1、简况 1.1 吉林油田低渗透概况 1.2 吉林油田地质特点2、水平井压裂技术进展 2.1 吉林油田水平井压裂技术发展过程 2.2 水平井分段压裂技术(技术简介、管柱组合、工作原理、技术特点)3、水平井现场应用情况及效果4、D平2井压裂简介,(1)水力喷射压裂技术(引进单井服务在200万以上)(2)Frac-Point封隔器系统(引进单井服务在400万以上)(3)MSAF、StageFrac系统等完井系统(引进单井服务在400万以上),国外水平井分段改造技术,StageFRACTM增
5、产系统,Frac-Point封隔器系统,水力喷射,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,国内水平井分段改造技术,(1)限流压裂技术:1991年-1995年大庆油田研究了水平井限流改造技术(2)液体胶塞-填砂压裂技术:长庆油田塞平1等利用该技术分压成功(3)水平井套管分流压裂技术:大庆油田于1998年研究完成(4)机械桥塞分压技术:2004年长庆油田引进机械桥塞分隔工具并试验成功(5)水力喷射压裂技术:2005年12月8日,长庆靖安油田靖平1井试验成功(6)双封单卡压裂工艺技术:大庆油田研制完成,能实现上提多层压裂(7)环空分射分压工艺技术:2004年吉林油田水平井环空分射分压工艺
6、试 验成功,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,第一阶段(2004年以前)探索阶段:解决问题:能够实现水平井压裂改造 标志技术:限流法压裂技术 技术瓶颈:储层改造不彻底 第二阶段(2004-2005年)研发阶段:解决问题:实现分段压裂 标志技术:环空分射分压技术、长井段压裂诊断技术 技术瓶颈:不能实现压裂任意段 第三阶段(2006年-2007年)改进完善阶段:解决问题:实现压裂任意段功能 标志技术:水平井深层环空分射分压、单封双压封隔器、分段选择性压裂 第四阶段(2008年以来)探索实践阶段:进行了庙22区块水平井整体优化压裂设计,对水平井整体区块压裂进行了前期探索。,水平井压
7、裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,一、吉林油田水平井增产改造技术探索限流压裂,老平1井吉林油田第一口水平井,该井位于大老爷府背斜构造东南部老2井区,于1995年10月完井,采用固井完井,需要压裂改造投产。,造斜点:1028.4m,着陆点位置:斜深:1428.01m,垂深:1298.50m,水平位移:247.47m。水平段长约335m。,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,套管程序(1)表套:339.7mm下入289.28m,水泥返高至地面。(2)技套:224.47mm从井口下至1364.98m,水泥返高至地面。(3)油套:139.7mm从井口下至1759.13m(其中
8、N-80钢级4.75-1240.01m,P-110钢级1240.01-1759.13m)水泥返高至1100m。,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,吉林油田两口水平井压裂技术概况,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,不同排量与井口压力计算数据表,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,不同排量与井口压力计算数据表,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,压裂设计参数表,压裂施工参数表,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,压开裂缝条数的及时判断 a、有效孔数法:老平1井稳定排量6.9-7.0m3/min,稳定压力值31-35
9、MPa,计算得17.7-19.9的有效孔数,说明18个孔眼全部进液,三条裂缝全部压开。b、微地震测试法 裂缝形态:垂直裂缝 裂缝条数:3条 平均裂缝方位:北东51 前端裂缝长度:230米左右 中间裂缝长度:200米左右 井口裂缝长度:230米左右,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,微地震裂缝测试结果,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,射孔井段:第一段1453.4-1454.4m,0.7m,7孔,间距61.6m第二段1516.0-1517.0m,0.7m,7孔,间距84m第三段1601.0-1602.0m,0
10、.5m,5孔,间距131.44m 采用YD-89-180-型射孔弹,孔密10发/m,相位低边120。,民平1井压裂设计套管限流压裂方式,采用139.7mm油层套管作为压裂管柱,设计一次压开三条裂缝,同时考虑到如一次压不开全部裂缝,则采用炮眼球封堵转向技术压开其余裂缝。第一、二条缝(靠近窗口)支撑半长87m,支撑缝宽5.0mm;第三条缝支撑半长63m,支撑缝宽4.5mm。压裂液为吉林胍胶压裂液,支撑剂为粒径0.5-0.8mm的通辽砂。,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,不同排量与井口压力计算数据表,施工参数:地面总排量6.65 m3/min 第一段排量2.45 m3/min 第
11、二段排量2.45 m3/min 第三段排量1.75 m3/min,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,针对浅层水平井造斜点浅,曲率半径小的特点,研发形成了环空压裂封隔器、滑套压裂封隔器及安全接头等配套工具,配套形成了以不动管柱为特点的环空分段压裂、滑套分段压裂、三段分压等六套水平井压裂专用工艺管柱,满足了曲率半径60m以上水平井分段压裂需求,可实现一趟管柱不动管柱三段压裂,目前已完成108口水平井的压裂工作,工艺成功率100%,累产油量达到34.1万吨,年产油量达到10万吨水平。,水平井机械分段压裂技术,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,经近5年攻关努力,在水
12、平井机械分段压裂方面形成了3项主体工艺技术,为水平井在油田开发中应用提供了技术保障。,分段压裂工具和工艺管柱耐温实现120,耐压差实现70MPa,满足吉林油田垂深2500m,51/2和7井眼水平井长短射孔井段新井投产分段压裂、老井重复压裂要求。,水平井分段压裂工艺,适合大排量压裂施工,分体式多段压裂工艺,压缩式(Y344)双封上提压裂工艺,环空压裂工艺技术,一体式多段压裂工艺,压缩式(Y444)滑套多段压裂工艺,多只Y444组合工艺,不动管柱多段分压实现选层耐温耐压级别高安全可靠,动管柱低压浅层油井压裂,Y444、Y445组合工艺,水平井压裂技术进展,吉林油田水平井压裂技术发展过程,滑套分压工
13、艺原理及管柱组成,1、滑套分压工艺原理及管柱形式(两段)一次射孔两段,下入滑套分压封隔器及配套工具组成的压裂管柱,先压下部层段,投胶塞堵封隔器底部通道,打开上层压裂滑套进行上部层段压裂。油管 保护封隔器 油管分层压裂工具总成,水平井压裂技术进展,水平井分段压裂技术,滑套分压工艺原理及管柱形式(三段)一次射孔三段,下入三段分压工艺管柱,油管打液压完成上封隔器和下封隔器的坐封,并打开下压裂通道,先压下部层段;投球棒堵封隔器底部通道,并打开中间压裂滑套进行中间层段压裂;投球棒解封下封隔器;再投球棒打开上压裂通道,压裂上部层段;最后投球棒解封上封隔器,起出压裂管柱。管柱形式:保护封隔器 油管上封隔器油
14、管下封隔器,滑套分压工艺原理及管柱组成,水平井压裂技术进展,水平井分段压工艺技术,工艺特点,一是工艺适合低渗透油田油井开发,在套管内机械分段压裂,选择性大、针对性强(国外工艺适合完井压裂一体的气井水平井开发);二是可以不动管柱一次性压裂2-3个层段,节约作业时间和费用,提高效率;三是工艺管柱和封隔器不受卡距限制,可以对长、短射孔段针对性压裂改造;四是工艺管柱和封隔器实现了全过程液压动作,井下工具少,潜在的事故点大大减少,施工更加安全可靠。五是封隔器设计了洗井通道,多层压裂下工具设计了遇卡丢开机构,能够有效的处理常规的砂卡事故。六是胶塞设计了打捞机构,简化和方便了后续的事故处理。七是配套了套管及
15、井口保护封隔器,高施工压力过程中保证了套管及井口免承高压,保障了地面施工的安全。,水平井压裂技术进展,水平井分段压工艺技术,目的及意义:现场试验作业和施工过程中小问题出现,为避免事故的发生,为此编制了压缩式滑套多段压裂工艺管柱技术规范;在技术规范里面详细的列举了各种注意事项,严格按照实施规范施工,能有效保证施工的顺利实施;详细的实施规范,为以后全面推广打下的坚实基础。,操作实施规范,技术行业标准制定情况,编制了水平井滑套封隔器多段压裂技术实施规范,为工艺推广应用奠定了基础。,水平井压裂技术进展,水平井分段压工艺技术,技术实施规范内容要点:滑套分压各种工艺管柱形式工具特点及工艺原理滑套分压各种工
16、艺管柱参数及技术指标滑套分压各种工艺管柱通过能力设计滑套分压各种工艺管柱施工工序及操作步骤滑套分压各种工艺施工工序及相应常见事故应急处理方法 滑套分压各种工艺应用实例及效果情况,操作实施规范,编制了水平井滑套封隔器多段压裂技术实施规范,为工艺推广应用奠定了基础。,技术行业标准制定情况,水平井压裂技术进展,水平井分段压工艺技术,1、简况 1.1 吉林油田低渗透概况 1.2 吉林油田地质特点2、水平井压裂技术进展 2.1 吉林油田水平井压裂技术发展过程 2.2 水平井分段压裂技术(技术简介、管柱组合、工作原理、技术特点)3、水平井现场应用情况及效果4、D平2井压裂简介,工作量完成情况,截至到201
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