蒋丽君
【摘 要】苏里格气田开发受低渗透、井深、层薄、砂比低、返排率低的影响,加砂难度比较大,返排率低,增产效果不稳定。针对上述难点,设计实施了双封隔器和三封隔器精细分层压裂、前置液支撑剂段塞技术、高砂浓度顶替、适当提高砂比等一套有效的压裂工艺技术措施,保证了压裂的成功,成果对气井压裂具有重要的借鉴和指导作用。
【关键词】气田;优化;分层;段塞
文章编号:ISSN1006—656X(2013)09 -0228-01
一、概 述
苏里格气田受低渗透、井深、层薄、砂比低、返排率低的影响,加砂难度比较大,返排率偏低,增产效果不稳定;且层间、井间渗透率变化大,非均质性强,储层压力系数低,压裂改造难度大,沉积环境复杂,砂体平面分布稳定性差,埋藏深,压裂改造难度大。通过在苏里格地区3年的压裂,形成了一套针对有效的压裂工艺技术措施,在液氮伴注压裂施工现场灵活调节液氮排量、采用双封隔器和三封隔器精细分层压裂、前置液支撑剂段塞技术、高砂浓度顶替、适当提高砂比等压裂工艺技术措施,保证了压裂的成功。特别是S10H等5口水平井裸眼封隔器完井分四段加砂压裂的成功,开创了苏里格地区水平井压裂的先河,为苏里格深层气田水平井压裂积累了宝贵的经验,成果对气井压裂具有重要的借鉴和指导作用。
二、压裂施工方案优化
(一)灵活调节液氮伴注排量
苏里格气田属于低压、低渗透、水敏性地层,液氮泡沫压裂液适用于此类地层。液氮泡沫液体具有滤失量小、摩阻损失小、压裂液返排速度快、排出程度高的优点。针对苏里格气田储层特点,采取前置液阶段液氮大排量、加砂阶段液氮低排量的全程伴注方式,对难加砂的储层,则采取前置液液氮大排量伴注方式,力争在前置阶段将液氮量打足,给加砂阶段留有更好的压力空间,减少了压力上升给施工带来的风险。
(二)精细分层压裂
苏里格储层非均质性强,储层压力系数低,气层有效厚度小、多段、薄层,压裂改造难度大。针对储层特征开展双封隔器分层和三封隔器分层压裂,使气层产能得到最大限度的开发。首先在井筒内低替压裂液,打压坐封封隔器,再打压坐封滑套,通过油管注入压裂液到第一层。第一层压裂结束后关井,井口投φ38mm钢球1个,待钢球坐入滑套喷砂器后,用压裂车向油管加压,油管打压至压差达到30MPa左右时打掉滑套芯子,打开第二层压裂施工通道,同时钢球下落,封堵下层。工具开关正常后,开始压裂第二层。
第二层施工结束后停泵关井,从井口投φ43mm钢球1个,待钢球坐入滑套喷砂器后,用压裂车向油管加压,油管打压至压差达到30MPa左右时打掉滑套芯子,打开第三层压裂施工通道,同时钢球下落,封堵下层。工具开关正常后,开始压裂第三层。双封隔器机械分层方式,可以实现不动管柱一天一次分压两层;三封隔器机械分层方式,可以实现不动管柱一天一次分压三层,大大提高了施工质量和工作效率。
(三)高砂浓度顶替
顶替液的作用是将支撑剂充分顶入地层,避免支撑剂封堵油管,造成放喷困难或砂堵事故。实际施工中习惯性的以砂浓度100Kg/m3开始计算顶替量,那时混砂车的搅拌罐里几乎没有砂子了,是一个安全的顶替过程。但这样也存在一个风险,即将高浓度的混砂液顶入地层过深,造成裂缝口闭合的情况,从而大大降低增产效果。经过现场经验总结,采取最后一层在300Kg/m3时,此前压裂层在200 Kg/m3时开始计算顶替量。如果还需要投球封堵下层,则砂浓度不宜过高,易卡住滑套,而最后一层施工结束后半小时左右开始放喷,不存在井口地带裂缝闭合的风险。经过试验,压后增产效果明显。
(四)前置液支撑剂段塞技术
前置液进入地层后滤失较大,造缝能力有限,在前置阶段增加支撑剂段塞可以起到三个作用,一是打磨炮眼和沟通主裂缝,有利于降低摩阻,从而降低施工压力,减少施工风险;二是试探性加砂,用以验证施工员对地层的判断,对正式加砂提供参考,指导主压裂的起步砂比和砂比提高幅度;三是防止多裂缝的产生对施工造成不利的影响,封堵支缝、微裂缝,减少液体滤失,使前置液的造缝作用更加明显,增加主裂缝的长度和高度,利于加砂的顺利进行,提高压裂效果。
(五)水平井裸眼封隔器完井分段压裂
多家单位联合组织实施的水平井裸眼封隔器完井分四段加砂压裂,利用水平井技术提高单井产能先导试验,提高单井产能,提高储量动用程度。经过前期多方人员细致周密的组织配合,在苏里格地区成功实施了4口16层的水平井压裂,开创了苏里格气田水平井压裂的先河。
三、应用实例
S10H是多家单位联合组织实施的水平井裸眼封隔器完井分段加砂压裂,压裂层位H8,水平段气层裸眼深度3417.64-4245.0m,水平段长827.0m,共分四段,储层物性解释第一层最差,三、四层较好。
施工第一层时开始排量3.5m3/min,压力较高,达到66-61MPa,压力始终较平稳且呈现缓慢下降趋势,在前置液后期,为了减少地层液体滤失,提升排量到3.9m3/min,打前置液115.0m3后停止注氮,前置液中注入液氮12.3m3;再次提升排量到4.3 m3/min,保证排量不变,压力在60MPa左右,加砂后期压力上升较快,加砂35m3后达到63MPa,为避免砂堵,及时停砂顶替,顶替压力64-70MPa,排量4.3-1.2m3/min,顶替液量14.8m3,达到设计要求。
压完第一层后,投球打滑套施工第二层、第三层、第四层。
经过不停泵连续投球施工10小时,用液量达1384.5m3,加砂量达到133m3,创下了单井压裂连续施工时间最长,加砂量最大,用液量最多等多项记录,对地层进行压裂加砂定点增产改造取得成功。该水平井的成功,开创了苏里格气田深层水平井压裂的先河。
四、结论与认识
(一)施工过程中前置阶段出现不明原因的压力大幅度下降然后上升,应在加砂阶段谨慎提升砂比;在加砂阶段出现压力持续下降的情况,应果断停砂顶替,防止因脱砂造成砂堵;压力在整个施工过程中波动明显,不应一味追求高砂比,加砂量应适量,防止砂堵现象的发生。
(二)水平井水平段压裂长度达800m,摩阻压力高,在高砂比阶段要保持排量稳定,防止液体抽空现象的发生。在高砂比阶段排量下降或液体抽空,由于砂子的重力作用会产生沉积现象,摩阻增加,造成砂堵。
(三)山1层储层悟性明显差于H8,地层缝隙延伸性不稳定,压力波动较剧烈,加砂困难,应采取低砂比加砂,多步小幅度提升砂浓度,避免砂堵现象的发生。
参考文献:
[1]《采油技术手册》第九分册压裂酸化工艺技术 万仁溥、罗英俊编 589-647