1、射孔压裂测试一体化技术在东海探井的应用摘要:介绍了射孔压裂测试一体化工艺技术,通过对管柱设计及工艺创新进行优化,使得该项技术在海上多口井次的压裂测试作业中进行了成功的应用,为海上低孔渗油气藏勘探测试提供了新的方法,具有很好的推广应用价值。 关键词:射孔 压裂 测试 一体化 创新技术 低孔渗 勘探测试 低孔渗油气藏储层具有小孔隙、细喉道、低渗透、高毛管压力等特点,在海上此类储层中进行常规测试作业时均无产出,无法对储层进行有效的勘探评价。要想最大限度地提高产能,达到认识和评价低孔渗储层的目的,水力加砂压裂改造是最有效的方法之一。 一、射孔压裂测试一体化工艺概况 射孔压裂测试一体化是在现有测试工艺及
2、测试管柱结构的基础上,根据需要及实际情况优选测试工具,防止加砂压裂时砂子进入工具而造成井下事故;通过优化后的施工管柱,实现地质上多次开关井录取相关资料的要求;对井下工具优选、配置、组合,同时通过一次管柱下井,可以进行射孔、压裂及测试作业,实现了低成本、高时效,并减少了对储层的污染。 射孔压裂测试一体化工艺采用油管传输射孔与环空压力响应测试工具联作,射孔、常规测试后进行压裂作业,再进行测试作业。 常规测试与一体化测试技术对比 方案 工序 优点 缺点 第一种方案 (1)下射孔测试联作管柱,射孔、测试、压井、起钻;(2)下压裂管柱,压裂、排液,压井、起钻; (3)下测试管柱、测试。 (1)管柱安全可
3、靠; (2)各个工序属于成熟作业; (3)不必担心携砂液对管柱的冲蚀等影响; (4)作业风险分散在不同工序中,减弱作业风险。 (1)工序繁多;(2)作业时间长; (3)作业对储层较大伤害; (4)费用高。 第二种方案 (1)下射孔和测试联作管柱,射孔、测试压裂、排液、压井、起钻; (2)下测试管柱、测试。 (1)测试管柱可靠; (2)压后测试管柱不受携砂液冲蚀管柱的影响; (3)作业风险分散在不同工序中,减弱作业风险。 (1)工序较多;(2)作业时间较长; (3)作业对储层较大伤害; (4)费用较高。 第三种方案 下射孔压裂测试一体化管柱,射孔、测试、压裂、排液、压井、测试。 (1)作业管柱简
4、单; (2)储层伤害小; (3)作业时间少; (4)费用低。 (1)携砂液对管柱冲蚀影响测试工具的开关; (2)作业对储层较大伤害。 二、射孔压裂测试一体化管柱 该管柱主要在 APR 测试管柱结构的基础上结合加砂压裂作业工艺及实际情况优选测试工具。设计时需考虑压裂过程中整个管柱将承受高压,以及压裂时支撑剂进入管柱,对井下工具的影响;压裂后管柱还需具备多次开关井录取相关资料的功能。 1、一体化管柱设计原则 (1) 确保射孔、压裂和测试作业安全; (2) 保证泵入携砂液过程中管柱通畅; (3) 保证测试取全取准资料; (4) 保证测试管柱井下工具开关灵活; (5) 尽量减少压井次数,最大限度避免储
5、层污染; (6) 尽量减少起下钻的次数,节约作业时间和费用。 2、井下测试工具优化 射孔压裂测试一体化技术对测试工具部分的整体要求为:满足负压诱喷的要求,解除近井地带的污染;首先对地层进行常规测试,获得地层的自然产能等资料;优化压裂测试工艺,进行压裂测试前后的产能对比;保证压裂测试一体化作业成功,减少对地层的污染等等。 通过优选简化井下工具组合,并采用一定的改造措施,以及对一体化管柱进行校核等,设计了一体化作业管柱,其各工具功能如下: (1)封隔器:采用 103.4Mpa 加强型封隔器,具有双水力锚、三块胶筒,自带液压旁通的功能,满足了加砂压裂作业高压的需要。 (2)压力计:托筒采用外置式,防
6、止砂在拖筒内沉积,减少了砂卡的风险;压力计量程为 110Mpa,满足高压作业的需要。 (3)循环阀:下入两支循环阀,设计间距为 300-500m,防止管柱内沉砂而不能建立压井循环,起到双保险的作用。 (4)由于是气层测试,管柱中没有下入取样器,同时两个循环阀的操作压力值设定为 21Mpa 以上,可以满足环空打平衡压的要求,减少了压裂作业时测试管柱承受的压力。 (5)伸缩接头:通过对管柱强度以及轴向变形量进行模拟计算,在压裂作业时由鼓胀效应、活塞效应、温度效应共同作用而引起的变形量为:-3.3m(即收缩 3.3m) ,所以采用 3 支伸缩接头并倒置下入,以调整管柱深度及压缩距离,并减少了砂卡的可
7、能。 (6)88.9mm 气密性油管:压裂主体管柱采用 88.9mm 气密性油管,丝扣密封,抗压能力强,满足了高压作业的需要。 三、射孔压裂测试一体化工艺技术 1、射孔工艺 采用超深穿透集束体射孔技术,负压阀造负压,投棒和压力引爆两种方式(投棒点火为主) ,在射孔后自动丢枪。 2、测试工艺 采用 APR 测试工具+钻杆+水下测试树管柱,用柴油作为液垫,诱喷压差为 8-12MPa,采用三开二关的不稳定试井方法,求取地层流体性质、产能及温度压力资料,为油藏评价提供可靠依据。 3、压裂工艺 对于一个新气藏而言(尤其是低渗储层) ,实施储层模拟,确定合理的裂缝系统及施工参数是进行单井压裂方案优化的技术
8、关键,也是压裂工艺技术研究的首要环节。通过 FracproPT 三维压裂软件对该井进行压裂缝长、导流能力、施工参数优化,通过优化得到适合该区块储层的各种优化参数,以便指导后期的单井方案优化。 4、排液技术 在加砂压裂、顶替、停泵以后,关井 30min。放喷排液,如果含气量较大,应根据实际产期情况控制放喷速度。在放喷管线出口不再有液体喷出后要至少观察 2 小时,若无液关井,若有液体或雾化水,就继续放喷。压后若不能实现自喷返排,则采用连续油管氮气气举诱喷。 四、现场应用 “海上探井射孔压裂测试一体化创新技术”在东海 4 口井次中得到成功应用,并且效果显著。通过本项目海上探井射孔压裂测试一体化管柱的研究和实践,推动了海上探井作业进程,降低了海上油气资源的勘探开发费用,使得低孔低渗气田得以顺利高效的勘探开发,提高了东海气田勘探开发利用效率,为勘探开发东海低孔低渗气田提供了一套的成熟的技术方案,并且可在我国四海范围内的油气田推广使用本技术,促进了我国海上油气田开发的技术进步,具有良好的经济和社会效益。