低渗油藏水平井多级分段压裂完井技术,很有用

特低渗油藏水平井多级分段压裂完井技术汇报人：左家强胜利采油院压裂酸化与天然气开采研究所 2012.01.05

低渗油藏水平井多级分段压裂完井技术,很有用

汇报

内

容

一、胜利油田水平井分段压裂技术概述二、水平井分段压裂优化设计技术进展三、水平井分段压裂裂缝监测技术进展

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述随着油气资源的日趋紧缺和对于能源安全的考虑,非常规油气藏已成为世界能源研究的热点之一。胜利非常规油气藏主要包括致密砂岩油气藏和页岩油气藏。胜利油区致密砂岩油藏分布图渤南油田义东油田孤岛油田史南油田商河油田小营油田大芦湖油田江家店油田正理庄油田梁家楼油田纯化油田牛庄油田五号桩油田长堤油田孤东油田

页岩油气藏：济阳坳陷320余口探井在页岩中见油气显示，其中30余口井获工业油流，展示了油气的良好勘探开发潜力。主要的分布在东营凹陷和沾化凹陷。致密油气藏：至2010年底，胜利油区低渗透探明储量10.07亿吨，动用7.5亿吨，其中致密砂岩油藏探明储量1.25亿吨，动用0.35亿，主要分布在15个油田21个单元。预计胜利油田仅薄互层滩坝砂致密油藏“十二五”就可以新增探明储量1.52亿吨，新增控制储量1.23亿吨，远景资源量可以达到8.56亿吨，是未来开发主要阵地之一

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述胜利低渗透油藏探明储量构成图浊积岩51712.1万吨 54%

低渗透薄互层油藏未动用储量情况参数已动用 23740 1-5未动用 9850 1-3地质储量(104t)单砂体厚度(m)

薄互层砂砾岩

埋藏深度(m)9113万吨 10% 33589.5万吨 36%

2200-300010-30 50-200

2800-35001-10 30-50

渗透率(10-3μm2)储量丰度(104t/km2)

胜利油田特低渗油藏特点： 渗透率极低(<10md)

纵向多层、薄层特征明显 储层埋藏深(2800-3500m) 储量丰度低( 30-50×104t/km2 ) 单井产量低 采油速度低 采出程度低

此类油藏如何有效动用成为胜利油田“十二五”期间实现稳产上产的关键

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述胜利油田水平井的应用经历了四个发展阶段。截止到至2011年9月，共投产水平井2575口，累油2127万吨，年产油超过340万吨。胜利分公司水平井历年投产情况柱状图

“八五”攻关试验投产：32口

“九五”扩大应用投产：132口

“十五”快速发展投产：339口

“十一五”跨越发展已投产：2072口

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述胜利油田截止到至2011年12月，在低渗透油藏共投产水平井49口，其中实施多级分段压裂水平井15口，成功率80.0%,有效率73.3%。胜利分公司低渗透水平井历年投产情况年投产压裂井数 (口 )累投产49

口

累计投产压裂井数 (口 )

/累压裂15口高89-平1樊15-平1樊154-平1

/

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述胜利油区低渗透油藏压裂水平井投产情况汇总表井号油藏类型滩坝砂浊积岩浊积岩滩坝砂滩坝砂滩坝砂滩坝砂滩坝砂滩坝砂滩坝砂滩坝砂浊积岩滩坝砂滩坝砂滩坝砂渗透率 (10μm ) 5.5 23.5 6.2 13.0 6.3 13.0 30.0 1.2 6.1 6.1 1.0 23.0 1.0 1.2 1.1-3 2

投产初期生产情况投产时间日液 (t/d) 13.5 10.8 12.4 19.0 31.0 22.4 16.2 11.0 2.8 4.3 2.2 19.5 2.9 12.2 82.8 17.5日油 (t/d)含水 (% ) 11.8 14.2 32.4 21.1 38.7 13.8 10.0 32.5 36.1 50.8 76.5 85.1 71.4 60.2 55.2 41.1 713自喷 742自喷自喷 2134 1617动液面 (m) 1359 1521 1152

目前生产情况(201108)日液 (t/d) 7.2 3.3 3.4 18.5 17.3 15.1 5.8 8.7 3.2 7.1 0.4 4.6 0.5 8.1 31.3 8.9日油 (t/d) 7.0 2.9 3.1 10.5 6.8 8.0 2.7 5.1 2.4 6.2 0.2 1.2 0.4 4.0 19.0 5.3含水 (% ) 2.4 11.8 7.8 43.2 60.9 47.2 53.7 41.2 22.8 12.7 50.0 74.6 20.0 51.2 39.2 40.9 1904 2283 1400 1576 775 1643动液面 (m) 1591 1800 1552 0 1190

累产油 (10 t)4

备注

高89-平1史127-平1商75-平1樊147-平2梁8-平1樊147-平1纯75-平1樊162-平1高890-平2高890-平1高892-平2水平5-1高892-平1樊162-平31樊154-平1

200707 200707 200709 200811 200811 200902 200905 200910 201001 201002 201006 201007 201011 201012 201106

11.99.3 8.4

1.4375 0.4626 0.6444 1.4569 0.9047 0.9894 0.4993 0.4822 0.0877 0.1691 0.0128 0.4171 0.0177 0.1313 0.2159多级分段压裂老井压裂重新投产

15.0 19.0 19.3 14.67.5 1.8 2.1 0.5 2.9 0.8 4.9

37.110.3

平均(合计):15口

7.93

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述为了提高低渗、特低渗透油藏储量动用程度和采收率，2007年开始，胜利油田开展了水平井压裂研究和试验。1990年提出水平井压裂技术1995开展水平井压力特性、裂缝布置等理论研究 2007实施水平井分段压裂目前形成的主导工艺技术分段压裂优化设计技术套管限流压裂分段方式水力喷射分段压裂管内封隔器分段压裂裸眼分段压裂

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述水平井分段压裂技术-管内限流压裂90油压砂比排量

水平井限流法压裂是利用射孔位置、孔数数目的优化以及油压(MPa)

80 70 60

施工参数的变化实施分段压裂.分段:依靠各段射孔数不同产生的节流压差进行限流分段。特点：施工工艺简单

50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100史127-平1井 120 140施工时间(min)

限流射孔： 3488.5m-3489.0m 6孔 3578.0m-3578.5m 9孔 3646.0m-3646.5m 7孔水平井段长：158m

85 75 65 55 45 35 25 15 5 -5 16:31:07

实施了3口井：史127-平1、商75-平1和高89-平1。

16:54:08

17:17:08

高89-P1 17:40:08

18:03:08

18:26:08

商 75-平 1井压裂施工曲线

50

10

40

sconc (Kg/CuM)

rate (CuM/min)

pt (MPa)

30

20

10

0

20

40

60 Time (min)

商75-P180 100

120

10

2

20

4

30

6

40

8

50

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述水平井分段压裂技术-管内封隔器分段压裂逐级投球分段压裂利用喷砂器的节流压差坐封封隔器，反洗井替液解封封隔器，采取逐级投球的方式，实现一趟管柱完成多个层段的压裂。

应用：DP35-1井水平段2637.5m~3437.5m,水平段长800m,水平位移 1011.67m,水平段采用外径114.3mmN80套管固井完井，内径99.6mm。封隔器+限流压裂，分三段压裂，每次通过限流设计裂缝2-3条，合计10条。

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述水平井分段压裂技术-连续油管水力喷射加砂压裂施工工艺：从连续油管进行喷砂射孔，从套管进行加砂压裂。

分段原理:完成一段压裂后进行填砂，上提管柱至下一段继续压裂，重复以上过程逐级完成分段压裂。

在梁8-平1、樊147-平2井和樊147--平1井中实施连续油管分段压裂。梁8-平1射孔优化水平段设计长度600m,为保证井控储量、产能和效益，分三段射孔，每段射10个孔。梁8-平1压裂参数优化井段(m)加砂量(m3)施工排量(m3/min)压裂液量(m3)裂缝半长(m)缝高(m)平均铺砂浓度(kg/m2) 3185 48 5.0 195.2 103 72 6.2 3500 33 5.0 145.9 107 54 5.3 3760 33 5.0 148.9 106 80 5.1

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述水平井分段压裂技术-不动管柱水力喷射加砂压裂 功能特点 不动管柱，水力分隔，采用投球方式逐级打开压裂滑套，分段压裂。 喷枪可配套重力定向机构，可实现水平段内的定向喷砂射孔。 适用于套管固井射孔、悬挂尾管(割缝、筛管)、裸眼完井的水平井。 技术参数

管柱耐压70MPa,耐温 150℃。 139.7mm(51/2in)套管井，一趟管柱压裂5段。

在青海油田南浅21-13井开展了水平井不动管柱水力喷射分三段压裂现场试验，水平井段1672.4m-1938m(长265.6m)。安全接头定位滑套喷枪定位喷枪扶正器单流阀

第三段

第二段

第一段

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述水平井分段压裂技术-裸眼封隔器分段压裂完井逐级投球打开滑套分段压裂利用端部压差滑套的节流压差坐封裸眼封隔器，逐级投球打开每段滑套，实现一趟管柱完成多个层段的压裂，悬挂器丢手管柱留井。

应用：樊154-平1井水平段2836.04m~4030.78m,水平段长1200m,水平位移 1518.29m,水平段采用外径114.3mm套管裸眼完井，内径99.6mm。裸眼封隔器+投球滑套分12段压裂，2011年5月21日15小时顺利完成。

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述樊154近东西向油藏剖面图

主力层：21号层

22号层

樊154块沙三

中主力砂组为2砂组，主力小层为21小层，砂体厚度15- 25m,油层有效厚度8-14m,与22小层之间隔层厚度8m左右。

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述樊154块21层有效厚度等值图水平井段长：1200m水平井控制面积：0.35km2水平井控制储量：26.8×104t平均孔隙度：14.9%,平均渗透率：1.1×10-3um2地层原油粘度：0.86mpa.s油藏中深：2680mF154-7

樊154-平1

F154-X6

F154

为确保水平井具较高产能，该井部署在油层有效厚度大于10m区域，平面位置优选在樊154-斜6井以东，据直井实测本区压裂裂缝方位在 NE60-80°,因此设计水平井井身轨迹呈南东-北西走向。

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一、胜利油田水平井分段压裂技术概述通过压裂尺寸计算、小型压裂测试及工具性能要求三个方面，优化樊 154-平1井的各段排量3.8-4.9m3/min,各段加砂规模9.4-34.7m3,砂比6.538.7%,压裂液2770.8m3,Carbolite 30/50支撑剂240.3m3。序号MiniFrac 1 2 3 4 5 6 7 8井段 m 3959.21-4065 3959.21-4065 3861.40-3958.03 3776.38-3860.22 3674.68-3775.20 3561.21-3673.50 3479.32-3560.03 3367.01-3478.14 3276.83-3365.83跨度 m 105.79 105.79 96.63 83.84 100.52 112.29 80.71 111.13 89.00排量 m3/min 3.8 3.8 4.0 4.1 4.1 4.1 4.3 4.4 4.4压裂液用量加砂规模 m3 m3 97 128.6 126.1 149.4 162.9 190.9 165.7 225.5 272.5 2.0 9.4 11.3 13.1 14.1 16.9 15.0 20.6 24.4砂比% 6.5-10 6.5-38.7 6.5-38.7 6.5-38.7 6.5-38.7 6.5-38.7 6.5-38.7 6.5-38.7 6.5-38.7 61.8 71.2 78.9 85.8 81.8 78.9 78.7 86 29.3 27.3 26.9 29.7 29.3 28.6 33.8 33模拟缝长模拟缝高 m m

910 11 12

3178.02-3275.653076.34-3176.84 2963.94-3075.16 2861.94-2962.76合计

97.63100.50 111.22 100.82

4.64.7 4.7 4.9

271.8298.6 297.9 383.9 2770.8

24.427.2 27.2 34.7 240.3

6.5-38.76.5-38.7 6.5-38.7 6.5-38.7

93.894 95 101

3132.2 32 36