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为破解大牛地气田储层伤害再添利器

2022-04-27 来源:临汾农业机械网

为破解大牛地气田储层伤害再添利器

近,华北石油局井下作业公司从美国引进的两车装载HRSR680连续油管设备到达大牛地气田。这套设备与2008年底该公司到位的不压井作业机配套作业,能够完成目前先进的连续油管压裂工艺,从而在较短时间内一次性完成对多个储层压裂,并大限度地避免储层的二次污染,以储层的有效保护和改造达到多层合采、提高单井气产量、解放低品位储量的目的。可有效解决大牛地气田多年来储层极易被伤害、单井产气量低的难题,为大牛地气田持续“牛气”带来希望。国内外连续油管技术发展迅速

自1962年美国研制出台连续油管轻便修井装置以来,连续油管技术逐渐成熟,进入20世纪90年代,连续油管技术与装备得到迅速发展,以其独特和显著的技术、经济特点,及相关技术的研究和改进,应用深度和广度进一步扩大,涉及石油行业钻井、完井、试油、修井等各个领域。

连续油管作业技术成为世界油气工业技术研究与应用中的一大热点,大作业井深已超过9000 米。国外连续油管作业技术已能对陆地和海上油气井进行20多种作业。利用连续油管修井代表着当今世界修井技术的发展方向,并将作为一种常规、的作业技术普及。

我国连续油管技术目前主要依赖国外引进,价格极其昂贵。2006年,胜利采油院攻克了连续油管注入器及注入器与卷筒协调控制两大难题,生产出国内套全套连续油管作业设备,作业深度达到2600米。标志着我国连续油管技术取得突破性进展。

储层伤害困扰大牛地气田

大牛地气田属于非均质性强的碎屑岩气藏,其气藏具有“三低两高”的特点,即低压、低孔、低渗、有效应力高、基块毛细管压力高。储层一旦受到钻井液、压裂夜的反复污染,天然气很难释放出来。基于储层的特点,大多数气井不进行压裂改造,难以获得工业气流。据专家介绍说,如水平井气井通过大型压裂,使地层压出几个毫米宽的裂缝就能获得明显的天然气释放量,而钻井成型井径达165毫米上千米长的大井眼,在受到污染的情况下却难以出气,说明钻井液、压裂液对储层的伤害程度是非常大的。

避免对储层的伤害,是提高天然气产量的有效方法,然而,长期以来,该气田一直采用液氮伴注加砂压裂改造和常规试气投产及修井作业。据华北井下作业公司现场技术人员介绍,这种作业存在着诸多缺点:其一,逐层上返压裂工艺需要对下面的储层进行压井、填砂、打水泥塞,其耗时长、成本高,无法适应气田开发、低成本运作的要求;其二,多次压井、打水泥塞等作业对储层造成二次伤害,气层产量会出现不同程度的递减;其三,若是两层合采时,需要进行钻开水泥塞和冲砂等作业,其过程较为复杂,不适应大牛地气田的多气层开采。

不压井作业机实现清洁生产

为解决上述难题,华北分公司想到了不压井作业装置,该套装置主要依靠井控设备,也就是防喷器组,它是由全封闭闸板、剪切式闸板、带卡瓦闸板和连续油管组成,在对气井压裂、试气作业时,不需要进行压井,即能保证在欠平衡压力下安全实施各项作业,又可避免伤害储层。

为验证不压井作业在大牛地气田实施的可行性,2007年11月,由依托北京BJ公司、北京托普威尔公司负责编制并提供技术服务,华北井下作业公司负责配合及试气施工,在大牛地气田对D12-10井、D66-4井进行了连续油管分层环空压裂,成功地运用不压井技术下入完井管柱。并在DP4井水平井试气作业采用了不压井作业, 该井在不压井的情况下安全实施了加深管柱、液氮气举、管柱提离水平段完井等作业,避免了压井作业中由于使用压井液造成的地层污染,保护了气层,揭开了大牛地气田水平井不压井试气作业清洁化生产的序幕。通过3口井的施工,为大牛地气田引进的连续油管及不压井作业装置奠定了基础。

2008年10月,华北井下作业公司引进美国Hydra Rig公司的不压井作业机抵达大牛地气田D1-1-49井,华北井下按照项目计划迅速组建了特种作业队,承担了大牛地气田所有的不压井作业任务,目前已顺利完成2井次不压井作业。今年,不压井作业机次在水平井DP12井正式投入施工,进一步拓宽了应用范围。

8月18日,华北井下在大牛地气田D1-4-45井12.5兆帕压力的状态下,利用不压井作业机完成全井生产管柱的更换,从而创造了大牛地气田不压井作业提出和下入管柱深的施工记录。

连续油管压裂实现精细开采

在大牛地气田2000多米的井段中,存在多个薄层交错叠合的储层,有关专家形象的比喻成一层层的“破棉被”,传统的大型压裂方法无法对相临两层以上的气层实施分层压裂,不得不放弃部分井厚度较小的气层,实施同时压裂时,又很难断定被压开的层位,从而造成储层浪费,影响天然气产量。

连续油管作业机是连续油管施工作业的主要设备。它是一种移动式液压驱动的连续油管起下运输设备。作业时连续油管作业机将连续油管快速下入、起出油气井,并把起出的连续油管缠绕在滚筒上,可满足压裂、修井等施工需要。

连续油管作业机与不压井作业装置配合使用,通过调整不压井作业机封隔器的在气井中的位置,将地层隔开,利用连续油管压裂工艺,可以完成相邻薄储层的分层压裂,避免薄储层漏失废弃,从而在较短时间内一次性完成对多个储层压裂,并大限度有效保护储层,避免储层的二次污染,实现分层压裂、多层合采、提高单井产量、解放低品位储量的目标。同时,试气工作也更加顺利,效率更高,可有效解决大牛地气田多年来气层压裂后排液周期长、效率低的难题。

前不久,从美国引进的连续油管设备已到达大牛地气田,华北井下特种作业队正加紧进行设备的操作演练。配套不压井作业机后,如虎添翼,将广泛应用于气田射孔、压裂、试气、修井等作业。

连续油管压裂技术非常适合层状油藏、不连续油藏等需要进行多级分层压裂以及分支井的压裂,利用连续油管压裂技术,在作业费用允许范围内有效地进行边际油藏压裂作业,提高油藏经济开发效果,实现、节能、一体化。据专家评估,随着大牛地气田施工的水平井、分支井增多,加之储层的自然特性,连续油管技术在气田有着广泛的应用前景。

连续油管技术亟待突破的难关

连续油管分层环空压裂技术在国外发达国家的油气勘探与开发中应用广泛,但目前还未被国内所真正掌握和应用。由于受连续油管管径的限制,为克服施工中高摩阻的不利影响,往往在连续油管压裂时采用环空注入的压裂方式,这样压裂支撑剂将直接冲击连续油管外表面,造成连续油管外表面严重损伤从而影响使用寿命,甚至将连续油管刺坏或断裂落井而造成事故,因此,为了保护连续油管有必要研制高强度耐磨的连续油管保护器,以满足连续油管环空压裂的需要。

日前,一种用于环空压裂施工中保护连续油管的井口保护器,由华北井下作业公司在大牛地气田D1-4-162井试验成功。这一成果将对连续油管分层压裂产生积极的推动作用,从而填补了国内连续油管压裂技术的一项空白。

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