17水平井分段压裂分析

水平井分段压裂分析大牛地气田水平井发展概况1我队水平井施工情况统计3认识与建议3汇报提纲水平井压裂施工中常见问题分析4421.1水平井常见压裂工艺一、大牛地气田水平井发展概况大牛地气田水平井压裂工艺水力喷射拖动管柱分段压裂工艺水力喷射不动管柱分段压裂工艺预置管柱分段压裂工艺1.2大牛地气田水平井压裂管柱结构图水力喷射压裂原理示意图水力喷射拖动管柱分段压裂管柱示意图水力喷射不动管柱分段压裂工艺管柱示意图预置管柱分段压裂管柱示意图一、大牛地气田水平井发展概况2.1我队水平井压裂改造总体情况二、我队水平井施工情况统计自2009年起，我队共对26口水平进行了压裂改造。采用的工艺有水力喷射不动管柱分段压裂、水力喷射拖动管柱分段压裂及预置管柱分段压裂。水力喷射拖动管柱分段压裂1井5段；水力喷射不动管柱分段压裂1井3段；预置管柱分段压裂25井194段。压裂改造后取得了较好效果，2011年施工的DP27井和DPH-1井分别获得了17.878×104m3/d和17.979×104m3/d的无阻流量。尤其是2012年3月28日施工的DPH-10井，取得了24.6324×104m3/d的无阻流量，创大牛地气田水平井单井产气量最高纪录。2.2不同压裂工艺改造效果分析2.2.1水力喷射拖动管柱分段压裂2010年5月26日-31日，我队对DP18井山1气层4段进行了压裂改造。这4段施工加砂后期，油压均出现不同程度的升高，但套压不变，说明地下压力正常，故正常施工。在第三段水力喷砂阶段，套压上升过快，初步判断喷砂射孔效果不好，原因在于石英砂设计量不足，加大了喷砂射孔石英砂量，重新喷砂射孔后，一切正常，顺利完成第三段施工。入井总液量1910m3，共加石英砂8.72m3，陶粒110.1m3。压后获得了3.675×104m3/d的产气量，改造效果比较明显。二、水平井施工情况统计2.2.1水力喷射拖动管柱分段压裂改造效果分析：①相对于不动管柱分段压裂，水力喷射拖动管柱施工结束后需要压井，拖动管柱，施工周期较长。②返排周期长，对地层污染大。③建议与不压井设备配套使用，加快压裂液的返排，降低压裂液对地层的伤害，提高地层产能。二、大牛地气田水平井施工情况统计二、大牛地气田水平井施工情况统计2.2.1水力喷射拖动管柱分段压裂2.2.2水力喷射不动管柱分段压裂2011年8月12日对DP7井进行了3段压裂改造，施工过程总体顺利；在第一段加砂后期，压力突然从47.8MPa下降至35.4MPa，怀疑因喷嘴脱落造成，停止加砂，直接顶替到位。本次施工，入井总液量为1354m3，石英砂总加量为8m3，陶粒总加量为94m3，压后无阻流量2.5215×104m3/d，达到了预期的效果，下一步在DP12井继续使用该工艺。二、大牛地气田水平井施工情况统计压后效果分析：（1）DP7井的施工顺利完成，为大牛地气田筛管完井的水平井提供了一种新的压裂方式--不动管柱水力喷射压裂。（2）DP7井第一段加砂27方，由于压力下降较快，怀疑喷嘴掉落。因此该工艺对工具的喷嘴提出了严格要求。同时由于国产喷嘴的原因，限制了加砂量（30方左右）。（3）DP7井施工结束后，工具未能提出，因此考虑筛管完井的水平井采用这种工艺就要考虑后期工具提不出的问题，施工结束后及时组织进行气举，放喷排液，求产，缩短施工周期，减少压裂液对地层的伤害。二、水平井施工情况统计2.2.2水力喷射不动管柱分段压裂二、大牛地气田水平井施工情况统计2.2.2水力喷射不动管柱分段压裂2.2.3预置管柱分段压裂二、大牛地气田水平井施工情况统计井号层位层段层数加砂量方入地液量方施工排量方/分钟液氮量方最高泵压Mpa无阻流量（万方/天）DP21盒12799-428552001510.93.5-4.188.3420.61DP23盒13229-41785107.21377.14.0-4.173.1368.8357DP25H盒12727-34386188.11340.94.0-4.176512.5374（产气量）DPS-1山13090-38916(8)213.91921.72.5-4.6136.1652.1236表22010年预置管柱分段压裂井施工参数2010年，我队采用该工艺共进行了4口水平井22段的压裂改造，平均无阻流量为3.5267万方/天，改造效果明显。2.2.3预置管柱分段压裂二、大牛地气田水平井施工情况统计表32011年预置管柱分段压裂井施工参数井号层位层段层数加砂量入地液量施工排量方/分钟液氮量方施工压力Mpa无阻流量（万方/天）DP26T太22921-37216（5）141.21184.53.2-4.190.828-58水淹，无产能DP28T太22885-36788（7）271.22200.94.0-4.8155.825.4-65.27.02688DP24H盒12715-345662522040.41.5-4.1122.624-542.8511DPS-3山13127-387552321533.91.5-4.311322-534.3005DPS-5山13402-3871521115921.5-4.6132.224-547.6811DPS-2山13081-388163202572.11.0-4.594.522-535.27215DP27H盒12746-354663002409.41.0-4.692.423-5017.878ESP1盒22510-31808336.12417.61.0-3.6165.213-38水淹，无产能2.2.3预置管柱分段压裂二、大牛地气田水平井施工情况统计井号层位层段层数加砂量方入地液量方施工排量方/分钟液氮量方施工压力Mpa无阻流量（万方/天）DPH-2盒12815-3806124563533.41.0-4.1192.219-6012.0788DP30H盒12864-422514615.54525.31.5-4.1283.521-577.6601DPH-1盒22845-382594002915.31.2-4.5186.618-5717.979DPS-7山13165-396510438.734750.5-4.1187.624-683.8056DP29H盒12755-4145124443482.11.2-4.3226.924-596.1014ESP2盒22442.9-309571069331.4-3.078.716-365.7779表42011年预置管柱分段压裂井施工参数2.2.3预置管柱分段压裂2011年，我队采用预置管柱分段压裂共施工14井114段；压后平均无阻流量7.0295×104m3/d，增产效果非常明显，特别是DP27井和DPH-1井，压后分别获得了了17.878×104m3/d和17.979×104m3/d的无阻流量，其中DP27井加快了大牛地水平井工业化的步伐。二、大牛地气田水平井施工情况统计2.2.3预置管柱分段压裂二、大牛地气田水平井施工情况统计DP26T第三段和DP28T第四段的前置液阶段，段塞进入地层，出现超压，怀疑是由于滑套打开不完全造成的，放弃了该段施工。2.2.3预置管柱分段压裂二、大牛地气田水平井施工情况统计DPS-2井第五段施工后，打滑套超压，连续尝试多次后恢复正常。2.2.3预置管柱分段压裂二、大牛地气田水平井施工情况统计DPS-7井在第八段顶替阶段，突然出现超压砂堵，放通后继续施工，正常，怀疑天冷，液体未保温，性能下降。2.2.3预置管柱分段压裂二、大牛地气田水平井施工情况统计DP30H井在第十三段施工中，30%砂比段出现砂堵，原因可能在于多裂缝及微裂缝充分发育，主裂缝形成不够充分造成本段砂堵。2.2.3预置管柱分段压裂二、大牛地气田水平井施工情况统计表52012年预置管柱分段压裂井施工参数井号层位层段层数加砂量方入地液量方施工排量方/分钟液氮量方施工压力Mpa无阻流量（万方/天）DP33H盒12800-3996124513159.21.5-4.2207.717-56放喷排液DP39S山22889.7-3825831521491.5-4.2138.916-48放喷排液ESP3-2H盒22323.8-2780431328.60.6-3.027.214-66/DP31H盒12710-3880104153114.51.2-4.2166.722-4012.1123DPH-10盒12900.4-409093082410.11.5-4.3129.518-4924.63242.2.3预置管柱分段压裂2012年，目前我队采用预置管柱分段压裂共施工7井60段。DP33H、DP39S、DP36H井正在放喷排液，DP38T正在施工，ESP3-2H井无产能，DP31H井无阻流量12.11万方/天，DPH-10井无阻流量24.6324万方/天，为目前大牛地气田水平井单井产气量最高。DPH-10井在第三段施工过程中，压力异常，在23%砂比段，压力迅速上升，经现场指挥小组决定，结束了该段施工。由井径轨迹可以看出该段处在井斜度较大的位置，可能在大斜度裂缝起裂不规律，微裂缝发育，而主裂缝发育不好在造成的。ESP3-2H井第三段施工过程中，怀疑滑套打开不完全，放弃了本段压裂改造。其余井施工过程均比较顺利。二、大牛地气田水平井施工情况统计2.2.3预置管柱分段压裂二、大牛地气田水平井施工情况统计DPH-10井在第三段施工过程中，压力异常，在23%砂比段，压力迅速上升，经现场指挥小组决定，结束了该段施工。由井径轨迹可以看出该段处在井斜度较大的位置，可能在大斜度裂缝起裂不规律，微裂缝发育，主裂缝发育不好在造成的。三、水平井压裂常见问题分析3.1、水力喷射分段压裂工艺常见问题分析a、地层射不开或射孔不充分解决方法：在考虑喷砂射孔的石英砂用量时，建议将工具磨损因素考虑在内，在随后的压裂层段适当加大石英砂用量。实例：在DP18井压裂施工中，在第三段水力喷砂射孔时，由于射孔不充分，导致压力异常，施工中断。经现场研究分析，初步判断是由于石英砂量不足、射孔不充分造成的，追加2方石英砂，重新射孔后，正常施工。b、压后管柱被卡解决方法：暂无合适的解决方案。实例：在DP8井和DP12井压裂施工后，放喷阶段管柱被卡，DP7井施工结束后，放喷阶段管柱被卡，表明水平井放喷过程管柱易出现砂卡，水力喷射拖动管柱压裂工艺在筛管完井的水平井中有局限性。三、水平井压裂常见问题分析3.2、预置管柱分段压裂工艺常见问题分析a、滑套打不开或打落不完全，前置液段塞进入地层，超压解决方法：先进行放喷，放通后，控制排量，顶替，压力若恢复正常，正常施工。如果压力还是不正常，建议放弃该段施工。在DP28井第四段施工过程中，滑套打落压力明显，但施工压力异常，放通后，反复顶替，压力仍然超压，最终决定，放弃该段施工，投球施工下一段。b、砂堵解决方法：放喷排液，彻底放通后，根据顶替阶段压力变化情况，决定继续本段加砂施工或进行下一段施工。注意，如果放喷不彻底，重新起泵后，很容易出现再次超压。四、认识与建议4.1水平井施工准备阶段①做好压裂罐的清洗工作，压裂罐的清洁直接关系到所配压裂液的性能。②加强压裂药品的检测。从源头上加强对压裂药品的检验力度，因为压裂药品直接关系到压裂液性能以及压裂施工是否顺利。同时，做好压裂药品配伍性能检测。③冬季气温过低，目前的保暖工作只能保局部，造成压裂液性能不一，尤其是液量大，配液时间长，罐底结冰过厚，既影响了液体性能，也造成压裂液的浪费。同时，过低的温度会给施工带来难度，尤其是夜间，地面管线很容易结冰，形成安全隐患。因此，建议在冬季不要进行水平井施工（11月底—3月下旬）。④工农关系。老乡经常无理拦路，严重影响施工进度，又造成了压裂液的性能下降。四、认识与建议4.2水平井施工中①成立施工指挥小组。由于施工过程往往与设计存在差异，为保证施工正常安全进行，建议成立一个指挥小组，及时处理施工中出现的异常情况。②投球。预置管柱分段压裂都要求降低排量进行投球，降低排量无非就是为了保证球能够进入顺利通过主管线进入井筒，由于降低排量水平段砂子沉降加快，水平段砂子