水力噴射分段壓裂技術(shù)在大牛地氣田DP1井的應(yīng)用研究

陳付虎，王娟娟，秦玉英 (中石化華北分公司工程技術(shù)研究院，河南 鄭州 450006)

水力噴射分段壓裂技術(shù)在大牛地氣田DP1井的應(yīng)用研究

陳付虎，王娟娟，秦玉英 (中石化華北分公司工程技術(shù)研究院，河南 鄭州 450006)

在大牛地低滲致密氣田順利完鉆8口水平井，有4口水平井無阻流量大于5×104m3/d，其他井無阻流量(0.3～0.6)×104m3/d，為了進(jìn)一步提高大牛地氣田水平井的產(chǎn)量，針對不同儲層特征、井身結(jié)構(gòu)試驗應(yīng)用了水平井壓裂技術(shù)，并初見成效。尤其是采用水平井水力噴射定點壓裂工藝，使得DP1井天然氣產(chǎn)量大幅度提高，無阻流量由完鉆時0.69×104m3/d提高到11×104m3/d，該井的成功實施，為水平井開發(fā)大牛地氣田提供了技術(shù)保障。

大牛地氣田；水平井；水力噴射定點分段壓裂技術(shù)

大牛地氣田是中石化華北分公司近幾年在鄂爾多斯盆地北部發(fā)現(xiàn)的一個大型氣田，通過近幾年的勘探開發(fā)實踐和科技攻關(guān)，尤其是針對大牛地氣田低滲致密氣藏的開發(fā)工程，初步形成了低傷害快速鉆完井技術(shù)、加砂壓裂為主的增產(chǎn)技術(shù)等，為大牛地氣田增儲上產(chǎn)提供了技術(shù)保障，儲量產(chǎn)能逐年大幅提高，截止2008年12月31日，大牛地氣田已探明天然氣儲量3522.30×108m3，建成產(chǎn)能23×108m3。

隨著勘探開發(fā)的不斷深入，儲層越來越復(fù)雜，儲量動用難度增大。為了進(jìn)一步提高單井產(chǎn)量，近2年開展了水平井試驗，截止目前為止共完鉆水平井8口，4口水平井完鉆后試氣無阻流量大于5×104m3/d，其他井無阻流量(0.3～0.6)×104m3/d，為了進(jìn)一步提高大牛地氣田水平井的產(chǎn)量，針對不同儲層特征、井身結(jié)構(gòu)試驗應(yīng)用了水平井壓裂技術(shù)，并初見成效。

1 DP1井概況

DP1井是華北分公司最早的一口水平井，于2002年8月開鉆，2003年5月8日鉆至井深3600m完鉆，層位為山1層，水平段長760.75m，裸眼段長673.5m；砂巖594.5m，在裸眼段的鉆遇率88.3%，氣層和差氣層360.3m，在裸眼段的鉆遇率53.5%。該井完鉆井深3600m，2008年6月16日探井底3419.75m遇阻，井眼存在垮塌。

該井完鉆后采用氧化解堵工藝、酸化工藝產(chǎn)能低，未能連續(xù)生產(chǎn)。2003年5月氧化解堵后無阻流量0.61×104m3/d。第二次采用復(fù)合酸酸化后，無阻流量為0.69×104m3/d，為了進(jìn)一步提高該井氣產(chǎn)量，開展了水力噴砂分段壓裂技術(shù)研究。

2 水力噴砂分段壓裂技術(shù)

水力噴射分段壓裂技術(shù)是20世紀(jì)90年代末發(fā)展起來、目前在國外應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)[1-6]，其技術(shù)原理是根據(jù)伯努力方程，將壓力轉(zhuǎn)換為速度，油管流體加壓后經(jīng)噴嘴噴射而出的高速射流(噴嘴噴射速度大于126m/s)在地層中射流成縫，通過環(huán)空注入液體使井底壓力剛好控制在裂縫的延伸壓力以下，射流出口周圍流體速度最高，其壓力最低，環(huán)空泵注的液體在壓差作用下進(jìn)入射流區(qū)，與噴嘴噴射出的液體一起被吸入地層，驅(qū)使裂縫向前延伸，因井底壓力剛好控制在裂縫延伸壓力以下，壓裂下一層段時，已壓開層段不再延伸，因此，不用封隔器與橋塞等隔離工具，實現(xiàn)自動封隔。通過拖動管柱，將噴嘴放到下一個需要改造的層段，可依次壓開所需改造層段。

水力噴射分段壓裂技術(shù)可以在裸眼、篩管完井的水平井中進(jìn)行加砂壓裂，也可以在套管井上進(jìn)行，施工安全性高，可以用一趟管柱在水平井中快速、準(zhǔn)確地壓開多條裂縫，水力噴射工具可以與常規(guī)油管相連接入井，也可以與大直徑連續(xù)油管相結(jié)合，使施工更快捷，國內(nèi)外已有數(shù)百口井用該技術(shù)進(jìn)行過酸壓或加砂壓裂處理。水力噴射分段壓裂技術(shù)原理示意圖和拖動分段壓裂示意圖分別見圖1和圖2。

圖1 水力噴射原理示意圖 圖2 水力噴射拖動分段壓裂示意圖

3 現(xiàn)場實施及效果分析

結(jié)合DP1井水平段井況，選擇了3段噴砂射孔壓裂(見表1)，采用瓜膠基液攜40/70目粉砂進(jìn)行水力噴砂射孔， 壓裂采用油管注入交聯(lián)液攜支撐劑、油套環(huán)空注入瓜膠基液，實施水力噴砂壓裂，施工數(shù)據(jù)見表2。在施工過程中，同時進(jìn)行了采用微地震進(jìn)行了裂縫監(jiān)測，裂縫監(jiān)測結(jié)果3402m處，60°方向裂縫長度57m，240°方向裂縫長度109m；3253m處，75°方向裂縫長度105m，270°方向裂縫長度63m；3099.94m處，75°方向裂縫長度102m，255°方向裂縫長度67m。裂縫方向垂直于最小主應(yīng)力方向，有效地改造了儲層，壓后試氣該井無阻流量11×104m3/d，由表3可以看出，壓后無阻流量產(chǎn)量是壓前無阻流量的18倍，是鄰井大探1井無阻流量的3.3倍(見表3)。

表1 DP1水力噴砂射孔

表2 DP1井分段壓裂施工數(shù)據(jù)表

表3 DP1井與大探1井效果對比

4 結(jié) 論

1)水力噴射分段壓裂工藝實現(xiàn)了水平井DP1井的定點壓裂，提高了儲層改造的針對性，增產(chǎn)效果明顯，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2)裂縫監(jiān)測結(jié)果表明，3個壓裂段全部壓開，能夠?qū)崿F(xiàn)段間的有效封隔，工藝可行。

3)水力噴射分段壓裂工藝在水平井的成功應(yīng)用，為大牛地氣田水平井壓裂建產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

[1]Economides M J.油藏增產(chǎn)措施[M].北京：石油工業(yè)出版社，2002.

[2]吉德利 J L.水力壓裂技術(shù)新發(fā)展[M].北京：石油工業(yè)出版社，1995.

[3]李根生，牛繼磊.水力噴砂射孔機(jī)理實驗研究[J].石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2002，26(2)：31-34.

[4]劉麗，李根生.水力射孔對套管強(qiáng)度的影響研究[J].天然氣工業(yè)，2006，26(8)：83-85.

[5]李根生，劉麗.水力射孔對地層破裂壓力的影響研究[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2006，30(5)：42-45.

[6]張毅，李根生.高壓水射流深穿透射孔增產(chǎn)機(jī)理研究[J].石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004，28(2)：38-41.

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.08.020

TE243

A

1673-1409(2012)08-N062-03

2012-05-12

陳付虎(1979-)，男， 2004年大學(xué)畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事采油氣工程方面的研究工作。

[編輯] 洪云飛