編譯 | 滕云天 吳建卿
REAL ConnectTM:優(yōu)化升級壓裂分流服務(wù)
編譯 | 滕云天吳建卿
暫堵劑技術(shù)是在一定條件下向目的層中泵入暫堵劑,利用層內(nèi)滲透率的差異改變原有液體的流入方向,達到產(chǎn)生新裂縫的目的。隨著高含水、低滲透油田開發(fā)的不斷深入,對油層壓裂技術(shù)的要求越來越高,施工難度越來越大,暫堵劑技術(shù)的作用也越來越重要:一是可以降低壓裂施工難度,減少分段工具的使用數(shù)量,二是能夠提高單位井段的產(chǎn)量,降低壓裂成本。
正如它的名字一樣,暫堵劑技術(shù)的封堵作用只是暫時的:進入地層后,暫堵劑會變成有一定封堵能力的凝膠,有效封堵低滲透層;但在一定條件下(如與油井產(chǎn)出液中的油接觸等),暫堵劑又能自行液化,失去堵塞作用,地層的滲透率也因此得以恢復(fù),地層中的油氣也可以自行通過。
除了暫時堵塞,暫堵劑還有一個重要的作用就是分流。利用層內(nèi)滲透率的差異,注入目的層的暫堵劑可以改變層內(nèi)原有油氣的流入方向,比如在段內(nèi)壓出兩條以上的裂縫或使裂縫轉(zhuǎn)向、產(chǎn)生新裂縫等。這樣,壓裂液和支撐劑可以進入更遠、更小的壓裂縫網(wǎng)中,從而實現(xiàn)長距離的分流。
但是,在暫堵劑的使用過程中,還有一個問題需要解決,那就是一些暫堵劑溶解后在填砂裂縫內(nèi)形成的空腔。如果空腔內(nèi)恰巧沒有支撐劑的存在,那么近井筒地帶的裂縫就會閉合或“阻塞”,進而影響油氣的正常生產(chǎn)。當然,這些空腔現(xiàn)象也不單單是由暫堵劑引起的,充填支撐劑時也經(jīng)常會發(fā)生這種情況??涨滑F(xiàn)象嚴重時,會影響裂縫開度或者引起裂縫閉合,影響壓裂的增產(chǎn)效果。
針對上面這些問題,2015年2月,貝克休斯公司(Baker Hughes)推出了一種高效壓裂新技術(shù)服務(wù)——REAL ConnectTM。REAL ConnectTM充分利用了優(yōu)越的分流系統(tǒng)、先進的工程技術(shù)和經(jīng)驗豐富的井場工作人員,幫助作業(yè)公司改善水力壓裂后的油氣采收率。它有3大特點:
一是采用了REAL DivertTM分流系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠重新定向壓裂流體進入壓裂段內(nèi)未壓裂的射孔簇,從而增加裂縫網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性,使得壓裂更均勻。
二是在注入暫堵劑時能夠攜帶高強度超輕支撐劑,使裂縫能夠始終保持張開的狀態(tài),形成長久的生產(chǎn)流動通道,保持與井筒相連通。
三是在壓裂作業(yè)完成、暫堵劑溶解之后,超輕支撐劑留在近井筒形成長久的生產(chǎn)流動通道,保障油井持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)(與常規(guī)的壓裂技術(shù)相比,這項技術(shù)可增加裂縫導(dǎo)流面積,從而改善增產(chǎn)井的采收率)。
暫堵劑溶解后,支撐劑仍留在裂縫中,這樣可以確保油流通道(裂縫)完全、長期的張開狀態(tài)。
在REAL ConnectTM的這些優(yōu)異性能中,REAL DivertTM暫堵劑技術(shù)的作用功不可沒。
REAL DivertTM分流系統(tǒng)是貝克休斯公司的一種新產(chǎn)品,暫時分流的作用明顯,無論是在初次壓裂還是在重復(fù)壓裂中,都可以確保近井地帶的分流效果,確保射孔簇和目的層的增產(chǎn)。在REAL DivertTM分流系統(tǒng)中,粒度分布范圍較廣,因此可在下套管井段有效暫堵近井地帶,將壓裂液和支撐劑分流至最需要增產(chǎn)的射孔段和儲層。
分流系統(tǒng)所用的暫堵劑外觀為白色透明固體,比重約1.52克/立方厘米,可溶于水、鹽水、酸和油等,所以在水基、油基流體中均能完全溶解,在短期內(nèi)能夠恢復(fù)生產(chǎn)。盡管這一暫堵劑可以溶解在油基、水基的壓裂液中,但溶解速率非常低,因此在與壓裂液混合和泵送的過程中,暫堵劑幾乎不會溶解。但是,它們可以確保暫堵區(qū)域能夠被再次打開:當暫堵劑完全溶解后,支撐劑仍存留在裂縫中,這樣可以保障油流通道暢通,使油氣流達到最大化。同時,導(dǎo)流通道可以一直保持儲層和井筒相連通。
常規(guī)暫堵劑溶解后,地層可能會發(fā)生閉合,減小地層油流通道。
還有,REAL DivertTM分流系統(tǒng)所用的暫堵劑是可以完全降解的,因此在增產(chǎn)作業(yè)完成后暫堵劑會消失得“無影無蹤”:既不會留下阻止地層閉合的物質(zhì),也不會對地層造成不良影響。
REAL DivertTM分流系統(tǒng)采用的超輕支撐劑顆粒,是經(jīng)過特殊設(shè)計的,可以讓近井地帶的油氣通道高效連通,保證在暫堵劑溶解后所有的流動通道永久開啟,同時確保暫堵射孔段在井的生產(chǎn)周期內(nèi)保持最佳油流通道。這也是REAL DivertTM分流系統(tǒng)與其他分流系統(tǒng)的不同之處。
R E A L DivertTM能暫時封堵射孔簇和其他通道,重新定義壓裂液的壓力導(dǎo)向,使之流至未處理或正在處理的射孔部位和儲層。
通過多級壓裂、減少分段橋塞的數(shù)量來增加射孔段等,REAL DivertTM分流系統(tǒng)可以實現(xiàn)增產(chǎn)作業(yè)。目前,REAL DivertTM分流系統(tǒng)的設(shè)計使用溫度為38~120℃,而REAL DivertTMHT分流系統(tǒng)的使用溫度更高一些,為93~177℃。REAL DivertTM分流系統(tǒng)的適用范圍主要有3個:(1)為油氣井的初次增產(chǎn)作業(yè)和重復(fù)壓裂作業(yè)提供有效的分流作用;(2)在常規(guī)和非常規(guī)儲層中都具有可靠的性能;(3)在酸性、水溶性流體和其他流體的水力壓裂作業(yè)中的有效分流作用。
暫堵劑和支撐劑的配合應(yīng)用,使得REAL ConnectTM服務(wù)可保證射孔簇得到最佳處理、提高壓裂縫網(wǎng)的復(fù)雜性和覆蓋范圍、最大程度地提高總采收率、加快增產(chǎn)作業(yè)進度等。另外,它也可對水平井進行多級重復(fù)壓裂作業(yè)。
和其他流體一樣,壓裂液也始終沿著阻力最小的方向流動。REAL ConnectTM服務(wù)技術(shù)利用分流系統(tǒng)對壓裂液流向進行重新定向后,使其進入需要增產(chǎn)作業(yè)的射孔簇和儲層,在增產(chǎn)作業(yè)完成后還能長期保持油流生產(chǎn)通道的開啟狀態(tài)。
不過,在非常規(guī)油氣藏增產(chǎn)改造中,這一規(guī)律會導(dǎo)致部分區(qū)域的過度處理、部分射孔段未處理以及儲層接觸不夠理想等現(xiàn)象。然而,特殊尺寸的暫堵材料可以封堵住最小流動阻力方向的通道,使壓裂液重新定向進入未處理的射孔段,從而提高裂縫網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性并保證更多區(qū)域得到統(tǒng)一處理。
REA LConnectTM服務(wù)還可以在不影響水平井多級重復(fù)壓裂效果的同時,通過減少作業(yè)所需的橋塞數(shù)量來減少壓裂的作業(yè)時間。在美國的路易斯安那州DeSoto Parish地區(qū),一家作業(yè)公司已經(jīng)在利用REA LConnectTM服務(wù)對幾口低產(chǎn)量的非常規(guī)老井進行增產(chǎn)改造。貝克休斯首先對它們進行了重復(fù)壓裂設(shè)計,對已有的裂縫網(wǎng)絡(luò)進行暫時封隔,使壓裂液重新進入壓裂改造未波及的地層,對未經(jīng)壓裂改造的油藏區(qū)域進行壓裂。這些井的水平段經(jīng)過REA LConnectTM服務(wù)重復(fù)壓裂后,裂縫網(wǎng)絡(luò)更好,無需鉆新井便可提高油藏最終采收率(EUR),提高產(chǎn)量。以每口井的鉆完井平均成本為1010萬美元來計算,每口井的重復(fù)增產(chǎn)改造成本約310萬美元,這樣每口井可節(jié)省大約700萬美元的費用。
REALConnectTM服務(wù)還能通過提高非常規(guī)油氣藏裂縫網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和覆蓋面積,來促進增產(chǎn)的效果和采收率。這也都有助于借助重復(fù)壓裂,使老井復(fù)活,降低企業(yè)成本、提高經(jīng)濟效益。