連續(xù)油管射流洗井與分段壓裂研究-簡板

1、連續(xù)管射流洗井與分段壓裂研究,李根生中國石油大學(xué)(北京),,2006.03,匯報提綱,研究目的及意義國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析項目攻關(guān)目標(biāo)，主要研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)預(yù)期成果及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)進度安排前期工作基礎(chǔ)及主要研究人員應(yīng)用前景評價,,,一、研究目的及意義,砂粒和固相在井內(nèi)和近井地層堆積堵塞會嚴(yán)重影響油氣生產(chǎn),50%以上的連續(xù)油管作業(yè)其目的都是為了洗井清砂解堵。研究連續(xù)油管旋轉(zhuǎn)射流在水平井段沖砂解堵洗井技術(shù)、連續(xù)油管水

2、平井段水力噴射分段壓裂技術(shù)，將有助于集成連續(xù)管作業(yè)系統(tǒng)，降低洗井作業(yè)成本和作業(yè)風(fēng)險，并使油氣井以更快速度恢復(fù)生產(chǎn)。,,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,Source: Maurer Engineering Co.,1995,,連續(xù)油管作業(yè)機,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,,連續(xù)油管,連續(xù)油管制管材料：碳素鋼調(diào)制合金鋼其他材料，如鈦合金,QT-800® 3-1/2"連續(xù)油管技術(shù)參數(shù),,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市

3、場需求分析,注入頭,新鉆定向井，推薦值60000lb老井加深作業(yè)，推薦值40000lb最大承載150000 ~ 200000 lb1-3/4-in以上CT，鵝徑管最小半徑為72 in,,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,卷筒,,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,井控系統(tǒng),Quad BOP配置：盲板剪切閘板帶卡瓦的閘板閘板,,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,控制室,基本功能：監(jiān)控所有連續(xù)油管作業(yè)監(jiān)控全部井下信息和工具

4、控制鉆具組合的方向方位監(jiān)控連續(xù)油管井控設(shè)備監(jiān)控泵系統(tǒng)和地面鉆井液體積監(jiān)測記錄油氣井和連續(xù)油管的主要參數(shù),,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,,高壓水射流處理地層洗井增產(chǎn)技術(shù),研究成功了井下自動控制轉(zhuǎn)速的阻尼液阻尼式旋轉(zhuǎn)噴嘴，成功解決了處理地層的噴頭旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)速度控制的關(guān)鍵問題。首創(chuàng)高壓旋轉(zhuǎn)自振空化射流處理近井地層新技術(shù)，在井下同時產(chǎn)生三種物理作用全方位處理地層，物理法處理地層技術(shù)突破性發(fā)展。在

5、全國10多個油田1700多口油井和水井現(xiàn)場實驗，平均單井增油幅度20--30%，單井增注幅度30--130%，有效率90%以上，具有工藝簡單、成本低、無污染、效果顯著等優(yōu)點。,,連續(xù)油管用于水平井沖砂洗井,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,,連續(xù)油管用于水平井沖砂洗井,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,,,,,,,,,礫石充填,,連續(xù)油管用于解堵,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,連續(xù)油管多分支井修井

6、作業(yè),,連續(xù)油管用于直井分層壓裂,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,水力噴射壓裂技術(shù)是集射孔、壓裂、隔離一體化的新型增產(chǎn)措施工藝，利用一個帶噴嘴的噴射工具產(chǎn)生高速流體穿透套管、巖石，并在地層中形成孔洞，隨后的高速流體直接作用于孔洞底部，產(chǎn)生高于地層破裂壓力的壓力，在地層中造出一條單一的裂縫。,水力噴射水平井分段壓裂,,,,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,水力噴射水平井分段壓裂,水力噴射分段壓裂現(xiàn)場實

7、施方案,精確描述地層破裂壓力剖面；準(zhǔn)備壓裂液、地層填充砂、井下裝置、油管短接、壓裂車組等設(shè)備工具；1 1/2″ 或2 3/8″油管下入水力噴射井下工具，噴嘴下到最下端待噴射壓裂層位；泵入清水（每千米井深泵入3m3）清洗油管，然后投球關(guān)閉井下單向閥；打開油套環(huán)空，泵入水砂漿，噴射10分鐘，此時排量約在0.5m3/min；,,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,提高砂漿濃度，關(guān)閉油套環(huán)空，維持油管壓力不變，開泵從環(huán)空泵入壓裂液；環(huán)空

8、壓力升高到接近最小地層破裂壓力時，停止環(huán)空注入，降低油管壓力，打開油套環(huán)空，上移井下工具到下一個壓裂層段；重復(fù)步驟4～7，直到所有層段壓裂完畢；停泵，起出作業(yè)管柱。,,水力噴射分段壓裂現(xiàn)場實施方案,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,,國外現(xiàn)場應(yīng)用實例：,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,美國新墨西哥州南部一口井，實施壓裂前產(chǎn)量穩(wěn)定在43－45 BOPD，實施連續(xù)油管水力噴射分段壓裂后，前90天產(chǎn)量為95 BOPD，連續(xù)七個月平均產(chǎn)量

9、為65 BOPD。,,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,連續(xù)油管人工舉升,利用REDACoil 連續(xù)油管安裝帶有內(nèi)部電纜的電潛泵系統(tǒng)，對于偏遠(yuǎn)井或高成本井及空間和鉆機使用非常有限的海洋平臺，既能降低相關(guān)的安裝費用又能減少停產(chǎn)時間。,,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,連續(xù)油管注氮氣舉技術(shù),注氮氣舉升方法的優(yōu)點：靈活對油和地層水樣無缺點操作簡單,,市場需求分析,二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場需求分析,中國石油天然氣集團公司水平井?dāng)?shù)量,三、

10、項目攻關(guān)目標(biāo)，主要研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù),,連續(xù)油管旋轉(zhuǎn)射流在水平井段沖砂解堵洗井技術(shù)連續(xù)油管水平井段水力噴射分段壓裂技術(shù)降低洗井作業(yè)成本和風(fēng)險，實現(xiàn)簡單快捷、安全可靠，提高作業(yè)效率、降低勞動強度，使油氣井以更快速度恢復(fù)生產(chǎn)。,1、項目攻關(guān)目標(biāo),三、項目攻關(guān)目標(biāo)，主要研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù),2.1 連續(xù)油管旋轉(zhuǎn)射流在水平井段的沖砂解堵洗井技術(shù)井下工具設(shè)計、研制水力參數(shù)設(shè)計與施工工藝優(yōu)化連續(xù)油管旋轉(zhuǎn)射流在水平井段沖砂解堵效果室內(nèi)試驗

11、2.2 連續(xù)油管水平井段水力噴射分段壓裂技術(shù)水力噴射分段壓裂水平井機理研究與水力參數(shù)設(shè)計井下裝置總體方案設(shè)計、研制現(xiàn)場施工工藝設(shè)計和現(xiàn)場試驗2～3口井,2、主要研究內(nèi)容,,連續(xù)油管旋轉(zhuǎn)射流水平井段沖砂解堵洗井控制參數(shù)與高效射流工具水力噴射分段壓裂水平井段水力參數(shù)優(yōu)選與工藝設(shè)計水力噴射分段壓裂井下射流工具,3、關(guān)鍵技術(shù),,三、項目攻關(guān)目標(biāo)，主要研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù),四、預(yù)期成果及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),,五、進度安排,本項目計劃時間二

12、年：2006～20072006年01～03月：可行性研究和總體方案設(shè)計，完成立項論證04～06月：沖砂洗井關(guān)鍵部件與系統(tǒng)設(shè)計，水力參數(shù)研究 水平段分段壓裂機理與水力參數(shù)研究07～12月：完成射流洗井與分段壓裂樣機試制與調(diào)試2007年? 01～03月：現(xiàn)場作業(yè)施工工藝設(shè)計與研究 ? 04～10月：各完成2～3口井現(xiàn)場作業(yè)試驗，效果分析與評價11～

13、12月：編寫研究報告，準(zhǔn)備驗收,,六、前期工作基礎(chǔ)及主要研究人員,中國石油大學(xué)高壓水射流與破巖實驗室是CNPC鉆井工程重點實驗室和教育部石油工程重點實驗室的組成部分，擁有先進配套實驗設(shè)備，以及多套流場模擬計算方面的大型有限元軟件。在沈忠厚教授（院士）的帶領(lǐng)下，圍繞高壓水射流理論及巖石力學(xué)理論在石油工程中的應(yīng)用展開了系統(tǒng)理論研究和應(yīng)用研究，獲得了6項省部級科研成果，為本課題研究工作的開展做了必要的基礎(chǔ)準(zhǔn)備、知識儲備及經(jīng)驗積累。現(xiàn)有中國工程

14、院院士1人，教授5人(其中博導(dǎo)3人)，副教授和高級工程師2人，工程師3人；已獲博士學(xué)位5人，獲碩士學(xué)位3人，在讀博士研究生2人，碩士研究生4人，具有雄厚的技術(shù)力量。該實驗室與國內(nèi)外多家研究機構(gòu)保持著良好的合作關(guān)系，為該項高新技術(shù)的攻關(guān)提供了良好的協(xié)作環(huán)境。,現(xiàn)有工作基礎(chǔ),,,主要研究人員,六、前期工作基礎(chǔ)及主要研究人員,七、應(yīng)用前景評價,有助于降低洗井作業(yè)成本和作業(yè)風(fēng)險有效提高我國水平井中增產(chǎn)措施效率和裝備技術(shù)水平在考慮地層適用性的