非常規(guī)油藏水平井固井分段壓裂完井技術(shù)與應(yīng)用齊月魁董建華劉長(zhǎng)軍秦飛翔聶上振王曉梅大港油田石油工程研究院摘要伴隨美國(guó)、加拿大等國(guó)頁巖氣開發(fā)的不斷深入，非常規(guī)油氣藏作為常規(guī)油藏的有力補(bǔ)充，地位日益突顯。大港油田地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、儲(chǔ)層物性差異大，借鑒國(guó)外頁巖氣水平井開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合大港油田自身特點(diǎn)，引進(jìn)TAPLite技術(shù)，即水平井固井分段壓裂完井技術(shù)，通過岐口凹陷中深層低孔、低滲、特低滲儲(chǔ)層水平井完井的成功實(shí)施，刷新了TAPLite技術(shù)在全球的井斜指標(biāo)，在國(guó)內(nèi)尚屬首次應(yīng)用，提高了油藏采收率，為國(guó)內(nèi)低孔滲油氣藏開發(fā)提供新手段和技術(shù)借鑒。關(guān)鍵詞大港油田非常規(guī)油藏水平井完井TAPLiteAbstract:WiththeshalegasdevelopmentofUnitedStates,Canadaandothercountries,unconventionaloilandgasreservoirshavetheincreasinglyhighlightedpositionasasupplementaryofconventionaloilandgasreservoirs.ThegeologicalstructureiscomplexandthereservoirphysicalisdifferentinDagangoilfield.Learningfromthedevelopmentofshalegasinhorizontalwellaccordingtotheforeignexperience,combinedwiththecharacteristicsofDagangOilfield,webringinTAPLitetechnology,thatiscementingstagedfracturingcompletiontechnologyinhorizontalwell,Withthesuccessfulimplementationinlowporosity,lowpermeabilityandlowerpermeabilityreservoirofQikouconcavehorizontalwellcompletion,refreshtheTAPLitetechnologyintheglobaldeviationindex,enhancedoilrecovery,whichbelongtofirstapplicationindomestic,providednewmeansandtechnicalreferenceforthedevelopmentofdomesticlowporosityandlowpermeabilityoilandgasreservoir.Keywords:UnconventionalreservoirDagangoilfieldhorizontalwellcompletionTAPliteAddress:PetroleumEngineeringResearchInstituteofPetrochina,Dagangoilfield.Tianjin,300280.1引言非常規(guī)油氣藏作為大港油田的后備主力戰(zhàn)場(chǎng)，儲(chǔ)量豐富，主要分布在滄東南皮凹陷孔二段油頁巖、歧口凹陷西南緣沙一下油頁巖和中深層低孔低滲致密砂巖油氣藏等。儲(chǔ)層具有敏感性強(qiáng)，低滲特低滲、微裂縫發(fā)育的特征，單井產(chǎn)量低，平均孔隙度在7%-11.93%，空氣滲透率在6×10-3-13.86×10-3um2，在完井過程當(dāng)中就需要考慮壓裂措施改造。國(guó)內(nèi)水平井分段壓裂完井起步較晚，多集中在氣田應(yīng)用，對(duì)于含水出砂復(fù)雜油氣藏改造2非常規(guī)油藏水平井完井技術(shù)優(yōu)選非常規(guī)油氣藏水平井均需要實(shí)施儲(chǔ)層壓裂改造才能開采，難度較直井大很多，技術(shù)難點(diǎn)在于水平段跨度大，厚、薄層交互，如何對(duì)準(zhǔn)改造層、實(shí)現(xiàn)層間有效封隔至關(guān)重要，施工難度大，風(fēng)險(xiǎn)高。對(duì)于復(fù)雜含水出砂儲(chǔ)層，一定要先期考慮投產(chǎn)后期措施改造問題，不能形成“死井〞[4-5]。2.1地質(zhì)儲(chǔ)層特征大港油田屬于復(fù)雜斷塊油氣田，地質(zhì)儲(chǔ)層構(gòu)造較為復(fù)雜，主要表達(dá)在：岐口凹陷西南緣沙一下巖性復(fù)雜，發(fā)育不同成份、不同結(jié)構(gòu)的巖相及巖相組合，儲(chǔ)層物性差異大，層薄，取芯單層厚度小于1m，孔隙度2-3%，滲透率小于0.1md；岐口凹陷中深層低孔低滲致密砂巖氣藏目的層平均孔隙度4.9%-11.01%，平均滲透率0.4-10.6×10-3μm2，壓裂改造目的層薄、多，非均質(zhì)性強(qiáng)，含油飽和度低，局部井平均泥質(zhì)含量高達(dá)16.5%。均具有典型的低孔滲特點(diǎn)，試油產(chǎn)量低。對(duì)于歧口凹陷這樣大面積的低滲透巖性構(gòu)造油藏，如何實(shí)現(xiàn)高效勘探開發(fā)，迫切需要開展低孔滲儲(chǔ)層特殊完井工藝技術(shù)研究。2.2水平井多段壓裂完井技術(shù)優(yōu)選國(guó)內(nèi)分段壓裂改造多采用裸眼投球分段壓裂完井，較適合氣井，施工后壓裂球留在井內(nèi)，少量出砂不影響正常生產(chǎn)，后期措施改造困難[6-8]。通過調(diào)研分析，結(jié)合大港油田特殊情況，不同工藝具體實(shí)施比照情況見下表：表1裸眼分段壓裂與套管固井分段壓裂優(yōu)缺點(diǎn)比照表壓裂方式優(yōu)缺點(diǎn)裸眼分段壓裂套管固井分段壓裂儲(chǔ)層專打頂部注水泥TAPTAPLite優(yōu)點(diǎn)裸眼段無需固井，減少水泥對(duì)儲(chǔ)層傷害；與儲(chǔ)層接觸面更大，利于生產(chǎn)；多級(jí)連續(xù)施工，措施時(shí)間短；壓后可馬上投產(chǎn)；完井液浸泡地層時(shí)間短，儲(chǔ)層傷害小。高效實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓裂；工具和套管入井，固井后，具備多級(jí)壓裂能力，無需射孔、無需橋塞；可關(guān)閉壓裂滑套，方便后期生產(chǎn)作業(yè)調(diào)整；施工組裝協(xié)調(diào)較簡(jiǎn)單；壓后馬上投產(chǎn)；液體浸泡地層時(shí)間短儲(chǔ)層傷害小。局限性高溫、高壓、長(zhǎng)水平段時(shí)，分隔器的封堵效果無法保證，鉆井工藝復(fù)雜，本錢高。作業(yè)施工困難，打撈固井附件時(shí)存在風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也存在封隔器失效的問題。適用于小井眼分段壓裂，且費(fèi)用較高，同時(shí)也有固井質(zhì)量難以控制的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于深井，在高溫、高壓、長(zhǎng)水平段情況下固井質(zhì)量不宜保證。鑒于不同分段壓裂完井方式的優(yōu)缺點(diǎn)和局限性，同時(shí)考慮后期措施改造可能性，優(yōu)選水平井固井多段壓裂完井技術(shù)并展開現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況水平井固井分段壓裂完井工藝在大港油田已應(yīng)用4口井，其中投產(chǎn)2口，2口施工未完，現(xiàn)場(chǎng)可實(shí)施性強(qiáng)，增產(chǎn)效果明顯。3.1歧61-6H井構(gòu)造及油藏圖特征歧61-6H井為大港油田周青莊地區(qū)濱23×1斷塊的一口生產(chǎn)水平井，該井位于歧北次凹歧25井東巖性圈閉高部位，所在濱23×1井區(qū)油層有效厚度6米，油藏閉合高度60m。圖1歧61-6H井儲(chǔ)層頂界構(gòu)造圖圖2歧61-6H井軌跡線油藏剖面歧61-6H井油藏類型為巖性+構(gòu)造油藏。完鉆井深3479.40m，目的層位EsⅢ3，水平段長(zhǎng)度為439.40m，油層厚度6m，地層壓力30.76MPa，壓力系數(shù)1.06，目的層為低滲細(xì)砂巖儲(chǔ)層，孔隙度11.93%，空氣滲透率13.86×10-3μm2，泥質(zhì)含量12.7%。全井最大井斜92o歧61-6H井是周青莊地區(qū)第一口水平井，同區(qū)塊可供參考的直井也僅有濱23×1一口探井，從濱23×1情況來看，該區(qū)塊滲透性比擬差，為低滲細(xì)砂巖儲(chǔ)層，地質(zhì)要求壓裂改造。3.2歧61-6H井現(xiàn)場(chǎng)施工歧61-6H依據(jù)測(cè)井、錄井解釋結(jié)果，結(jié)合實(shí)際開發(fā)情況并保證壓裂效果，將油層段分為4段：3042-3179m，3179-3242m，3242-3305m，3305-3403m。完井管柱如圖3。ΦΦ244.5套管×1897Φ139.7mm生產(chǎn)套管×3475m〔水泥返深：2035mΦ339.7mm套管×254破裂盤閥TAPLite閥1TAPLite閥2TAPLite閥3浮箍浮鞋圖3歧61-6H井TAPLite完井管柱圖施工過程：〔1〕下完井管串：按完井設(shè)計(jì)下入浮鞋，浮箍，破裂盤閥，TAPLite閥和套管至井口；〔2〕固井：采用雙級(jí)固井水泥頭與膠塞匹配，保證固井質(zhì)量；碰壓12MPa?！?〕井筒準(zhǔn)備：Φ116mm通徑規(guī)通至3152.96m無遇阻，并正循環(huán)替漿；下Φ38.1mm連續(xù)油管通至3432m，正循環(huán)替漿，洗井兩周。〔4〕壓裂施工：井口憋壓翻開破裂盤閥，進(jìn)行第一級(jí)壓裂施工，而后采用井口投球方式翻開TAPLite閥1-TAPLite閥3，依次逐級(jí)壓裂，對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。圖4歧61-6H壓裂施工曲線圖3.3應(yīng)用效果歧61-6H井投產(chǎn)初期自噴，日產(chǎn)液125.8m3，日產(chǎn)油119.5t，含水7%。生產(chǎn)20天后下潛油電泵，日產(chǎn)液48m3，日產(chǎn)油39.36t，含水10%，壓裂效果顯著，是同區(qū)塊濱233.4措施改造歧61-6H井投產(chǎn)數(shù)月后，井內(nèi)出砂，產(chǎn)量遞減，需要措施改造。TAPLite完井工藝可實(shí)現(xiàn)鉆除滑套內(nèi)球座，實(shí)現(xiàn)管柱內(nèi)116mm通徑，利于下步措施改造。首先采用鉆塞管柱組合：Ф114.3mm磨鞋+Ф95mm螺桿+18°倒角變扣+Φ73mm鉆桿串〔18°倒角〕至井口，施工鉆速較慢。改良鉆塞管柱組合：Ф114.3mm磨鞋+加重鉆桿+18°倒角變扣+Φ73mm鉆桿串〔18°倒角〕至井口，采用井口轉(zhuǎn)盤扭矩與鉆頭配合復(fù)合鉆進(jìn)，鉆除單個(gè)滑套球座平均耗時(shí)50分鐘。施工后下抽油泵投產(chǎn)，截至目前已穩(wěn)產(chǎn)3個(gè)月，日產(chǎn)液13m34結(jié)論與認(rèn)識(shí)〔1〕TAPLite完井技術(shù)適用于低孔、低滲非常規(guī)油氣層，先期固井實(shí)現(xiàn)層間有效封隔，不動(dòng)管柱實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓裂，提高儲(chǔ)層動(dòng)用程度?！?〕壓裂施工無需下入壓裂管柱，通過憋壓和投球?qū)崿F(xiàn)逐級(jí)壓裂，施工工具少、工藝流程簡(jiǎn)單，壓裂球留在井內(nèi)對(duì)投產(chǎn)有影響。〔3〕如遇措施改造可鉆除滑套內(nèi)球座，管柱內(nèi)通徑變大，為后期措施創(chuàng)造條件。〔4〕水平井固井多段壓裂完井技術(shù)是非常規(guī)油氣藏改造的重要手段，豐富完善完井體系，為其它油田類似儲(chǔ)層開發(fā)提供借鑒。參考文獻(xiàn)[1]MCDANIELBW．Stimulationtechniquesforlow—permeabilityreservoirswithhorizontalcompletionsthatdonothavecementedcasing[J].SPE75688,2002.[2]劉洪林等.非常規(guī)油氣資源開展現(xiàn)狀及關(guān)鍵問題.天然氣工業(yè),2021,29(9):113-116.LIUHong-lin,Thepresentstatusandessentialpointsofdevelopingtheunconventionalhydrocarbonresources.Naturalgasindusty,2021,29(9):113-116.[3]鐘富萍等.致密砂巖氣藏水平井鉆井、壓裂完井設(shè)計(jì)及施工風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別與控制[J].國(guó)外油田工程,2021,26(4):36-40.Zhongfuping,HorizontalWellsinTightGasSands--AMethodforRiskManagementToMaximizeSuccess[J],ForeignOilfieldEngineering,2021,26(4):36-40.[4]剛振寶,翟慶紅.深層氣井壓裂投產(chǎn)一次完井管柱[J].石油鉆采工藝,2021(30)1:71-75.Gangzhenbao,Zhaiqinghong.Primarycompletionstringtechnologyforfracturingandoperationofdeepgaswells[J],Oildrilling&productiontechnology.2021(30)1:71-75.[5]鄭鋒輝.大牛地氣田DP35-1水平井分段壓裂技術(shù)[J].油氣地質(zhì)與采收率,2021,15(4):100-101.TheDP35–1horizontalwellstagedfracturingtechniqueinDaniudigasfield[J].PetroleumGeologyandRecoveryEfficiency,2021,15(4):100-101.[6]柴興國(guó),劉松,王慧麗等.新型水平井不動(dòng)管柱封隔器分段壓裂技術(shù)[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào),2021,34(4):141-145.Chaiguoqing,Liusong,Wanghuili.Newsingletripstagedfracturingtechnologywithpackerisolationinhorizontalwells[J],JournalofChinaUniversityof