吳 強(qiáng) 吳警宇 譚世武
1.中國石油新疆油田分公司 監(jiān)理公司(新疆 克拉瑪依 834000)2.中國石油新疆油田分公司 工程技術(shù)公司(新疆 克拉瑪依 834000)3.中國石油西北鉆探井下作業(yè)公司(新疆 克拉瑪依 834000)
中國石油新疆油田分公司和田河氣田位于新疆維吾爾自治區(qū)和田地區(qū)墨玉縣境內(nèi),構(gòu)造關(guān)系隸屬塔里木盆地中央隆起巴楚凸起南側(cè)的瑪扎塔格斷裂構(gòu)造帶,表現(xiàn)為由南、北2 條逆斷層夾持的斷壘構(gòu)造帶,自西向東發(fā)育瑪8、瑪2、瑪4 號3 個斷背斜構(gòu)造。本次施工作業(yè)的3 口水平井位于塔里木和田河氣田瑪扎塔格斷裂構(gòu)造帶瑪4 號局部構(gòu)造帶上?,? 號構(gòu)造帶頂部較緩,翼部較陡,北西、南東走向,以軸線近南北對稱?,?-1H 井目的層位為石炭系生屑灰?guī)r段,瑪4-H6 井和瑪4-H4 井目的層位為奧陶系[1]。
瑪4 號構(gòu)造石炭系生屑灰?guī)r頂面構(gòu)造為一長軸背斜,背斜軸向?yàn)楸蔽?、南東走向,長軸長16.03km,短軸長3.5km,含氣圈閉面積58.7km2。奧陶系潛山頂面構(gòu)造整體形態(tài)同樣為一長軸背斜,背斜軸向?yàn)楸蔽鳌⒛蠔|走向。相對石炭系生屑灰?guī)r頂面高點(diǎn)偏移約400m,長軸17.04km,短軸2.8km,面積約61.7km2。
石炭系砂礫巖段和奧陶系潛山氣藏為低孔低滲氣藏,局部為低孔高滲氣藏。但是由于奧陶系潛山氣藏儲層主要為碳酸鹽巖,裂縫比較發(fā)育,在酸化過程中,酸液侵蝕裂縫中的充填物,導(dǎo)致井底附近的儲層發(fā)生變化,使酸化后的試井解釋滲透率很高,由低滲變成中高滲型。
由于在鉆井過程中地層漏失嚴(yán)重,儲層受到污染,要達(dá)到酸化解堵的目的就要選擇合適的酸液量和用酸強(qiáng)度,而連續(xù)油管的承壓能力和防腐能力就成為實(shí)現(xiàn)施工目的重要條件。另外,由于本次施工井均采用水平段篩管懸掛的方式完井,經(jīng)驗(yàn)較小,增加了連續(xù)油管提下過程中的摩阻。除此之外,施工過程中存在的砂卡的風(fēng)險,連續(xù)油管井口的密封性,工具的耐酸性能等都是此次作業(yè)的難點(diǎn)。
分析瑪扎塔格瑪4 號構(gòu)造帶定點(diǎn)噴射酸壓作業(yè)面臨的主要技術(shù)難點(diǎn)有:①長水平段、小井眼水平井連續(xù)油管的通過性評價;②連續(xù)油管安全極限壓力的評價;③連續(xù)油管帶壓作業(yè)井口的配套安裝;④連續(xù)油管井下工具組合的配套及其適用性。
瑪4-H6、瑪4-H4 和瑪5-1H 井3 口水平開發(fā)井,均采用篩管懸掛完井工藝,最小井眼為95mm。通過分析計算,連續(xù)油管下入過程中摩阻最大達(dá)到17.36t。連續(xù)油管的抗拉能力和注入頭的提下能力均能滿足作業(yè)要求。
連續(xù)油管在噴砂射孔酸壓施工中壓力較高,連續(xù)油管的安全抗內(nèi)壓值是確定施工規(guī)模的重要依據(jù)[2]。施工前,監(jiān)測所得連續(xù)油管管柱疲勞值最高為28.2%位于管柱的末端,為正確指導(dǎo)連續(xù)油管作業(yè)方案的確定,截取2 段末端管柱樣品進(jìn)行破裂壓力實(shí)驗(yàn)。
通過實(shí)驗(yàn)得知:連續(xù)油管壁厚越小,破裂壓力越低。爆破裂縫與連續(xù)油管內(nèi)部焊縫互相平行,不在同一位置。
在對采集的連續(xù)油管管柱外徑和橢圓度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后得出:連續(xù)油管破裂的裂縫出現(xiàn)在管徑最小處、橢圓度最大處。
噴謝酸壓工具組合為連接器+雙瓣止回閥+壓差式丟手接頭+變扣接頭+扶正器+噴槍+扶正器+變扣接頭+引鞋。
在水力噴砂射孔壓裂作業(yè)過程中,井下工具會在酸液中浸泡,并受到攜砂液的沖蝕。所以要保證井下工具的可靠性,選用的工具必須抗酸蝕、抗H2S,同時盡量避免工具組合中出現(xiàn)因工具通徑突然變小而對流體產(chǎn)生了較大的截流作用(連續(xù)油管井下工具的基本參數(shù)見表1)。
表1 連續(xù)油管井下工具的基本參數(shù)
本井噴嘴組合采用8 孔×5.5mm。不同排量下噴嘴組合與噴射速度關(guān)系(表2)。
表2 不同排量下噴嘴組合與噴射速度關(guān)系表
該工具組合在現(xiàn)場應(yīng)用三口井,連續(xù)油管工具表面有均勻酸蝕,無局部嚴(yán)重酸蝕現(xiàn)象,內(nèi)部工件部分基本完好,連接扣無損傷,進(jìn)一步驗(yàn)證了連續(xù)油管井下工具在水力噴砂射孔壓裂作業(yè)中的適用性。
所有噴嘴上部比下部沖蝕厲害,分析認(rèn)為是流體出噴嘴后向井口方向上返,石英砂大部分都撞擊在噴嘴上部造成的。噴嘴本身完好,噴嘴的噴射孔眼直徑都有0.1mm 左右擴(kuò)大。
經(jīng)過現(xiàn)場應(yīng)用和施工前后的對比分析,水力噴砂射孔壓裂工具組合設(shè)計合理,完全能夠滿足現(xiàn)場施工需要。另外,在連續(xù)油管管柱長度無法滿足井深需要的情況下,結(jié)合考慮連續(xù)油管所能承受的最大拉力,可在該工具串中加入一定數(shù)量的常規(guī)管柱來增加連續(xù)油管的總長度,從而使連續(xù)油管能夠滿足現(xiàn)場施工的需要。
(2)連續(xù)油管帶壓作業(yè)的特點(diǎn),使各工序轉(zhuǎn)換期間,實(shí)現(xiàn)了全程不壓井作業(yè),避免了已改造儲層的再次污染,既減少了壓井液的用量,又縮短了見產(chǎn)周期。
(3)大尺寸連續(xù)油管精準(zhǔn)定位的特點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)對改造儲層準(zhǔn)確的深度定位;能夠?qū)崿F(xiàn)單層精準(zhǔn)的個性化、差異化儲層改造,極大提高儲層改造效果,減少了液體用量,極大節(jié)約了材料成本。
(4)連續(xù)油管拖動簡便、作業(yè)效率高的特點(diǎn),使連續(xù)油管適于盡可能多的分層酸壓改造。工期的縮短,節(jié)約了施工費(fèi)用。
[1]楊海軍,李曰俊,馮曉軍,等.塔里木盆地瑪扎塔格構(gòu)造帶斷裂構(gòu)造分析[J].地質(zhì)科學(xué),2007,42(3):506-517
[2]王玲,陳澈.在一次起下作業(yè)中用連續(xù)油管分層壓裂[J].鉆采工藝,2001,24(5):101-102