培训材料-水平井裸眼完井分段改造基础知识

水平井裸眼完井分段改造（压裂/酸化）技术基础知识2013年8月26日星期一安东石油技术（集团）有限公司一、前言二、水平井裸眼完井分段压裂工具技术汇报提纲什么是裸眼完井常规完井方式直井套管射孔直井尾管射孔什么是裸眼完井常规完井方式套管射孔水平井尾管射孔什么是裸眼完井衬管/筛管完井什么是裸眼完井裸眼完井方式直井裸眼完井什么是裸眼完井裸眼完井方式水平井裸眼完井什么是压裂？水力压裂：利用液体传导压力的性能，在地面利用高压泵组，以大于地层吸收能力的排量将高粘度液体泵入井中，在井底憋起高压，此压力超过油层的地应力和岩石抗张强度，在地层产生裂缝，继续将带有支撑剂的携砂液注入裂缝，裂缝边得到延伸，边得到支撑。停泵后就在油层形成了具有一定宽度的高渗透填砂裂缝，由于这个裂缝扩大了油气流动通道，改变了流动方式，降低了渗流阻力，可起到增产作用，这一施工过程就叫油气层水力压裂。什么是压裂？前置液：用来在地层造成裂缝，并形成一定几何形态裂缝的液体。在高温井层中，还具有一定的降温作用。携砂液：携带支撑剂进入地层，把支撑剂充填到预定位置的液体。和前置液一样也具有造缝及冷却地层的作用。顶替液：把压裂管柱、地面管汇中的携砂液全部替入裂缝，以避免压裂管柱砂卡、砂堵的液体。什么是压裂？压裂液的主要作用是将地面设备的能量传递到油层岩石上，在地层形成裂缝，并携带支撑剂填充到裂缝中。按照在压裂施工中不同阶段的作用可以分为前置液、携砂液、替挤液三种。为什么要开展水平井分段压裂？前言一、前言二、水平井裸眼完井分段压裂工具技术汇报提纲完井工具组合：采用尾管悬挂封隔器+裸眼封隔器+滑套系列工具。工艺原理：根据地质和工艺的要求把水平裸眼段分为若干段，在相应位置下入水力座封式封隔器，在需要改造的对应位置下入滑套，封隔器与滑套连接成管柱串，下完井管柱到设计位置，座封封隔器，施工时投球依次打开滑套，从而实现分段压裂或酸化的目的。悬挂封隔器套管鞋筛管+引鞋投球滑套3投球滑套2投球滑套1压差滑套7″水力锚7″套管油管裸眼封隔器套管坐封球座+浮鞋反循环阀裸眼水平井分段改造技术裸眼封隔器+滑套分段压裂技术压力开启滑套V型浮鞋球座总成主要完井工具裸眼封隔器+滑套分段压裂技术卡瓦尾管悬挂封隔器憋压胀封裸眼封隔器投球开启滑套球入座后带动内滑套向下滑动主要完井工具裸眼封隔器+滑套分段压裂技术（1）1/4″大级差：3.25″3.00″2.75″2.50″2.25″2.00″1.75″1.50″；（2）1/8″小级差：3.875″3.75″3.625″3.5″3.375″3.25″3.125″3.00″2.875″2.75″2.625″2.50″2.375″2.25″2.125″2.00″1.875″1.75″1.625″1.50″1.375″1.25″1.125″（3）密度：1.25—1.80g/cm3；（4）材质：有酚醛树脂、橡胶、Nytef等。主要完井工具裸眼封隔器+滑套分段压裂技术回接管柱尺寸（″）分级数（段）27/81231/21541/224滑套级差：1/4″、1/8″套管尺寸（″）裸眼尺寸（″）95/881/276757/851/245/8分级能力适应井身结构27/8″回接31/2″回接41/2″回接裸眼水平井分段改造技术裸眼封隔器+滑套分段压裂技术序号名称技术参数长度m外径mm内径mm耐温℉承受压差psi1悬挂封隔器器1.57149.298.4350最高100002裸眼封隔器1.64146.098.40350最高100003投球滑套1.24142.8--350--4压力滑套0.82142.898.4350--5座封球座0.95127.027.94350--6浮鞋0.46127.0--35070007水力锚0.40145.0350100008回接筒2.75146.1599.11100009回接插头1.98109.775.92350100007″套管6″裸眼工具系列技术参数裸眼封隔器+滑套分段压裂技术序号名称技术参数长度m外径mm内径mm耐温℉承受压差psi1悬挂封隔器器1.57149.298.4350最高100002裸眼封隔器1.64143.098.40350最高100003投球滑套1.24142.8--350--4压力滑套0.82142.898.4350--5座封球座0.95127.027.94350--6浮鞋0.46127.0--35070007水力锚0.40145.0350100008回接筒2.75146.1599.11100009回接插头1.98109.775.92350100007″套管57/8″裸眼工具系列技术参数裸眼封隔器+滑套分段压裂技术95/8″套管81/2″裸眼工具系列技术参数序号名称规格尺寸技术参数长度m外径mm内径mm耐温℉承受压差psi1悬挂封隔器1.77206121350100002裸眼封隔器1.4203122350100003投球滑套1.36197--350--4压差滑套1.15197121350--5座封球座1.017825.4350100006浮鞋0.97127.0--35070007回接插头1.98190100350100008水力锚0.40--350100009回接筒2.7520599.0135010000裸眼封隔器+滑套分段压裂技术刮管器刮套管通井规通套管钻头通水平段单铣柱通水平段双铣柱通水平段井筒准备钻杆送入分段完井工具替浆、投球座封、丢手、起钻杆下入生产管柱，回接进行第一段施工投球转层，进行第二段施工下完井管柱、回接及改造投球转层，第三段…最后一段施工施工完成，合层排液，求产施工工序裸眼封隔器+滑套分段压裂技术施工工序井筒准备下完井管柱及施工管柱裸眼封隔器+滑套分段压裂技术裸眼封隔器+滑套分段压裂技术球规和投球作业裸眼封隔器+滑套分段压裂技术裸眼封隔器+滑套分段压裂技术26可开关滑套：与常规的封隔器+滑套分段压裂工艺相同，将常规的投球打开滑套替换成投球可开关滑套，压裂完成后若地层出水或是出于其它改造目的的需要，钻掉球座实现全通径之后，用连续油管或油管带滑套开关工具去关闭或打开需要开关的滑套。裸眼水平井分段改造技术裸眼封隔器+滑套分段压裂技术投球双层滑套为双层设计，外层滑套可自由开关；内球座可由打捞工具一次性取出或推至井底，实现全通径；外滑套可选择性开关，实现二次改造或选择性投产。可打捞（推）式球座滑套裸眼水平井分段改造技术裸眼封隔器+滑套分段压裂技术可以使用独有的打捞工具；对球、球座进行一次性打捞裸眼水平井分段改造技术现场成功打捞出来的5段滑套的实物照片可打捞（推）式球座滑套裸眼封隔器+滑套分段压裂技术滑套及球座原始状态压裂球落座打开滑套锁定打捞工具2010年8月初：完井工具室内实验获得成功；2010年11月：中石油气井裸眼井试验成功2口井；2011年1月：中石油油井裸眼水平井试验成功；截止2013年5月已累计施工78口井。裸眼水平井分段改造技术自主工具序号地区改造方式施工井次段数最大分段数量1华北分公司压裂21811段2苏里格地区压裂7045914段3西南地区压裂5185段4华北地区压裂155段合计78500裸眼封隔器+滑套分段压裂技术安东石油自主化工具与进口工具相比，大大降低了成本，如进行规模化使用，会进一步降低成本。安东石油已把7″套管、6″裸眼工具；95/8″套管、81/2″裸眼；51/2″套管、4.6″系列工具自主化；年生产能力200套，耐温175℃，承压70MPa。裸眼水平井分段改造技术裸眼封隔器+滑套分段压裂技术工具环境功能测试座封行程承压测试稳压时间压降加载加载时间备注丢手工具85℃22MPa—内压3.5MPa3min0拉68.4t5min加载在常温下进行套压35MPa20min1.8MPa压65t5min悬挂封隔器85℃下液缸12MPa下液缸50mm上环空70MPa20min2MPa悬挂68.4t10min1、加载在常温下进行；2、承压实验进行2个循环上液缸21MPa上液缸31mm下环空70MPa20min2MPa上顶46t10min裸眼封隔器85℃下液缸17MPa下液缸55.7mm上环空50.2MPa20min3MPa——1、完全座封28MPa；2、承压实验进行2个循环上液缸24MPa上液缸5.48mm下环空50.4MPa20min2.81MPa——压差滑套常温34MPa———————长庆井下对安东井下工具功能测试数据汇总自主化工具裸眼水平井分段改造技术裸眼封隔器+滑套分段压裂技术自主化工具长庆井下对安东井下工具功能测试数据汇总裸眼水平井分段改造技术二、裸眼封隔器+滑套分段压裂技术引鞋：4339套管鞋：3571m引鞋：4319压差滑套球座+浮鞋投球滑套3投球滑套2投球滑套1裸眼封隔器密封筒HOOK悬挂器31/2″油管悬挂封隔器密封筒压差滑套球座+浮鞋投球滑套3投球滑套2投球滑套1裸眼封隔器31/2″油管悬挂器引鞋：4339套管鞋：3571m引鞋：4319压差滑套球座+浮鞋投球滑套3投球滑套2投球滑套1裸眼封隔器密封筒HOOK悬挂器31/2″油管悬挂封隔器密封筒压差滑套球座+浮鞋投球滑套3投球滑套2投球滑套1裸眼封隔器31/2″油管引鞋：4339套管鞋：3571m引鞋：4319压差滑套压差滑套球座+浮鞋球座+浮鞋投球滑套3投球滑套3投球滑套2投球滑套2投球滑套1投球滑套1裸眼封隔器裸眼封隔器密封筒密封筒HOOK悬挂器HOOK悬挂器31/2″油管31/2″油管悬挂封隔器悬挂封隔器密封筒密封筒压差滑套压差滑套球座+浮鞋球座+浮鞋投球滑套3投球滑套3投球滑套2投球滑套2投球滑套1投球滑套1裸眼封隔器裸眼封隔器31/2″油管31/2″油管悬挂器安装简单性能可靠可靠的重进能力灵活的完井方法可用于新井老井费用适中世界上应用最广分支井级别安装井数Level2200+Level3330+Level436+Level515+Level616+裸眼水平井分段改造技术双分支井成功在长庆油田桃xx井应用二、裸眼封隔器+滑套分段压裂技术双分支井完井压裂步骤一二三四五六裸眼水平井分段改造技术二、裸眼封隔器+滑套分段压裂技术主要工具技术参数（适用41/2″～43/4″裸眼）侧钻开窗点A点B点表层套管：Φ244.5mm×8.94mm技术套管：Ф139.7mm×9.17mm裸眼水平井分段改造技术小井眼侧钻已成功施工8口井裸眼封隔器+滑套分段压裂技术序号名称技术参数长度m外径mm内径mm耐温℉承受压差psi1悬挂封隔器器1.5711362350100002裸眼封隔器0.9611362350100003投球滑套0.76111/350100004压力滑套0.7211160350100005井筒隔绝阀0.8311120350100006浮鞋0.4611130350100007坐封丢手工具3.0011540350100008回接插头2.3793.26235010000安东石油从2008年至今，先后在中石油西南油气田分公司、长庆油田和中石化华北分公司开展了大量的裸眼水平井完井分段压裂技术服务，累计施工井数达464口，其中自主化工具78口（截至2013年5月25日）。序号地区储层类型改造方式施工井次最长水平段（m）最大分段数单井产量（×104m3）直井产量（×104m3）增产倍数1华北分公司砂岩压裂1181698192～71～22～72苏里格地区砂岩压裂2352865158～201～24～203西南地区砂岩压裂318231215～202～45～10云岩酸化5513001360～1005～106～204普光气田云岩酸化711923///5新疆地区火成岩压裂10523610～182～35～76华北地区砂岩压裂4150620t2～5t4～107东北地区砂岩压裂41289135～202～82～5合计464裸眼水平井分段改造技术裸眼封隔器+滑套分段压裂技术