CN103912247B - 一种气井水平井多级段塞工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油压裂领域，提供了一种气井水平井多级段塞工艺，包括前置液注入阶段、混砂液注入阶段和顶替液注入阶段，在前置液注入阶段包括如下步骤：1)、在水平井施工注入设计液量的前置液时，注入一个油管容积的压裂液和第一个段塞；2)、当第一个段塞进入地层后，观察油压的变化，等到第一个段塞完全进入地层，油压趋于平稳时，注入第二个段塞；3)、当第二个段塞进入地层后，观察油压的变化，等到第二个段塞完全进入地层，油压趋于平稳时，注入第三个段塞。本发明工艺新颖，操作安全、方便、简单，实用性强，通过注入多个不同粒径的段塞，更好的打磨射孔孔眼，减少近井地带污染，提高施工质量，降低施工风险。

Description

一种气井水平井多级段塞工艺

技术领域

本发明属于石油压裂领域，具体涉及一种气井水平井多级段塞工艺。

背景技术

目前，苏里格气田水平井施工中，施工段数比前几年有明显增加，平均每口井的施工段数在六段，特别是在施工的前一至三段，由于井深较深、井眼轨迹复杂、钻井泥浆污染等原因导致施工压力较高。常规的解决方法为在油管内注入一个段塞（即注入1.0m³的20-40目的陶粒）来缓解，段塞的作用是打磨炮眼、降低滤失，刚注入时由于段塞进入井筒液柱弹性力下降，曲线上有时反应压力稍降，等进入地层后由于摩阻，压力有时上升。在直井压裂过程中，遇到地层解释相对致密或近井地带污染较为严重的情况时，采取注入一个段塞的方式，当段塞进入地层后，开始对射孔孔眼和近井地带进行打磨和冲刷，同时填充了一部分的微裂缝，使主裂缝更好的产生并延伸，大多数情况下油压均出现下降，达到了预期的效果。

气井水平井的压裂方式通常有两种，即水力喷砂射孔加压裂联作和裸眼封隔器多级压裂，无论哪种压裂方式，大多数层段在前置液阶段都需要注入段塞，这样不仅可以打磨孔眼，而且还能减少钻井泥浆的污染。

但是，在水平井施工时，气井水平井只注入一个段塞时存在以下问题：

（1）段塞的设计量偏小，通常为1.0m³，由于水平井油管内容积较大，注入的段塞在进入地层时不能较好的起到打磨孔眼的作用；

（2）随着水平井段数的逐渐增加，前一至三段钻井时泥浆污染比较严重，注入一个段塞无法较好的改善泥浆污染的这种状况；

（3）当一个段塞进入地层后，段塞中可能会存在一部分的支撑剂并没有进入地层，不能使油压发生明显的改变。

通过大量的现场实验发现，在水平井施工时，气井水平井注入一个段塞的效果不是特别明显，不能很好的解决水平井施工过程中油压过高的问题。

发明内容

本发明针对现有气井水平井注入一个段塞不能很好解决油压较高的问题，提出了一种气井水平井多级段塞工艺，使得水平井施工过程中油压趋于平稳或明显下降，降低施工风险，保证后续施工的安全和质量。

本发明提供了一种气井水平井多级段塞工艺，包括前置液注入阶段、混砂液注入阶段和顶替液注入阶段，所述前置液注入阶段包括如下步骤：

步骤a:在水平井施工注入设计液量的前置液时，注入一个油管容积的压裂液，同时注入第一个段塞；

步骤b:当第一级段塞进入地层后，观察油压的变化，等到第一个段塞完全进入地层后，油压趋于平稳时，注入第二个段塞；

步骤c:当第二个段塞进入地层后，观察油压的变化，等到第二个段塞完全进入地层后，油压趋于平稳时，注入第三个段塞。

上述第一个段塞的粒径为70-100目，数量为1.0-2.0m³。

上述第二个段塞的粒径为40-70目，数量为1.0-2.0m³。

上述第三个段塞的粒径为20-40目，数量为1.0-2.0m³。

上述前置液注入阶段每一级段塞注入的个数根据水平井施工现场油压的变化为两个或两个以上。

上述第一个段塞、第二个段塞和第三个段塞采用脉冲式段塞注入方式。

本发明的有益效果是：

(1)水平井施工过程中，前置液注入阶段注入两个或多个段塞，增强了段塞的作用和效果，降低了油压和施工风险；

(2)本发明采用70-100目、40-70目、20-40目的多种不同粒径的陶粒进行脉冲式段塞注入，通过不同粒径的陶粒使水平井微裂缝得到有效的填充，更好的形成主裂缝，为后期的施工带来便利，同时也提高了每段的产气量；

(3)每次注入的段塞量由原来的1.0m³最高增加到2.0m³，由于水平井油管内容积相对较大，增加段塞的数量可以更好的对射孔孔眼进行打磨，同时可以最大程度上的减少近井地带的污染；

(4)本发明技术新颖、操作方便、安全快捷、实用性强。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明气井水平井多级段塞工艺流程图。

图中：1、前置液；2、混砂液；3、顶替液；4、第一个段塞；5、第二个段塞；6、第三个段塞。

具体实施方式

实施例1：

本发明在现有的技术工艺基础上进行创新，提供了一种气井水平井多级段塞工艺，通过注入多级段塞的方式，更好的打磨孔眼，同时有效的封堵地层中的微裂缝，使主裂缝更好的扩展和延伸，降低施工压力，实现安全、平稳施工。

如图1所示，假定某水平井施工段数为八段，第一段设计前置液量为100m³(根据不同气井参数设计得到)，油管容积为20m³，首先，在水平井施工的前置液阶段注入20m³(即一个油管容积)胍胶压裂液的同时，采用脉冲式段塞注入方式注入第一个段塞4，第一个段塞4的粒径为70-100目，数量为2.0m³，使用液量为10-15m³，采用70-100目的陶粒作为第一个段塞4注入，能对地层中的微裂缝进行暂堵，为形成主裂缝奠定了基础；第一个段塞4进入地层后，观察油压的变化，当油压下降1-2Mpa，压力趋于平稳，累计液量达到40m³时，采用脉冲式段塞注入方式开始注入第二个段塞5，第二个段塞5的粒径为40-70目，数量为2.0m³，使用液量为10-15m³，采用40-70目的低密度陶粒，能对近井地带钻井泥浆或其他杂质进行打磨，同时也是对微裂缝暂堵的补充；第二个段塞5进入地层后，观察油压的变化，当油压下降1-2Mpa，压力趋于平稳，累计液量达到60m³时，采用脉冲式段塞注入方式开始注入第三个段塞6，第三个段塞6的粒径为20-40目，数量为2.0m³，使用液量为10-15m³，采用20-40目的中密度陶粒，能够打磨射孔孔眼，削弱射孔孔眼对压裂液的剪切力；第三个段塞6进入地层后，观察油压的变化，当油压下降1-2Mpa，压力趋于平稳，累计液量达到80m³时，所有段塞均已注入地层。通过多级不同粒径段塞的注入，更好的对储层进行改善，确保了后续施工顺利。当前置液1按设计液量注入完成后，依次按设计液量注入混砂液2和顶替液3。前置液、混砂液、顶替液均为公知技术，不做详细描述。

需要注意的是，在前置液1注入阶段，每一级段塞的注入根据水平井施工现场油压的变化来决定，由于气井的油压限制为80Mpa，当前置液1按设计液量注入完成后，如果压力仍超过68Mpa，需要继续尝试注入更多级段塞。

在前置液1注入阶段，注入不同次数和多种不同粒径段塞的压裂效果对比如表1所示。

表1 注入不同次数和多种不同粒径段塞的压裂效果

由上述表1可以看出，常规水平井的注入段塞仅有一个，由于水平井油管内容积和环空容积相对直井较大，当一个段塞进入地层后，虽然起到了打磨射孔孔眼的作用，但效果不明显，一般当前置液1按设计液量注入完成后，油压值可降到68-64Mpa；而当段塞的注入次数增加至2-3次后，使得地层近井地带和射孔孔眼附近得到了有效的打磨和冲刷，压裂液在经过射孔孔眼时，受到的剪切力下降，液体性能得到提升，现场施工实验结果显示，经2次段塞注入后，油压值可降到61-57Mpa；经3次段塞注入后，油压值降到56-52Mpa；因此，经过注入多次段塞后，压裂效果更加明显，油压值得到明显下降。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种气井水平井多级段塞工艺，包括前置液(1) 注入阶段、混砂液(2) 注入阶段和顶替液(3) 注入阶段，其特征在于：所述前置液(1) 注入阶段中还包括如下步骤：

步骤a: 在水平井施工注入设计液量的前置液(1) 时，注入一个油管容积的压裂液，同时注入第一个段塞(4) ；

步骤b: 当第一个段塞(4) 进入地层后，观察油压的变化，等到第一个段塞(4) 完全进入地层后，油压趋于平稳时，注入第二个段塞(5) ；

步骤c: 当第二个段塞(5) 进入地层后，观察油压的变化，等到第二个段塞(5) 完全进入地层后，油压趋于平稳时，注入第三个段塞(6)；

所述第一个段塞(4)的粒径为70目，数量为1.0m³；

所述第二个段塞(5)的粒径为40目，数量为1.0m³；

所述第三个段塞(6)的粒径为20目，数量为1.0m³；

所述前置液(1) 注入阶段每一级段塞注入的个数根据水平井施工现场油压的变化为两个或两个以上；所述第一个段塞(4)、第二个段塞(5) 和第三个段塞(6) 采用脉冲式段塞注入方式；

在前置液注入阶段，每一级段塞的注入根据水平井施工现场油压的变化来决定，由于气井的油压限制为80Mpa，当前置液按设计液量注入完成后，如果压力仍超过68Mpa，需要继续注入更多级段塞。