CN107654207B - 连续油管水平井定点预置砂塞分段方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续油管水平井定点预置砂塞分段方法,包括:连续油管在距离预封隔段第一个射孔点100m位置时开始泵注滑溜水;继续下入连续油管至超过预封隔段第一个射孔点1m位置后开始泵注携砂液;携砂液泵注完成后,继续泵注滑溜水将支撑剂全部挤入套管形成预置砂塞,开始上提连续油管,同时连续油管与套管环空开始泵注,排量与连续油管内泵注排量一致;继续泵注滑溜水,并增加连续油管上提速度,同时连续油管与套管环空停止泵注;连续油管上提至下一段第一处射孔点位置后停止;确定有效封堵压力,自连续油管起出井口后1小时内,开始憋压封堵。本发明通过连续油管预置砂塞实现水平井非机械封隔分段,分段能力不受套管通径的影响。

Description

连续油管水平井定点预置砂塞分段方法
技术领域
本发明涉及一种连续油管水平井定点预置砂塞分段方法,属于油气田勘探和开发领域中的油气井压裂分段作业领域。
背景技术
水平井分段压裂作为目前非常规储层开发的关键技术之一,分段方式主要有桥塞、裸眼封隔器、连续油管带底部封隔器等形式,均属于机械分段。以上分段方式对套管内径尺寸要求较高,如果出现套管变形等情况则机械分段工具就不能下放到位,无法按照设计要求完成压裂施工。连续油管水平井定点预置砂塞分段方法利用支撑剂在套管中的压实,实现段间封隔,不受套管通径限制。目前直井压裂中应用填砂分段较多,在直井中利用支撑剂的自然沉降,该方法容易实施。
但在水平井中,由于井斜的不同,套管内填砂主要存在以下2方面难点:①水平井中连续油管填砂位置及方法的确定,即在保证对封隔段有效封隔的同时连续油管不被砂塞淹没,避免连续油管无法起出等工程复杂情况出现;②验证填砂的有效性,不同于直井砂塞自然沉降,水平井砂塞末端在井斜大于90°后会呈现梯形分布,即需要封隔的射孔位置可能由于支撑剂的沉降而暴露导致砂塞无法实现有效封隔。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题,提供一种连续油管水平井定点预置砂塞分段方法。本发明通过连续油管预置砂塞实现水平井非机械封隔分段,分段能力不受套管通径的影响,一趟连续油管作业即可完成前一段的封隔以及下一段的喷砂射孔;同时通过对预置砂塞位置、填砂浓度、连续油管上提移动速度、环空及套管排量的控制保证砂塞封堵有效性、防止连续油管掩埋和支撑剂沉降后无法有效封隔的风险。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种连续油管水平井定点预置砂塞分段方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、连续油管定点填砂位置确定
连续油管在距离预封隔段第一个射孔点100m位置时开始泵注滑溜水,排量不超过1m3/min;继续下入连续油管至超过预封隔段第一个射孔点1m位置后开始泵注携砂液;
b、预置砂塞,连续油管上提
携砂液泵注完成后,继续泵注滑溜水将支撑剂全部挤入套管形成预置砂塞,开始上提连续油管,同时连续油管与套管环空开始泵注,排量与连续油管内泵注排量一致;继续泵注滑溜水,并增加连续油管上提速度,同时连续油管与套管环空停止泵注;连续油管上提至下一段第一处射孔点位置后停止;
c、大排量憋压封堵程序
根据上段正常施工地层延伸压力和停泵压力差确定有效封堵压力,自连续油管起出井口后1小时内,开始憋压封堵。
所述步骤a具体包括:
a1、连续油管下入喷砂射孔工具进行第1段多簇喷砂射孔,起出连续油管,通过套管注入完成第1段主压裂;
a2、第1段主压裂完成后,连续油管带冲砂-填砂-喷砂射孔一体化管柱下至距离第1段最后一个射孔点100m位置;连接连续油管的压裂车开始泵注滑溜水;
a3、继续下入连续油管至超过第1段第一个射孔点1m位置,开始通过连续油管泵注携砂液。
所述步骤a2中,一体化管柱最小外径79mm,泵注滑溜水排量400~450L/min。
所述步骤a3中,泵注的携砂液量V与需要封隔的套管容积V有关,其计算公式为:
V=V×ρ/0.36 其中ρ为支撑剂视密度,单位g/cm3
V=已封隔段最后一个射孔点与预封隔段第一个射孔点之间的容积。
所述步骤a3中,携砂液中采用的支撑剂类型为100目石英砂,排量400~450L/min,砂浓度360kg/m3
所述步骤b具体包括:
b1、携砂液泵注到量后,混砂车停止加入支撑剂,继续泵注滑溜水将支撑剂全部挤入套管形成预置砂塞,开始上提连续油管,同时连接连续油管与套管环空的压裂车起泵;
b2、继续泵注滑溜水,增加连续油管上提速度,同时连接连续油管与套管环空的压裂车停泵,上提连续油管至下一段第一处射孔点位置后停止上提;
b3、开始对下一射孔段进行多簇喷砂射孔,完成后起出连续油管。
所述步骤b1中,连续油管上提速度0.1~0.3 m/min,压裂车起泵排量400~450L/min。
所述步骤b1中,泵注滑溜水V1m3,V1等于连续油管内容积V与携砂液量V之差。
所述步骤b2中,注滑溜水V2m3,V2等于连续油管内容积V与V1之差,连续油管上提速度增加至8-15m/min。
所述步骤c具体包括:根据上段正常施工地层延伸压力和停泵压力差确定有效封堵压力,自连续油管起出井口后1小时内,开始憋压封堵;大排量起泵,控制压力不超施工最高限压,排量在1min内达到6-8m3/min,使支撑剂在水平井段内快速流动封堵已施工段孔眼并在井筒内压实,排量稳定后压力迅速上涨超过5-8MPa以上证明封堵有效,若无效则投暂堵球封堵。
本发明还包括步骤d,重复重复步骤a2-b3完成所有设计施工段的改造与封堵。
采用本发明的优点在于:
1、连续油管定点预置砂塞,属非机械封隔分段,分段能力不受套管通径的影响,填砂位置和砂量可精确控制,砂塞封隔的有效性好。
2、填砂过程中连续油管低速上提,连续油管与套管环空以相同排量泵注补液,保证了连续油管不会被支撑剂掩埋,减少了后续工程复杂的发生。
3、连续油管完成前一段填砂及后一段喷砂射孔起出井口后,立即采用大排量憋压封堵的方式保证支撑剂对已施工孔眼的封隔,有效避免了水平井中支撑剂沉降无法完全充填套管的影响。
4、通过连续油管定点预置砂塞分段方法,有效解决了井筒变形条件下水平井的分段压裂难题,一趟连续油管作业即可完成前一段的封隔以及下一段的喷砂射孔,实现水平井非机械封隔分段,分段能力不受套管通径的影响,所有层段压裂后只需要冲砂即可测试求产,增加连续油管使用寿命,缩短了压裂周期。
5、通过对预置砂塞位置、填砂浓度、连续油管上提移动速度、环空及套管排量的控制保证砂塞封堵有效性、防止连续油管掩埋和支撑剂沉降后无法有效封隔的风险。
附图说明
图1为本发明实施例2中步骤2的示意图;
图2为本发明实施例2中步骤3的示意图;
图3为本发明实施例2中步骤5的示意图;
图4为本发明实施例2中步骤7、8的示意图;
图中标记为:1、连续油管;2、连续油管与套管之间的环空;3、套管;4、一体化管柱;5、第1压裂段;6、套管内的砂塞;7、第二段第一个射孔点。
具体实施方式
实施例1
一种连续油管水平井定点预置砂塞分段方法,包括如下步骤:
a、连续油管定点填砂位置确定
连续油管在距离预封隔段第一个射孔点100m位置时开始泵注滑溜水,排量不超过1m3/min;继续下入连续油管至超过预封隔段第一个射孔点1m位置后开始泵注携砂液;
b、预置砂塞,连续油管上提
携砂液泵注完成后,继续泵注滑溜水将支撑剂全部挤入套管形成预置砂塞,开始上提连续油管,同时连续油管与套管环空开始泵注,排量与连续油管内泵注排量一致;继续泵注滑溜水,并增加连续油管上提速度,同时连续油管与套管环空停止泵注;连续油管上提至下一段第一处射孔点位置后停止;
c、大排量憋压封堵程序
根据上段正常施工地层延伸压力和停泵压力差确定有效封堵压力,自连续油管起出井口后1小时内,开始憋压封堵。
所述步骤a具体包括:
a1、连续油管下入喷砂射孔工具进行第1段多簇喷砂射孔,起出连续油管,通过套管注入完成第1段主压裂;
a2、第1段主压裂完成后,连续油管带冲砂-填砂-喷砂射孔一体化管柱下至距离第1段最后一个射孔点100m位置;连接连续油管的压裂车开始泵注滑溜水;
a3、继续下入连续油管至超过第1段第一个射孔点1m位置,开始通过连续油管泵注携砂液。
所述步骤a2中,一体化管柱最小外径79mm,泵注滑溜水排量400~450L/min。
所述步骤a3中,泵注的携砂液量V与需要封隔的套管容积V有关,其计算公式为:
V=V×ρ/0.36 其中ρ为支撑剂视密度,单位g/cm3
V=已封隔段最后一个射孔点与预封隔段第一个射孔点之间的容积。
所述步骤a3中,携砂液中采用的支撑剂类型为100目石英砂,排量400~450L/min,砂浓度360kg/m3
所述步骤b具体包括:
b1、携砂液泵注到量后,混砂车停止加入支撑剂,继续泵注滑溜水将支撑剂全部挤入套管形成预置砂塞,开始上提连续油管,同时连接连续油管与套管环空的压裂车起泵;
b2、继续泵注滑溜水,增加连续油管上提速度,同时连接连续油管与套管环空的压裂车停泵,上提连续油管至下一段第一处射孔点位置后停止上提;
b3、开始对下一射孔段进行多簇喷砂射孔,完成后起出连续油管。
所述步骤b1中,连续油管上提速度0.1~0.3 m/min,压裂车起泵排量400~450L/min。
所述步骤b1中,泵注滑溜水V1m3,V1等于连续油管内容积V与携砂液量V之差。
所述步骤b2中,注滑溜水V2m3,V2等于连续油管内容积V与V1之差,连续油管上提速度增加至8-15m/min。
所述步骤c具体包括:根据上段正常施工地层延伸压力和停泵压力差确定有效封堵压力,自连续油管起出井口后1小时内,开始憋压封堵;大排量起泵,控制压力不超施工最高限压,排量在1min内达到6-8m3/min,使支撑剂在水平井段内快速流动封堵已施工段孔眼并在井筒内压实,排量稳定后压力迅速上涨超过5-8MPa以上证明封堵有效,若无效则投暂堵球封堵。
本发明还包括步骤d,重复重复步骤a2-b3完成所有设计施工段的改造与封堵。
实施例2
本发明由以下实施例给出,下面结合附图予以说明。
1)根据施工要求进行地面准备工作,包括连续油管1与冲砂-填砂-喷砂射孔一体化管柱4连接、压裂车与连续油管1连接、压裂车与环空2的连接;
2)连续油管1带冲砂-填砂-喷砂射孔一体化管柱4下入第1压裂段5的第一段射孔位置(附图1),完成第一段多簇喷砂射孔,将连续油管及工具串起出井口;
3)套管大排量注入完成第一段主压裂(附图2);
4)连续油管1入井,带冲砂-填砂-喷砂射孔一体化管柱4下入距离第一段最后一个射孔点100m时,连续油管1内开始泵注滑溜水,排量400~450L/min;
5)继续下入连续油管1至第一段第一个射孔点以下1m,连续油管1内开始泵注含100目石英砂的携砂液,砂浓度360kg/m3(附图3);
6)携砂液按设计量泵注完成后,停止石英砂的加入,继续泵注滑溜水;连续油管1开始以0.1~0.3m/min的速度上提,同时连接环空2的压裂车起泵,排量400~450L/min;
7),继续泵注滑溜水至石英砂全部进入套管3内,形成套管内的砂塞6后(附图4),连续油管1上提速度增加至8-15m/min,同时连接环空2的压裂车停泵,上提连续油管1至第二段第一个射孔点7后停止上提;
8)从连续油管1内投入与一体化管柱4相匹配的球,将连续油管内的出液流程由冲洗头转换喷嘴(附图4);完成第二段所有簇的喷砂射孔后起出连续油管;
9)连续油管起出井口1小时内,大排量起泵(控制压力不超施工限压,排量在1min内达到6-8m3/min),排量稳定后压力迅速上涨超过5-8MPa以上证明封堵有效,若无效则投暂堵球封堵;
10)完成上述步骤后即可开始下一段主压裂程序,重复第4-10完成所有段的压裂。
实施例3
A井为一口页岩气水平井,完钻井深3330m,井底垂深2428.1m,最大井斜88.04°,采用139.7mm油层套管完井。本井设计采用连续油管喷砂射孔砂塞暂堵工艺分13段压裂,其中由于第2段、第3段缝内砂塞未能成功实施封堵,本发明作为备用分段方案,成功实现了对第2段、第3段的有效封隔。
A井连续油管水平井定点预置砂塞分段关键参数如下:①套管通径115.03mm、②连续油管内容积6.6m3、③第2段第一处射孔点深度3224m;最后一处射孔点深度3193m、④第3段第一处射孔点深度3173m;最后一处射孔点深度3145m、⑤支撑剂视密度2.7g/cm3
第2段连续油管预置砂塞流程如下:
(1)关闭放喷流程,下连续油管至3093m后起泵,排量400~450L/min,继续下连续油管至3225m;
(2)泵注携砂液,排量400~450L/min,砂浓度360kg/m3,携砂液量4m3;携砂液泵注完后,继续泵注滑溜水;
(3)泵注滑溜水2.6m3后,开始上提连续油管,同时环空起泵,排量400L/min;连续油管上提速度0.2m/min;携砂液泵注完成后,顶替滑溜水;
(4)滑溜水顶替4m3后,上提速度提高至9m/min,同时环空停泵;上提至3173m后连续油管停止泵注;
(5)完成第3段喷砂射孔后上提连续油管出井口;
(6)连续油管起出井口35分钟后开始大排量憋压验封,以6.3m3/min排量稳定注入3.7m3后,泵注压力突然由43MPa上涨至62MPa,表明套管内支撑剂完成压实,实现了与第1段之间的封隔。
综上所述,本实施例采用的连续油管水平井定点预置砂塞分段方法通过对填砂位置和填砂量的精确控制能够实现段间的有效封隔,同时在填砂过程中对连续油管上提和环空补液保证了连续油管的安全性,大排量压实验封的方法克服了水平井支撑剂沉降影响,保证了砂塞有效性。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段,这里不一一叙述。

Claims (8)

1.一种连续油管水平井定点预置砂塞分段方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、连续油管定点填砂位置确定
连续油管在距离预封隔段第一个射孔点100m位置时开始泵注滑溜水,排量不超过1m3/min;继续下入连续油管至超过预封隔段第一个射孔点1m位置后开始泵注携砂液;
b、预置砂塞,连续油管上提
携砂液泵注完成后,继续泵注滑溜水将支撑剂全部挤入套管形成预置砂塞,开始上提连续油管,同时连续油管与套管环空开始泵注,排量与连续油管内泵注排量一致;继续泵注滑溜水,并增加连续油管上提速度,同时连续油管与套管环空停止泵注;连续油管上提至下一段第一处射孔点位置后停止;
c、大排量憋压封堵程序
根据上段正常施工地层延伸压力和停泵压力差确定有效封堵压力,自连续油管起出井口后1小时内,开始憋压封堵;
所述步骤a具体包括:
a1、连续油管下入喷砂射孔工具进行第1段多簇喷砂射孔,起出连续油管,通过套管注入完成第1段主压裂;
a2、第1段主压裂完成后,连续油管带冲砂-填砂-喷砂射孔一体化管柱下至距离第1段最后一个射孔点100m位置;连接连续油管的压裂车开始泵注滑溜水;
a3、继续下入连续油管至超过第1段第一个射孔点1m位置,开始通过连续油管泵注携砂液;泵注的携砂液量V与需要封隔的套管容积V有关,其计算公式为:
V=V×ρ/0.36 其中ρ为支撑剂视密度,单位g/cm3
V=已封隔段最后一个射孔点与预封隔段第一个射孔点之间的容积。
2.根据权利要求1所述的连续油管水平井定点预置砂塞分段方法,其特征在于:所述步骤a2中,一体化管柱最小外径79mm,泵注滑溜水排量400~450L/min。
3.根据权利要求2所述的连续油管水平井定点预置砂塞分段方法,其特征在于:所述步骤a3中,携砂液中采用的支撑剂类型为100目石英砂,排量400~450L/min,砂浓度360kg/m3
4.根据权利要求3所述的连续油管水平井定点预置砂塞分段方法,其特征在于:所述步骤b具体包括:
b1、携砂液泵注到量后,混砂车停止加入支撑剂,继续泵注滑溜水将支撑剂全部挤入套管形成预置砂塞,开始上提连续油管,同时连接连续油管与套管环空的压裂车起泵;
b2、继续泵注滑溜水,增加连续油管上提速度,同时连接连续油管与套管环空的压裂车停泵,上提连续油管至下一段第一处射孔点位置后停止上提;
b3、开始对下一射孔段进行多簇喷砂射孔,完成后起出连续油管。
5.根据权利要求4所述的连续油管水平井定点预置砂塞分段方法,其特征在于:所述步骤b1中,连续油管上提速度0.1~0.3 m/min,压裂车起泵排量400~450L/min。
6.根据权利要求5所述的连续油管水平井定点预置砂塞分段方法,其特征在于:所述步骤b1中,泵注滑溜水V1m3,V1等于连续油管内容积V与携砂液量V之差。
7.根据权利要求6所述的连续油管水平井定点预置砂塞分段方法,其特征在于:所述步骤b2中,注滑溜水V2m3,V2等于连续油管内容积V与V1之差,连续油管上提速度增加至8-15m/min。
8.根据权利要求7所述的连续油管水平井定点预置砂塞分段方法,其特征在于:所述步骤c具体包括:根据上段正常施工地层延伸压力和停泵压力差确定有效封堵压力,自连续油管起出井口后1小时内,开始憋压封堵;大排量起泵,控制压力不超施工最高限压,排量在1min内达到6-8m3/min,使支撑剂在水平井段内快速流动封堵已施工段孔眼并在井筒内压实,排量稳定后压力迅速上涨超过5-8MPa以上证明封堵有效,若无效则投暂堵球封堵。
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