CN111058817B - 一种多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法，包括：S001：将油井的水平井段划分为多个压裂段；S002：将封隔器下入井筒套管内，在第一个压裂段的上部坐封封隔器，然后进行清水试挤；S003：往压裂段内泵注组合高强度封堵剂，对压裂段进行封堵，丢手封隔器和保压侯凝；S004：检查封隔器是否失效，如果封隔器失效，洗井后立即打捞封隔器，并重复S002和S003中的内容；S005：在下一个压裂段以上坐封封隔器，然后通入清水进行挤压测试；S006：重复S003和S004中的内容，直至油井中的所有压裂段全部封堵完成；S007：对丢手封隔器进行钻除，恢复井筒完整性；S008：对井筒套管进行试压，试压合格后方可进行射孔及重复压裂作业，试压不合格则重复S001至S007中的内容。
Description
技术领域
本发明属于采油工程技术领域，具体涉及一种多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法。
背景技术
近年来，水平井钻井与分段压裂成为提高致密储层单井产量的有效途径。随着勘探开发的逐步深入，低产水平井逐年增加，需采用重复压裂来恢复单井产量，改善开发效果。受初次压裂多段射孔、段间采出程度不均、水平段固井质量差异较大等因素影响，水平井重复压裂技术难度大，其针对性的工艺技术尚处于探索试验阶段。目前国内外水平井重复压裂工艺主要包括三种：第一种是机械封隔重复压裂工艺，其优点是采用管柱和封隔器卡封目的压裂井段，通过油管注入实现定点改造，缺点是下入管串拖动作业，对井筒条件要求较高，且受管柱内径影响，注入排量受限、压裂施工效率低（单趟管柱仅施工1段），且由于井筒完整性未恢复，初次改造裂缝存在低压区，使得重复改造压裂液需先充填低压区，突破后才能形成新裂缝，造缝效率低；第二种是动态多级暂堵重复压裂工艺，其优点是光套管作业，对井筒要求较低，通过井口泵注暂堵剂实现段间转向压裂，施工效率高，缺点是不能定点改造，且多级暂堵升压可控性较差，各段暂堵升压幅度差异大，导致储层改造存在不确定性，同样由于井筒完整性未恢复，重复改造压裂液需先充填初次改造裂缝的低压区，突破后才能形成新裂缝，造缝效率低；第三种是膨胀管压裂技术，它是采用膨胀管(波纹管)和管外封隔器二次完井，封隔初次射孔孔眼及裂缝，恢复井筒完整性，然后借助桥塞或机械封隔器实现类似新井的分段改造。其优点是可修复原井筒，重复压裂可实现对裂缝的精确控制，技术缺点：膨胀管下入后井筒内径缩小，影响后期井下作业工具的下入及施工，同时膨胀管井下工具复杂，施工难度大，作业风险高。
发明内容
鉴于此，本发明的多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。
本发明一种多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法，包括以下步骤：
S001：根据油井多次压裂层段位置及瞬时停泵压力将油井的水平井段划分为多个压裂段；
S002：从靠近井筒套管末端的压裂段开始按顺序处理，使用管柱连接封隔器，将封隔器下入水平井的井筒套管内，在一个压裂段的上部坐封封隔器，然后对该压裂段进行清水试挤；
S003：根据挤压测试结果往压裂段内泵注组合高强度封堵剂，对压裂段进行封堵，将组合高强度封堵剂全部挤入地层后，上提管柱，丢手封隔器，封隔器下部保压侯凝；
S004：对封隔器以上进行反循环洗井，检查封隔器是否失效，如果封隔器失效，洗井后立即打捞封隔器，并重复S002和S003中的内容；
S005：起出管柱，连接封隔器，在下一个压裂段以上坐封封隔器，然后通入清水进行挤压测试；
S006：重复S003和S004中的内容，直至油井中的所有压裂段全部封堵完成；
S007：下入螺杆钻及磨铣工具对丢手封隔器进行钻除，恢复井筒完整性；
S008：对井筒套管进行试压，试压的最高压力为初次改造段的破裂压力，试压合格后方可进行射孔及重复压裂作业，试压不合格则重复S001至S007中的内容。
在步骤S001中，将初期压裂的相邻两段以上且段间瞬时停泵压力差值不高于3MPa的压裂段划分为一个大压裂段，对大压裂段进行试挤和封堵作业。
在步骤S002中，清水试挤所用流体包括但不限于清水及各种类型的完井液。
在步骤S002中，对压裂段座封封隔器后，开泵试挤，在设计的注入排量下的求取地层的吸水指数。
在步骤S003中，组合高强度封堵剂包括高强度水泥和高承压凝胶堵剂，其质量比例为3:1-4:1，其中，高强度水泥抗压强度大于等于75MPa，抗张强度大于等于18MPa，高承压的凝胶堵剂为不可降解聚合物类凝胶。
在步骤S003中，先注入清水，再注入高强度水泥，最后注入高承压凝胶堵剂。
在步骤S003中，保压候凝时间大于等于四十八小时，在候凝过程可继续实施上一段试挤及封堵作业。
在步骤S007中，磨铣工具可优选与井筒套管尺寸匹配的三牙轮钻头、PDC钻头或磨鞋。
本发明的多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法根据油井的初次压裂层段在水平井筒的相对位置，将水平井段划分为多个大段，对多个大段逐个坐封和泵注封堵剂，最后统一钻除封隔器，并恢复封堵前的井筒尺寸，本发明可以实现水平井老井筒及裂缝的封堵，在井筒内径不变的情况下，建立重复压裂的通道，同时避免重复改造压裂液流经初次改造裂缝的低压区，可显著提高压裂液效率，提高重复改造的增产效果。
以下将结合实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
根据本发明的多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法，在对一个多段射孔压裂水平井井筒进行完整性恢复。
目标井为二开井身结构，由外径5.5英寸油层套管固井完井，人工井底3500m，初期采用水力喷砂压裂工艺改造10段，水平井重复改造采用本发明阐述的方法进行井筒完整性恢复。
S001：先根据油井多次压裂层段位置（原射孔段10个，分别为3460.0-3460.5m、3420.0-3420.5m、3380.0-3380.5m、3340.0-3340.5m、3300.0-3300.5m、3250.0-3250.5m、3200.0-3200.5m、3160.0-3160.5m、3100.0-3100.5m、3050.0-3050.5m）及瞬时停泵压力将油井的水平井段划分为四个井筒恢复大段；
S002：从靠近井筒套管末端的第一个井筒恢复大段（初次改造第1~3段射孔段）开始按顺序处理，使用管柱连接封隔器，将封隔器下入水平井的井筒套管内，在第一个井筒恢复大段的上部坐封封隔器，然后对该段进行清水试挤，求取吸水指数，为验证封隔器是否密封良好，正注试挤，套管无返液，排量0.25方/分，压力5mpa上升至8.5MPa稳定，排量0.42方/分，压力8.5MPa上升至12.1MPa稳定，该段地层吸水指数为47L/MPa.min；
S003：根据测试出的地层吸水指数，确定注入排量为0.3～0.45方/分，往压裂段内泵注组合高强度封堵剂，对压裂段进行封堵，将组合高强度封堵剂全部挤入地层后，上提管柱，丢手封隔器，封隔器下部保压侯凝；
S004：对封隔器以上进行反循环洗井，检查封隔器是否失效，如果封隔器失效，洗井后立即打捞封隔器，并重复S002和S003中的内容；
S005：起出管柱，连接封隔器，在下一个井筒恢复大段（初次改造第4~5段射孔段）以上坐封封隔器，然后注入清水进行清水试挤，求取吸水指数，为验证封隔器是否密封良好，正注试挤，套管无返液，排量0.25方/分，压力3.5mpa上升至7.2MPa稳定，排量0.45方/分，压力7.2MPa上升至12.9MPa稳定，该段地层吸水指数为35L/MPa.min；
S006：重复S003和S005中的内容，直至油井中的所有压裂段全部封堵完成；
S007：下入螺杆钻及磨铣工具对丢手封隔器进行钻除，恢复井筒完整性；
S008：对井筒套管进行试压，试压的最高压力为初次改造段的破裂压力（第8段破裂压力42.8MPa），试压合格后方可进行射孔及重复压裂作业，试压不合格则重复S001至S007中的内容。
实施例2
在实施例1的基础上，在步骤S001中，将初期压裂的相邻两段以上且段间瞬时停泵压力差值不高于3MPa的压裂段划分为一个井筒恢复大段，进行试挤和封堵作业，本实例划分井筒恢复大段数据如下表所示：
实施例3
在实施例2的基础上，在步骤S002中，清水试挤所用流体包括但不限于清水及各种类型的完井液。
实施例4
在实施例3的基础上，在步骤S003中，组合高强度封堵剂包括高强度水泥和高承压凝胶堵剂，组合按照任意不同泵注顺序注入，其中，高强度水泥抗压强度大于等于75MPa，抗张强度大于等于18MPa，高承压的凝胶堵剂为不可降解聚合物类凝胶，其泵注程序为：先注入清水12方，再注入高强度水泥120方，最后注入高承压凝胶堵剂32方。
实施例5
在实施例4的基础上，在步骤S003中，保压候凝时间大于等于四十八小时，在候凝过程可继续实施上一段试挤及封堵作业。
实施例6
在实施例5的基础上，在步骤S007中，磨铣工具可优选与井筒套管尺寸匹配的三牙轮钻头、PDC钻头或磨鞋。
实施例7
一种多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法，包括以下步骤：
S001：根据油井多次压裂层段位置及瞬时停泵压力将油井的水平井段划分为多个压裂段；
S002：从靠近井筒套管末端的压裂段开始按顺序处理，使用管柱连接封隔器，将封隔器下入水平井的井筒套管内，在一个压裂段的上部坐封封隔器，然后对该压裂段进行清水试挤；
S003：根据挤压测试结果往压裂段内泵注组合高强度封堵剂，对压裂段进行封堵，将组合高强度封堵剂全部挤入地层后，上提管柱，丢手封隔器，封隔器下部保压侯凝；
S004：对封隔器以上进行反循环洗井，检查封隔器是否失效，如果封隔器失效，洗井后立即打捞封隔器，并重复S002和S003中的内容；
S005：起出管柱，连接封隔器，在下一个压裂段以上坐封封隔器，然后通入清水进行挤压测试；
S006：重复S003和S004中的内容，直至油井中的所有压裂段全部封堵完成；
S007：下入螺杆钻及磨铣工具对丢手封隔器进行钻除，恢复井筒完整性；
S008：对井筒套管进行试压，试压的最高压力为初次改造段的破裂压力，试压合格后方可进行射孔及重复压裂作业，试压不合格则重复S001至S007中的内容。
在步骤S001中，将初期压裂的相邻两段以上且段间瞬时停泵压力差值不高于3MPa的压裂段划分为一个大压裂段，对大压裂段进行试挤和封堵作业。
步骤S002中，清水试挤所用流体包括但不限于清水及各种类型的完井液。
在步骤S002中，对压裂段座封封隔器后，开泵试挤，在设计的注入排量下的求取地层的吸水指数。
在步骤S003中，组合高强度封堵剂包括高强度水泥和高承压凝胶堵剂，其质量比例为3:1-4:1，高强度水泥抗压强度大于等于75MPa，抗张强度大于等于18MPa，高承压的凝胶堵剂为不可降解聚合物类凝胶。
在步骤S003中，先注入清水，再注入高强度水泥，最后注入高承压凝胶堵剂。
在步骤S003中，保压候凝时间大于等于四十八小时，在候凝过程可继续实施上一段试挤及封堵作业。
在步骤S007中，磨铣工具可优选与井筒套管尺寸匹配的三牙轮钻头、PDC钻头或磨鞋。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。所涉及的试剂可以从市场上购得。
Claims (8)
1.一种多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S001：根据油井多次压裂层段位置及瞬时停泵压力将油井的水平井段划分为多个压裂段；
S002：从靠近井筒套管末端的压裂段开始按顺序处理，使用管柱连接封隔器，将封隔器下入水平井的井筒套管内，在一个压裂段的上部坐封封隔器，然后对该压裂段进行清水试挤；
S003：根据挤压测试结果往压裂段内泵注组合高强度封堵剂，对压裂段进行封堵，将组合高强度封堵剂全部挤入地层后，上提管柱，丢手封隔器，封隔器下部保压候 凝；
S004：对封隔器以上进行反循环洗井，检查封隔器是否失效，如果封隔器失效，洗井后立即打捞封隔器，并重复S002和S003中的内容；
S005：起出管柱，连接封隔器，在下一个压裂段以上坐封封隔器，然后通入清水进行挤压测试；
S006：重复S003和S004中的内容，直至油井中的所有压裂段全部封堵完成；
S007：下入螺杆钻及磨铣工具对丢手封隔器进行钻除，恢复井筒完整性；
S008：对井筒套管进行试压，试压的最高压力为初次改造段的破裂压力，试压合格后方可进行射孔及重复压裂作业，试压不合格则重复S001至S007中的内容。
2.根据权利要求1所述的多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法，其特征在于，在步骤S001中，将初期压裂的相邻两段以上且段间瞬时停泵压力差值不高于3MPa的压裂段划分为一个大压裂段，对大压裂段进行试挤和封堵作业。
3.根据权利要求1所述的多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法，其特征在于，步骤S002中，清水试挤所用流体包括各种类型的完井液。
4.根据权利要求1所述的多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法，其特征在于，在步骤S002中，对压裂段坐封封隔器后，开泵试挤，在设计的注入排量下求取地层的吸水指数。
5.根据权利要求1所述的多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法，其特征在于，在步骤S003中，组合高强度封堵剂包括高强度水泥和高承压凝胶堵剂，其质量比例为3:1-4:1，高强度水泥抗压强度大于等于75MPa，抗张强度大于等于18MPa，高承压的凝胶堵剂为不可降解聚合物类凝胶。
6.根据权利要求5所述的多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法，其特征在于，在步骤S003中，先注入清水，再注入高强度水泥，最后注入高承压凝胶堵剂。
7.根据权利要求6所述的多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法，其特征在于，在步骤S003中，保压候凝时间大于等于四十八小时，在候凝过程可继续实施上一段试挤及封堵作业。
8.根据权利要求1所述的多段射孔压裂水平井井筒完整性恢复方法，其特征在于，在步骤S007中，磨铣工具可优选与井筒套管尺寸匹配的三牙轮钻头、PDC钻头或磨鞋。
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