低渗透油气藏压裂返排-体化工艺技术-.pdf

OI L AND GAS F I E L D D 第 E 3 V E 卷 L O P 第 M E 3 N 期 T J油 与 田 开 发 I 5 9 l油 与 田 开 发 1 低渗透油气藏压裂返排一体化工艺技术 邵立 民 中国石化胜利油田采油工艺研究院， 山东东营 2 5 7 0 0 0 摘 要 随着油 田的不 断勘探开发 ， 大量 优质的低 渗透 油气藏被发现。酸化压 裂是 针对这 类储 层的主要增产措施 ， 但若这 类油气藏压裂后不 能及 时返 排 出压裂液 ， 就会 污染地层。 因此 为减少 对 地 层 的污染 、 缩短作业周 期 ， 研发 了压裂抽 汲联作抽 油泵技术 ， 并配套应用连 续抽油 杆和探井连 续 试 油装 置， 实现 了酸化 、 压裂措施 管柱 与抽 油 、 试采 生产 管柱 一体化。现场应用表 明， 采用低渗透 油 藏压 裂返 排一体 化工 艺技 术实施后转抽 时 间由原来 的平 均 6 ． 9 d缩短为 1 9 h ，缩短 了41 } 液周期 ， 减 少 了地 层污染 ， 改善 了压裂效果。 关键词 压裂 ； 一体化管柱 ； 压裂返排 D Ol 1 0 ． 3 9 6 9 ／ i ． i s s n ． 1 0 0 6 5 5 3 9 ． 2 0 1 3 ． 0 3 ． 0 1 7 0前言 随着勘探开发技术 的提高 ， 大批优质 的低渗透油 气藏被发现 ， 因此低渗透油气藏 的改造也必将成为未 来的主旋律 。对于低渗透油气藏 ， 酸化压裂是重要的 增产措施 。但是低渗透油气藏的特点对压裂返排工艺 提出了更 高的要求 酸化压裂后要及 时返排 出压裂 液 ， 减 少地 层 污染 。 因此 ， 针对低渗透油气藏 的压裂返排 需要 ， 开展 了压裂返排一体化工艺技术研究。低渗透油气藏压裂 返排一体化工艺技术是在压裂后不动管柱的情况下直 接转为抽油泵抽汲试油的一种新工艺技术 。该技术可 减少起下管柱工序 ， 缩短试油周期 ， 减少压裂后污染 ， 改善压裂效果 ， 同时可保护压裂油管， 减少作业成本 ] 。 1 压裂返排 一体 化技术研究 低渗透油气藏压裂返排一体化 工艺技术可提高 压裂后排液速度 ， 减少地层污染 ， 同时又能抓住裂缝 内初期高导流的有利 时机 ， 最大限度地挖掘水力压裂 的增产潜力 ， 改善酸化、 压裂增产效果 。 1 ． 1 压 裂 排液 一体化 工 艺管柱 研 究 以往压裂后转抽 ， 一般要经过洗井 、 起 出压裂管 柱 、 下管柱探冲砂 、 下泵等工序 ， 平均转抽时间为 6 ． 9 d ， 易污染油层 ， 影响压裂效果 。而压裂排液一体化工艺 管柱可实现不动压裂管柱直接转抽 ， 一趟管柱完成酸 化 、 压裂和抽汲求产 ， 缩短排液周期 。 1 ． 1 ． 1 工艺管柱构成 主要 由压裂管柱 、 抽油杆柱组合 、 压裂抽汲联作 抽油泵 、 压裂防气装置 、 减磨接箍及封隔器等组成 ， 见 图 1 。 1 ． 1 ． 2 管 柱特 点 实现不动压裂管柱直接下泵排液 ， 缩短转抽时间 和排液周期 ； 实现气液有效分离 ， 减少气体对泵抽 的 影 响 ， 提高泵效 ； 减少杆管偏磨 ， 保护压裂油管 ， 降低 作业成本。 1 ． 2 压 裂抽 汲联 作抽 油泵 技 术 采用常规管式抽油泵的试油方式 ， 必须要首先起 出原井管柱。因此 ， 为减少作业环节 ， 避免环境污染 ， 研制了压裂抽汲联作抽油泵 ， 即酸化压裂后不动管柱 直接转抽的抽油泵_ 3 ] 。 收稿 时间 2 0 1 2 0 8 2 9 基金项 目 中国石化胜利油 田低渗透探井高效开发项 目 Y O 0 9 2 6 作者简介 邵立民 1 9 7 9 一 ， 男 ， 河北吴桥人 ， 工程师 ， 硕士 ， 主要从事采油工程研究工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 0 l NAT～URALGA⋯S ANDO由IL l 2。 3年 6 月 l一 ～ 一 ⋯ 由 l 2。 3年 6 月 图 1 工艺管柱 泵 该 泵外筒 部分 与压 裂管 柱一起 下入 井 内 。压裂 施 工后 ， 工作简随抽油杆柱下入管柱 内， 不动压裂管柱 直接进行泵抽排液 。 压裂抽汲联作泵主要 由密封部分 、 泵筒 、 柱塞 、 出 油阀、 外筒 、 进油阀、 锁紧装置等组成 ， 见图 2 。 密 封 部 泵 筒 l 柱塞 油阀 { 外 筒 l 进 油 阀 { I 锁紧装 图 2压 裂 抽 汲 联 作 泵 结构 1 ． 2 ． 1 工作原理 上冲程时 ， 抽 油杆带动柱塞上行 ， 柱塞下部的空 腔体积增大 ， 压力 降低 ， 进油阀打开 ， 井内原油经进油 阀进入柱塞下部的空腔内 ] 。 下冲程时， 柱塞下部 的空腔体积减小 ， 压力升高 ， 进 油 阀关 闭 ， 空 腔 内 的原油 经 出油 阀进入 抽 油杆 与 油 管环空 ， 然后被排 出到地面 。 1 ． 2 ． 2 特点 增大了工作筒通径 ，最大限度减小过流阻力 ； 采 用双级密封形式 ， 保证密封的长期稳定可靠 ； 采用等 径刮砂结构防止柱塞砂卡 ；由于在外筒上不连接 阀 座 ， 不存在高压流体冲刷损坏 的问题 ， 延 长了工艺管 柱 的生产 时间 ] 。 2现场应 用 低渗透油气藏压裂返排一体化工艺 自2 0 0 8年 3 月研制成功以来 ， 配套地面橇桩式快速返排装置先后 在胜利油 田的探井 中应用 1 5井次 ， 成功率 1 0 0％。与 原来采用常规泵试油相 比， 缩短了试油周期 ， 实现了 酸化压裂后不动管柱转抽生产 ， 降低了工人的劳动强 度 ， 抽油泵最大下深 2 8 0 0 I T I 。 2 ． 1 典 型井例 盐 1 6 2井位于东营 凹陷北部陡坡带盐 1 6 2砂砾 岩体高部位 ，该井射开沙三下 2 8 9 4 ． 0 ～ 2 9 3 7 ． 4 IT I 油 层 ， 压裂放喷后 ， 下抽油杆底 带抽 油泵转抽 ， 4 4 1／ l m 泵抽排液 日产油 4 ． 5 2 m 、 水 2 ． 0 8 iT I ， 累产油 6 0 ． 9 8 m 。 、 水 2 0 3 ． 4 3 m ， 压裂后转抽时间为 1 3 h 。 大 l 0井位于济阳坳陷沾化凹陷大王北鼻状构造 带 ， 该井射开沙二段 2 7 7 3 ． 8 - 2 7 8 7 ． 4 i1 1 油层 ， 压裂放 喷后 ，下抽油杆 ，上连续抽油装置 ， q 0 4 4 mm泵抽排 液 ， 日产油 4 ． 9 5 m 、水 6 ． 2 4 m ，累产油 4 4 ． 5 7 m 、 水 1 2 0 ． 4 9 1 T I ， 压裂后转抽时间为 1 9 h 。 2 ． 2应 用效 果 缩短转抽时间， 由平均 6 ．9d缩短为 1 9 h ， 降低劳动 强度 ； 减少压裂液在地层 中的滞 留时间， 降低污染 ， 提 高压裂效果 ； 提高排液速度 ， 真实反映地层 的能力 o 3 结 论 a 低渗透油气藏压裂返排一体化工艺技术实现 了压裂后不动管柱直接转为抽油泵抽汲排液 ， 减少一 趟起下管柱工序 ， 实现了压裂排液一体化。 b 转抽时间由原来平均 6 ． 9 d缩短到 1 9 h ，提高 了排液速度 ， 缩短了排液周期 ， 提高了压裂效果。 c 较真实地反映地层能力 ， 为储层 的评价提供依 据 ， 也为压裂后返排提供 了一种快速有效的新工艺。 参考文献 [ 1 ]辜志宏 ， 彭 慧琴 ， 耿 会英． 气体 对抽 油泵泵效的影 响及 对策 [ J ] ． 石 油机械 ， 2 0 0 7 ， 3 4 2 6 4 6 8 ． 下转第 6 5页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 出 6口水平井井位 。 d 建议把苏 6区块东北部 3 0 k m 的区域作为水 平井整体开发试验 区。 参考文献 [ 1 ] 张益 ， 佟 晓华， 李 慧 ， 等． 苏里格气 田上 古地层裸 眼完井 可行性研究U] ． 天然气与石油， 2 0 1 1 ， 2 9 4 4 1 4 3 ． Zha ng Yi ， Ton g Xi a oh ua， Li Hu i ， e t a 1 ．F e a s i bi l i t y S t u ay o n Ope n Ho l e Co mp l e ti on i n Anc i e nt S t r a t a o f Su l i g e Ga s Fi e l d [ J ] ． Na t u r a l Ga s a n d Oi l ， 2 0 1 1 ， 2 9 4 4 1 4 3 ． [ 2 ] 穆 艳芳 ， 杜新 江 ， 余若 愚， 等． 苏里格气 田 S QW 区块天然 气 储层预测与评价 [ J ] ． 天然 气与石 油， 2 0 1 1 ， 2 9 3 3 8 4 0 ． Mu Ya n f a n g ， Du X i n j i a n g ， Yu Ru o y u ， e t a1 ． P r e d i c a ti o n a n d E s t i ma t i o n o n G a s Re s e r v o i r o f S QW B l o c k i n S u l i g e G a s F i e l d [ J ] ． Na t u r al G a s a n d Oil ， 2 0 1 1 ， 2 9 3 3 8 4 0 ． [ 3 ] 李 建奇 ， 杨 志伦 ， 陈启 文 ， 等． 苏里格 气田水 平井 开发 技 术 [ J ] ． 天然气工业 ， 2 0 1 1 ， 3 1 2 1 2 1 6 ． L i J i a n q i ， Ya n g Z h i l u n， C h e n Qi we n ， e t a1 ． Ho ri z o n t a l We l l T e c h n o l o g y f o r t h e De v e l o p me n t o f t h e S u l i g e G a s F i e l d[ J ] ． Na t u r a l Ga s I n d u s t r y， 2 0 1 1 ， 3 1 2 1 2 1 6 ． [ 4 ] 杨 勇 ， 达世 攀 ， 徐晓蓉． 苏里格 气田盒 8段储层 孔 隙结构 第 3 1 卷第 3期 O J L A N D GA S F 』 E L D D E V E L OP ME N T 油号田开发 研究l J ] ． 天然气工业， 2 0 0 5 ， 2 5 4 5 0 5 2 ． Ya ng Yon g， Da S hi pa n， Xu Xi a o r o n g．Po r e St r uc t u r e S t ud y o f P 1 2 s h 8 Re s e r v o i r i n S u l i g e G a s F i e l d[ J ] ． Na t u r al G a s I n d u s t r y， 2 0 0 5， 2 5 4 5 0 5 2 ． [ 5 ]李建 奇，杨显贵． 苏里格 气田苏 3 6 1 1井 区气藏地质特征 研究l J ] ． 石油天然气学报， 2 0 0 9 ， 3 1 4 6 2 6 5 ． L i J i a n q i ， Ya n g Xi a n g u i ．Ge o l o g i c al C h a r a c t e ri s ti c s o f G a s Re s e r v o i r s i n We l l b l o c k 3 6 1 1 o f S u l i g e G a s F i e l d U] ． J o u rna l o f Oi l Ga s Te c h n o l o g y， 2 0 0 9， 3 1 4 6 2 6 5 ． [ 6 ]刘行军 ， 柳 晓燕， 成 军军， 等． 苏里格 中西部地 区石 盒子纽盒 8段测井相分析D] ． 测井技术， 2 0 0 8 ， 3 2 6 5 3 8 5 4 1 ． L i u Ha n Nu n ， L i u Xi a o y a n ， C h e n g J u n j u n ， e t a 1 ． L o g gi n g F a c i e s Ana l y s i s o n S h i he z i Fo r ma tio n He 8 S e c tion i n Ce nt r a l a nd We s t e rn S u l i g e A r e a [ J ] ． We l l L o g g i n g T e c h n o l o gy， 2 0 0 8 ， 3 2 6 5 3 8 5 4 1 ． [ 7 ] 文华 国， 郑荣才 ， 高红灿 ， 等． 苏里格 气田 苏 6井 区下石 盒子 组盒 8 段沉积相特征 _j] ． 沉积学报， 2 0 0 7 ， 2 5 1 9 o 一 9 5 ． W e n Hu a g uo， Zh e ng Ron gc a i ， Ga o Hong c a n， e t a 1． S e d i m e n t a ry F a c i e s o f t h e 8 t h M e mb e r o f L o we r S h i h e z i F o r ma ti o n i n S u 6 A r e a ， S u l i g e G a s F i e l d[ J ] ． A c t a S e d i me n t o l o gi c a S i n i c a ， 2 0 0 7． 2 5 1 9 0 -9 5 ． 上接第 6 O页 Gu Zh i hon g， Pe n g Hu i q i n， Ge n g Hu i yi ng ．I nfl ue n c e of Ga s t o Oil We l l P u mp i n g E f f i c i e n c y a n d C o u n t e rme a s u r e s [ J ] l C h i n a P e t r o l e u m Ma c h i n e r y ， 2 0 0 7 ， 3 4 2 6 4 6 8 ． [ 2 ]白建梅 ， 隋立新， 高振涛， 等． 抽油机井防偏磨技术探讨_ J ] ． 石 油钻 采 工 艺 ， 2 0 0 6， 2 8 S 1 2 2 2 4 ． B a i J i a n me i ， S u i L ix i n ， G a o Z h e n t a o ， e t a 1 ． Di s c u s s i o n o n A n ti e c c e nt ric F ric t i on Te c h ni q ue Us i ng i n Rod Pumpi ng W e u [ J ] ．Oil Dri l l i n g P r o d u c t i o n T e c h n o l o g y ， 2 0 0 6 ， 2 8 S 1 2 2-2 4． [ 3 ]杨献 平． 钢质连 续抽 油杆 配 套皮 带抽 油机 实现深 抽 工艺 [ J ] ． 石油矿场机械 ， 2 0 0 5 ， 3 4 3 9 0 9 3 ． Ya ng Xi a n pi ng ．De e p Pump i n g Te c h no l o gy by M a t c h i ng Us e o f S t e e l C o n t i n u o u s S u c k e r Ro d a n d B e l t P u mp i n g Un i t [ J ] l Oi l P u mp i n g F i e l d Eq u i p me n t ， 2 0 0 5 ， 3 4 3 9 O 一9 3 ． [ 4 ]吴 陈． 科里奥利质量流量计原理及应用[ J ] ． 工业仪表与 自动化装置 ， 2 0 0 5 ， 1 5 2 5 4 ． wu C h e n ． C o r i o l i s Ma s s F l o w me t e r a n d i t s A p p l i c a t i o n [ M] ． I n d u s t r i al I n s t r u me n t a t i o n a n d Au t o ma ti o n， 2 0 0 5， 1 5 2 5 4 ． [ 5 ]徐灏． 机械 设计手册[ M ] ． 北京 机械工业 出版社． 2 0 0 4 ． Xu Ha o ．Ma c h i n e D e s i g n Ha n d b o o k[ M] ．B e ij i n g C h i n a M a c h i n e Pr e s s， 2 0 04 ． [ 6 ]王银锁 ， 王晓莉 ， 尤晓玲 ， 等． 新型旋 进旋 涡智能 流量计原 理及 其特 点[ J ] ． 石 油化工 自动化 ， 2 0 0 1 ， 2 6 3 4 6 5 2 ． W a ng Yi n s uo， W a n g Xi a o l i ， You Xi a o l i n g， e t a 1 ．Th e Prin c i p l e a nd Cha r a c t e ris t i c o f Ne w Ty pe Pr e c e s s i o n Vor t e x I nt e l l i g e nt F l o wme t e rs[ J ] ．Au t o ma ti o n i n P e t r o Ch e mi c a l I n d u s t ry， 2 0 0 1 ， 2 6 3 4 6 5 2 ． [ 7 ]郭 洋，杨胜来． 煤层 气压裂和排采技 术应用现状 与进展 [ J ] ． 天然 气与石油 ， 2 0 1 1 ， 2 9 4 6 2 6 4 ． G u o Y a n g ， Y a n g S h e n a i ． Cu r r e n t S t a tus a n d De v e l o p me n t T r e n d o f C B M F r a c t u ri n g a n d Dr a i n a g e U] ． Na t u r al G a s a n d 0i l ， 2 0 1 1， 2 9 4 6 2 -6 4 ． [ 8 ]郭 洋 ， 杨 胜来． 我 国火山岩 油气藏 压裂技术研 究进展 ] ． 天 然 气 与 石 油 ， 2 0 1 2 ， 3 0 2 4 9 5 O ． G u o Ya n g ， Ya n g S h e n a i ．C u rr e n t S t a t u s a n d De v e l o p me n t Tr e n d o f Vo l c a n i c Re s e rv o i r F r a c t u ri n g Te c h n o l o gy i n Ch i n a [ J ] ． Na t u r a l Ga s a n d Oil ， 2 0 1 2 ， 3 0 2 4 9 5 O ． 6 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m