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常用完井方式 孰能更勝一籌

常用完井方式 孰能更勝一籌

通過對比分析巴肯中部連續油藏區域內的油井完井方式,本文對該區域現生產中所采用的主要完井技術進行了評價,并對其完井設計、完井方法及壓裂操作進行了討論。通過與其他完井方式對比,本文重點評估了多孔壓裂滑套系統(MEFSS)完井技術的可行性和生產效率。

引言

目前巴肯中部油藏最常用的三種完井方式為柱塞射孔(P&P)、單孔壓裂滑套系統(SEFSSs)和多孔壓裂滑套系統(MEFSSs)。石油圈原創www.h29736.cn

傳統的P&P技術屬于直井完井技術,后被改良,應用于水平井筒完井中。為了適應水平井開發并提高其抽汲能力,出現了復合壓裂封堵技術。固井,作為P&P方法完井中井筒的傳統封隔方法,卻很難應用于水平井。而為了更好地實現分段壓裂,現場產生了對無干擾完井系統的需求。因此,作為能夠克服水平井筒完井中諸多難題的單孔壓裂滑套(SEFSS)技術,在現場開始得到發展和應用。

SEFSS完井技術選用特定尺寸的球體,從井口投入,打開預先安裝在完井尾管柱處的滑套。由于壓裂施工采用從趾端至跟端循序泵壓的方式,所以這些投球還可以提供階段性的下游封隔。壓裂滑套系統可以與裸眼環形封隔器一起使用,或者,也可以在適當位置直接固定。

在巴肯油田,一般需要磨銑掉球座,SEFSS系統并不需要通過磨銑來保證目標儲層的正常生產。壓裂滑套系統技術還可以避免水和化學劑的使用。與P&P不同,該技術并不需要將封隔球泵至后沖洗深度處。由于球可以直接在空氣中被投置,因此在每一次壓裂施工中都可以節約數百桶的水。

在應用壓裂滑套技術時,許多工具都必須作為完井尾管管柱的一部分下到一定深度。與常規的下尾管操作相比,這增加了鉆井后下完井套管的復雜程度。

雖然上述安裝難題可以通過改進安裝方法和步驟來克服,但壓裂滑套系統通常還會限制可達到的壓裂級數。這是由于系統中所使用的球及球座的尺寸是逐級增大的,因此會受到完井管柱尺寸的限制。同時,這些不同尺寸球和球座的使用,特別是靠近完井段趾端尺寸較小的球座,會影響分段壓裂可采用的泵速。

研究背景

美國北達科他州巴肯中部油藏的油井在鉆井時,根據所處盆地位置的地質特點,通常先垂直鉆進7000~10,000英尺(2133.6m~3048m)至造斜點,隨后通過長約600~1,200英(182.88m~365.76m),角度約為90°的造斜段,鉆進到達真垂深(TVD)范圍在7500英尺(2286m)至大于11,000英尺(3352.8m)之間的水平井段起點處。之后,鉆進長約至10,000英尺(3048m),直徑約為57/8至61/8英寸的水平井眼段。

鉆井完成后,總井深通常大于20,000英尺(6096m)。下7英寸套管柱,覆蓋至整個造斜井筒段并固井。下41/2英寸尾管柱至總測量深度處,并懸掛在7英寸的套管柱中。隨后,采用三種完井方式(P&P, SEFSS和MEFSS)中的任意一種,建立井筒與儲層的流動通道,以便對水平段井筒30處,甚至更多處的目標層段進行壓裂。

本文選擇四口互為補償井的油井作為一個研究樣本。該四口油井的完井方式涵蓋了巴肯中部常見的三種完井技術,并具有相似的油藏性質和井身結構設計,有利于進行合理的比較。

通過對數月期間公開記錄的收集和記錄,可以得到油井的產量數據。根據已發表的油井參數,對產量水平進行歸一化處理,并繪制相應圖件以便分析。

本文的研究目的是通過分析確定,對于這一組補償井樣本,是否存在一種完井方式在提高油井產量上表現優于其他完井方式。石油圈原創www.h29736.cn

完井方式

如前所述,巴肯油藏主要采用三種常見的完井技術,包括P&P,SEPFFs和MEFSSs。前兩種方式已經在文章中進行了闡述。

MEFSS

多孔多級壓裂滑套系統(MEFSS)也是采用投球式開關,但一個投球即可以打開目的壓裂段的多個壓裂滑套。壓裂滑套和封隔器與完井尾管柱安裝在一起,并可以提供多個儲層流動通道。

在該系統中,仍然將球從地面投入。球會落至位于壓裂滑套內的坐封球座。然而,一個球將會穿過并打開多級滑套,直到落至位于目標段最后一級壓裂滑套上的固定球座,并將其封堵。此時管柱內壓力增大,從而打開最后一級目標壓裂滑套。這時投入的球會將目標壓裂滑套與上級壓裂段分隔開來。這將改變壓裂流體的流向,使其轉而從位于目標段的多級滑套的出口孔處流出。

通常,可以根據需求來設計出口孔以平衡流出流量。隨后對目標層進行壓裂,并投入另一個壓裂球打開上一組的MEFFS壓裂滑套。重復上述過程直到完成整個目標層的壓裂施工。

投入的球可以通過反排至地面進行回收,或者在井筒液中降解。

補償井產量分析

為了給后期的分析比較提供可靠的數據,研究中對補償井樣本的生產情況進行了長達數月的監控。

文中所示的圖表示了從公共數據資源中所獲得的每口樣本井的產量。樣本中的每口井都設計有一小段位于巴肯中部儲層的橫向分支井,并都采用裸眼封隔器來隔離各壓裂段。

常用完井方式 孰能更勝一籌

圖1所示為采用三種不同完井技術的四口補償井分別在3個月和6個月時的產量數據。

隨后對四口井的產量水平進行持續監測,并繪制其結果,以便對其所用完井技術做出進一步的分析。所有井的監測時間至少為6個月,對于其中部分井,可以得到更長時間的產量結果。

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圖2中,累計產量曲線的顏色與其數據來源井的圖例顏色相對應。石油圈原創www.h29736.cn

值得注意的是,為了得到最佳的比對分析結果,圖中所示的產量結果都經過了基于油井參數的歸一化處理。從所公布的產量水平來看,采用P&P完井和SEFSS完井方式的油井,其短期和長期的表現都十分相似。而采用MEFSS完井方式的兩口井,無論是初始階段還是從長期來看,則都有著更高的產量水平。

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