薄隔层压裂技术研究与现场应用

一、概述 隔层薄 挖潜剩余油 压 裂 物性差 目的 手段 特点 特点 薄隔层施工井 通过对喇萨杏油田纯油段内表内薄差油层和表外储层的采油潜力分析，二次加密井和三次加密井储量为 层厚度对可调厚度影响很大，隔层厚度从 调厚度可增加 22% 25%；隔层厚度从 调厚度又将增加 28% 30%。对这部分储油层压裂挖潜改造，必须有一套与之配套的压裂工艺技术。 因此，在固井质量合格的前提下，我们重新确定隔层的厚度下限标准，研制一套适合于薄隔层压裂的管柱和配套工具，利用平衡原理在压裂施工过程中减小较薄隔层上下的压差，达到压裂施工过程中保护隔层的目的。该技术使压裂隔层厚度由原来的 高了可采储量，具有广泛的应用前景。 二、隔层下限的确定 一、是隔层本身在整个施工过程中要满足阻渗要求不窜通； 压裂隔层必须满足两个条件： 二、是隔层（包括水泥环及其胶结面）不能因剪切破坏而窜通。 泥岩 粉砂质泥岩 质粉砂岩 钙质粉砂岩 结质量合格以上 隔层不窜槽 可作为隔层 选择隔层条件 阻渗厚度 上层基岩下层基岩水平裂缝隔层油层水泥环套管 射孔以套管水泥环和围岩为对象建立有限元计算模型 隔层破坏的原因分析 00 400 600 800 1000 1200 1400上隔层下边沿水平方向位置（一主应力（剪切应力（层在胶结面附近位置应力曲线图 0000 20000 30000 40000 50000上隔层沿水平方向位置（三主应力（层上边 隔层中线 隔层下边00 1000 1500 2000胶结面位置（切应力（层第三主应力曲线图 隔层胶结面上剪切应力曲线图 以套管、水泥环和围岩为对象建立物理模型和有限元计算模型 所以，压裂施工中导致隔层破坏的位置在隔层的第二胶结面，第二胶结面是在隔层上下压差的作用下被剪坏的。 第二胶结面的抗剪切强度及所受的平均剪切应力图 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 隔层厚度（ 胶结面平均剪切应力（剪切强度 无保护平均剪切应力 平衡保护平均剪切应力 隔层的界限研究 高 166 高 166动管柱压裂 2个层段（高 14 17层和高 2 8+9层），保护第一的上隔层，隔层厚度为 柱结构如右图所示）。 平衡保护过程中最大压差为 裂施工过程中，隔层所受到的最大压差为 位于压力计记录的第 168次，该点是压裂车停车等待投球的瞬间，其上一个记录点隔层压差为 其下一个记录点隔层压差为 56、 57、58三个记录点隔层压差分别为 段时间为压裂车开始向地层注入液体的 20秒内，其余各记录点的压差均小于最大平衡压差 承压隔层井段孔距的确定 依据材料力学杆件纵向绝对变形的计算公式： P=可以导出： 磨擦压力柱的伸长将小于此值；如果最下一级封隔器以下井段没有射孔，则管柱不会伸长。 封隔器所在隔层的上下炮眼距按下式计算： H= L+224 L=353515余 =3 35 H=80层下限的确定 薄隔层压裂工艺技术在以射孔的老井上，进行细分压裂裂改造时，用在新井的薄隔层压裂时，隔层下限为 时要求承压隔层的炮眼距应大于等于 工作筒 封隔器 平衡器 喷砂器 丝堵 隔层 隔层 平衡层 压裂层 需要保护的薄隔层 三、薄隔层压裂工艺技术原理 封隔器 平衡器 喷砂器（乙） 喷砂器（丙） 丝堵 隔层 隔层 隔层 平衡层 压裂层二 压裂层一 薄隔层 工作筒 保护第二压裂层上 隔层管柱示意图 2 工作筒 保护第一压裂层上 隔层管柱示意图 封隔器 平衡器 喷砂器（丙） 丝堵 隔层 隔层 隔层 平衡层 压裂层一 压裂层二 薄隔层 1 喷砂器 (甲 ) 、管柱和工具研究 工作筒 封隔器 喷砂器 (特 ) 平衡喷砂器 喷砂器（丙） 丝堵 隔层 隔层 隔层 平衡层 压裂层二 压裂层一 薄隔层 保护第一压裂层下 隔层管柱示意图 3 工作筒 封隔器 平衡喷砂器 喷砂器（丙） 喷砂器 （乙） 丝堵 隔层 平衡层 压裂层二 压裂层一 隔层 隔层 薄隔层 保护第二压裂层下 隔层管柱示意图 4 工作筒 封隔器 平衡喷砂器 平衡器 喷砂器（丙） 丝堵 隔层 隔层 压裂层二 压裂层一 薄隔层 压裂两层保护中间 隔层管柱示意图 5 工作筒 封隔器 平衡器 平衡喷砂器 喷砂器（丙） 丝堵 隔层 隔层 压裂层 平衡层 平衡层 压裂一层同时保护上 下隔层管柱示意图 薄隔层 薄隔层 6 保护上隔层压裂 采用薄隔层压裂改造技术完成 149口 井现场试验，其中三次加密井 14口 （ 1口为桥塞压裂），最小隔层厚度为 均隔层厚度 功率 100。同时解放了21个储层，解放油层厚度总计 135口 其它试验井，最小隔层厚度 均隔层厚度 成功率 100 。 四、 现场应用及效果分析 2、效益分析 + = 6088 74口井 75口井 合计149口井 7883 13971万元 原油利润按 1082元 /吨 一年生产 264天计算 目的层占总层数有效厚度 减去增加的费用 通过对喇萨杏油田内表内薄差油层和表外储层的采油潜力分析，二次加密井和三次加密井储量约 层厚度从 调厚度又将增加 50%55%。高了可采储量。 1. 薄隔层压裂工艺技术的应用的条件 (1) 承压隔层所在井段固井质量为合格以上。 (2) 承压隔层具有 (3) 压裂裂缝形态为水平缝。 (4)压前验窜隔层没有窜槽。 五、 结论和认识 2、利用薄隔层压裂工艺技术，隔层下限可降低至 3、压前需对薄隔层进行验