萬怡妏 (中國石化集團(tuán)國際石油勘探開發(fā)有限公司,北京 100029)
目前,致密油藏開發(fā)受到了世界各國的普遍關(guān)注,而我國作為石油資源相對豐富的國家之一,也積極致力于致密油藏的開發(fā),以緩解我國石油資源供需矛盾的現(xiàn)狀。在進(jìn)行致密油藏開發(fā)時(shí),各國采用的技術(shù)基本相同,即采用水平分段壓裂技術(shù),本文對致密油藏的特點(diǎn)以及開發(fā)中的完井技術(shù)進(jìn)行了簡要分析。
1980年致密油藏的概念首次被提出,認(rèn)為該類油藏的滲透率較低,通常小于0.1×10-3μm2。20世紀(jì)80年代該概念被引入我國,中國致密砂巖氣有效孔隙度和滲透率分別為3%-12%和0.0001×10-3-1.0×10-3μm2。相較于致密氣藏,致密油藏儲層物性較好,但其開采難度大。
通常情況下,致密油藏自身無自然產(chǎn)能,如不采取特殊的增產(chǎn)措施,不具備經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)值;致密油藏儲層滲透率的最大上限為1×10-3μm2或者3×10-3μm2,最大不超過5×10-3μm2;致密油藏的巖性主要為砂巖、碳酸鹽巖和頁巖。
致密砂巖油藏主要有以下特征:巖性以泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖和細(xì)砂巖為主;含油范圍主要受儲層物性及其巖性控制;油氣主要以游離狀態(tài)賦存于儲層中;儲層巖性致密,非均質(zhì)性強(qiáng),油水關(guān)系復(fù)雜;地層壓力異常,多為高壓異常或低壓異常。
油藏開采主要流程包括:測井→鉆井→采油→油氣集輸四個(gè)主要步驟,而其中最為關(guān)鍵的就是鉆井環(huán)節(jié),鉆井技術(shù)水平將直接影響到石油開采效果以及采收率。鉆井工藝受到諸多因素的影響,主要步驟包括井深設(shè)計(jì)、選用合適泥漿以及鉆頭鉆具、設(shè)定參數(shù)、控制井斜、完井、處理泥漿、事故預(yù)防處理等。其中最為重要的就是完井工藝,這個(gè)步驟被看成是采油工程的開端,將直接決定油井的質(zhì)量。致密油藏開發(fā)過程中,往往采用水平井多級水力壓裂增產(chǎn)技術(shù),其所使用的完井技術(shù)有兩種:裸眼多級壓裂技術(shù)和襯管固井橋塞射孔技術(shù),下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。
水平井多級水力壓裂過程中,通常會受到裸眼具體條件的影響,若井眼光滑均勻,鉆井過程中鉆頭運(yùn)行將會更加順暢,同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)較好的密封效果。但是常規(guī)的鉆井技術(shù)并不能得到很好的井眼,采用RSS旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng),能夠有效清洗井眼,使鉆頭充分發(fā)揮出自身的作用,避免產(chǎn)生螺旋,為完井打下基礎(chǔ)。
采用裸眼多級壓裂法,其襯管的內(nèi)部分流方法有三種,包括投球分流法、橋塞射孔法以及二者結(jié)合法。其中,投球分流法是通過進(jìn)入到裸眼的完井系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的,其成本能夠重復(fù)使用,可靠性更高。具體的工藝為鉆完水平段以后,將完井系統(tǒng)與生產(chǎn)襯管共同下入井眼,進(jìn)行坐封,封隔器采用液壓設(shè)備或機(jī)械設(shè)備。封隔器的管柱上都設(shè)有壓裂孔,將合適尺寸的小球按照順序投入,再打開壓裂孔,便可以通過投球控制滑套,進(jìn)而控制孔眼的開啟與否。根據(jù)壓裂級數(shù)的需要,進(jìn)行順序壓裂,完成以后,便可以馬上返排,隨后便能夠投入使用了。投球分流法能夠令壓裂孔以及地層相通,優(yōu)勢在于能夠減少泵入量,在入球同時(shí)完成沖洗,同時(shí)每段都可以單獨(dú)泵入,有效節(jié)約了時(shí)間、成本,并在一定程度上減低了風(fēng)險(xiǎn)性。
對于橋塞射孔分流法,則要求橋塞以及射孔槍能夠達(dá)到襯管想要達(dá)到的深度,這時(shí)襯管的環(huán)形空間能夠被封隔器隔離開來。橋塞坐封、釋放結(jié)束后,便可射孔,隨后與地層相聯(lián)系起來。將封堵裝置以及射孔槍罩回收以后,向橋塞的閥座頭球,便能完成機(jī)械分流。該級別壓裂技術(shù)后,便能對下一級別進(jìn)行處理,直到所需級數(shù)為止。然后可以通過工具將橋塞取出,進(jìn)行返排,隨后進(jìn)行正常生產(chǎn)。
混合體系的設(shè)計(jì)則是在水平井眼的趾部運(yùn)用投球分流法,而在根部使用橋塞射孔法。
使用該完井技術(shù)則需要將生產(chǎn)襯管下入到水平井段中,隨后注入水泥進(jìn)行固井,形成環(huán)形阻隔。然后將橋塞和射孔槍下放到預(yù)設(shè)深度,放開橋塞,進(jìn)行射孔,將地層與井眼連接起來。起出槍殼和坐封工具,采用投球完成坐封,隨后進(jìn)行壓裂增產(chǎn)。沖洗井眼,重復(fù)上述過程,達(dá)到所需級數(shù)為止。將橋塞取出,實(shí)行返排,并投產(chǎn)。
地質(zhì)認(rèn)識是致密油藏有效開發(fā)的基礎(chǔ),在開發(fā)過程中與之配套的開發(fā)技術(shù)是致密油藏有效開發(fā)的保障。目前水平井分段壓裂技術(shù)已經(jīng)成為致密油藏開發(fā)中最常使用的開發(fā)技術(shù),但是在使用水平井分段壓裂技術(shù)對致密油藏進(jìn)行開發(fā)之前,需要有一個(gè)探索試驗(yàn)期的存在,以形成一個(gè)較為完善的致密油藏的開發(fā)體系,從而提高開發(fā)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
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