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常用完井方式 孰能更胜一筹

常用完井方式 孰能更胜一筹

通过对比分析巴肯中部连续油藏区域内的油井完井方式,本文对该区域现生产中所采用的主要完井技术进行了评价,并对其完井设计、完井方法及压裂操作进行了讨论。通过与其他完井方式对比,本文重点评估了多孔压裂滑套系统(MEFSS)完井技术的可行性和生产效率。

引言

目前巴肯中部油藏最常用的三种完井方式为柱塞射孔(P&P)、单孔压裂滑套系统(SEFSSs)和多孔压裂滑套系统(MEFSSs)。石油圈原创www.oilsns.com

传统的P&P技术属于直井完井技术,后被改良,应用于水平井筒完井中。为了适应水平井开发并提高其抽汲能力,出现了复合压裂封堵技术。固井,作为P&P方法完井中井筒的传统封隔方法,却很难应用于水平井。而为了更好地实现分段压裂,现场产生了对无干扰完井系统的需求。因此,作为能够克服水平井筒完井中诸多难题的单孔压裂滑套(SEFSS)技术,在现场开始得到发展和应用。

SEFSS完井技术选用特定尺寸的球体,从井口投入,打开预先安装在完井尾管柱处的滑套。由于压裂施工采用从趾端至跟端循序泵压的方式,所以这些投球还可以提供阶段性的下游封隔。压裂滑套系统可以与裸眼环形封隔器一起使用,或者,也可以在适当位置直接固定。

在巴肯油田,一般需要磨铣掉球座,SEFSS系统并不需要通过磨铣来保证目标储层的正常生产。压裂滑套系统技术还可以避免水和化学剂的使用。与P&P不同,该技术并不需要将封隔球泵至后冲洗深度处。由于球可以直接在空气中被投置,因此在每一次压裂施工中都可以节约数百桶的水。

在应用压裂滑套技术时,许多工具都必须作为完井尾管管柱的一部分下到一定深度。与常规的下尾管操作相比,这增加了钻井后下完井套管的复杂程度。

虽然上述安装难题可以通过改进安装方法和步骤来克服,但压裂滑套系统通常还会限制可达到的压裂级数。这是由于系统中所使用的球及球座的尺寸是逐级增大的,因此会受到完井管柱尺寸的限制。同时,这些不同尺寸球和球座的使用,特别是靠近完井段趾端尺寸较小的球座,会影响分段压裂可采用的泵速。

研究背景

美国北达科他州巴肯中部油藏的油井在钻井时,根据所处盆地位置的地质特点,通常先垂直钻进7000~10,000英尺(2133.6m~3048m)至造斜点,随后通过长约600~1,200英(182.88m~365.76m),角度约为90°的造斜段,钻进到达真垂深(TVD)范围在7500英尺(2286m)至大于11,000英尺(3352.8m)之间的水平井段起点处。之后,钻进长约至10,000英尺(3048m),直径约为57/8至61/8英寸的水平井眼段。

钻井完成后,总井深通常大于20,000英尺(6096m)。下7英寸套管柱,覆盖至整个造斜井筒段并固井。下41/2英寸尾管柱至总测量深度处,并悬挂在7英寸的套管柱中。随后,采用三种完井方式(P&P, SEFSS和MEFSS)中的任意一种,建立井筒与储层的流动通道,以便对水平段井筒30处,甚至更多处的目标层段进行压裂。

本文选择四口互为补偿井的油井作为一个研究样本。该四口油井的完井方式涵盖了巴肯中部常见的三种完井技术,并具有相似的油藏性质和井身结构设计,有利于进行合理的比较。

通过对数月期间公开记录的收集和记录,可以得到油井的产量数据。根据已发表的油井参数,对产量水平进行归一化处理,并绘制相应图件以便分析。

本文的研究目的是通过分析确定,对于这一组补偿井样本,是否存在一种完井方式在提高油井产量上表现优于其他完井方式。石油圈原创www.oilsns.com

完井方式

如前所述,巴肯油藏主要采用三种常见的完井技术,包括P&P,SEPFFs和MEFSSs。前两种方式已经在文章中进行了阐述。

MEFSS

多孔多级压裂滑套系统(MEFSS)也是采用投球式开关,但一个投球即可以打开目的压裂段的多个压裂滑套。压裂滑套和封隔器与完井尾管柱安装在一起,并可以提供多个储层流动通道。

在该系统中,仍然将球从地面投入。球会落至位于压裂滑套内的坐封球座。然而,一个球将会穿过并打开多级滑套,直到落至位于目标段最后一级压裂滑套上的固定球座,并将其封堵。此时管柱内压力增大,从而打开最后一级目标压裂滑套。这时投入的球会将目标压裂滑套与上级压裂段分隔开来。这将改变压裂流体的流向,使其转而从位于目标段的多级滑套的出口孔处流出。

通常,可以根据需求来设计出口孔以平衡流出流量。随后对目标层进行压裂,并投入另一个压裂球打开上一组的MEFFS压裂滑套。重复上述过程直到完成整个目标层的压裂施工。

投入的球可以通过反排至地面进行回收,或者在井筒液中降解。

补偿井产量分析

为了给后期的分析比较提供可靠的数据,研究中对补偿井样本的生产情况进行了长达数月的监控。

文中所示的图表示了从公共数据资源中所获得的每口样本井的产量。样本中的每口井都设计有一小段位于巴肯中部储层的横向分支井,并都采用裸眼封隔器来隔离各压裂段。

常用完井方式 孰能更胜一筹

图1所示为采用三种不同完井技术的四口补偿井分别在3个月和6个月时的产量数据。

随后对四口井的产量水平进行持续监测,并绘制其结果,以便对其所用完井技术做出进一步的分析。所有井的监测时间至少为6个月,对于其中部分井,可以得到更长时间的产量结果。

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图2中,累计产量曲线的颜色与其数据来源井的图例颜色相对应。石油圈原创www.oilsns.com

值得注意的是,为了得到最佳的比对分析结果,图中所示的产量结果都经过了基于油井参数的归一化处理。从所公布的产量水平来看,采用P&P完井和SEFSS完井方式的油井,其短期和长期的表现都十分相似。而采用MEFSS完井方式的两口井,无论是初始阶段还是从长期来看,则都有着更高的产量水平。

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