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高效暂堵剂让页岩之潮持续

高效暂堵剂让页岩之潮持续

Keane公司的ReDirect 3500暂堵剂具有强大的封堵能力,助你提高压裂效率来降低运营成本。

来自丨E&P
编译丨影子

北美页岩革命远未结束,运营商和服务公司成功从这些极密地层中开采商业价值量的石油和天然气之后,目前着重采取削减钻井和完井成本同时增加单井产量的双重战略。近年来,这些努力在很大程度上取得了成功。据美国能源情报署(EIA)2016年3月的报告,“2015年美国五大陆上区块的钻井和完井成本比2012年(10年来成本最高的一年)低了25%~30%”。

这些节约很大程度上归功于页岩专用技术的引进。专门设计用于钻探大段页岩的钻头和钻井液降低了钻井成本,同时井下和地面传感器实时传输的大量可用数据使钻井人员能够有效精准地控制井眼以获得最佳井眼位置。

成本降低的另一个关键因素在于更高效的水力压裂作业的发展。根据美国能源情报署的研究,包括在Bakken、Eagle Ford、Marcellus和Permian Basin在内的区块中钻探的水井,水力压裂和支撑剂共占总成本的38%左右。

分段压裂技术

由于页岩水平井集中时间分段压裂,因此水力压裂占总成本的很大一部分。运营商不断努力通过提高压裂效率来降低运营成本。通过化学或机械方式实现的暂堵技术已被引入,可以实现目标压裂段内均匀分配压裂液。化学暂堵剂是由非水溶性和油溶性颗粒材料组成的暂堵剂。有记录的第一次用作井下封堵是在1930年,从此化学暂堵剂技术显著发展。

在水力压裂过程中,化学暂堵剂像药丸一样随压裂液进入地层,在穿越孔洞时形成堵塞隔离压裂区域并将压裂液转移到井的未压裂区域。化学暂堵剂设计为水解受时间和温度的影响,实现降解可预测,使得压裂区域流体能畅通无阻地流动。像机械方法如投球工艺一样,微粒暂堵剂通过强制更多的孔眼来吸收流体,并且可以消除压裂段之间的堵塞,因此不需要电缆或连续油管来增强裂缝网络。与投球工艺相比,由化学暂堵剂形成的密封不依赖于泵的压力;如果泵发生故障或关闭,则形成的密封塞在孔眼通道中保持不动,直至其降解。

效率最大化

西德克萨斯州运营商Jagged Peak Energy已经开始优化其完井方案,并在富有挑战性的Delaware盆地(特别是Ward和Pecos县的南部地区)实现投资回报最大化。这个地区因其在水力压裂过程中的高处理压力以及存在许多其他的挑战而闻名。整个地区设计部署了滑溜水体系包含大量水及支撑剂。工作人员为每个孔眼部署了大量约2500磅的支撑剂,每英尺裂缝需要85桶的流体以携带支撑剂。西得克萨斯州的油井通常在每个阶段中都将树脂涂覆的支撑剂作为尾部支撑剂,以帮助最大限度地减少完井后的回流砂。所有这些因素都会影响区块的经济性,在压裂区域内战略性改善支撑剂的布局,可以对井的性能和运营商盈利产生积极影响。

Jagged Peak公司开发了一个优化的完井设计,包括化学暂堵剂以及更小的压裂段划分和更多的射孔簇,以更有效地刺激地层。这些工艺变化的目的是增加裂缝的强度,并最大化刺激储层体积(SRV),以增加潜在的可采储量(EUR)。该公司与Wolfcamp和Bone Spring地层经验丰富的水力压裂服务提供商Keane Group签约,实施完井设计并提供定制的暂堵剂,以满足技术规范要求。

当在较小的压裂段内增加射孔簇的数量时,存在无效射孔簇的问题。过多的孔眼减少了单个孔眼的流量,并且可能会使裂缝不开启。完井设计中Jagged Peak选择的化学暂堵剂被设计成流向阻力最小的路径;随后支撑剂将封堵液体,并迫使流体和支撑剂通过其他孔眼进入其他通道。使用化学暂堵剂的结果是刺激了更多的孔眼,并且提高了裂缝强度。最终的结果是波及到更多的储层体积,并且使裂缝网络的表面积最大化。

高效暂堵剂让页岩之潮持续

图1 Jagged Peak的优化设计引入了化学暂堵剂,取得了令人瞩目的成果。

优于配对井

Jagged Peak公司的优化设计迈出了下一代油井性能改善的关键一步。随着压裂段越来越短,射孔和化学暂堵剂不断增加,采用增加射孔数的设计改善了这些井的良好性能,以每305米(1000英尺)来计算,标准曲线显示预测储量提高35%。优化设计使得每个压裂段的泵送时间减少,Jagged Peak和Keane Group公司的效率提高了22%。通过减少每个压裂段的作业时间,增加了操作人员每天完成压力段的数量。

由于Keane公司的ReDirect 3500暂堵剂在德克萨斯州西部引入市场,越来越多的运营商不仅受益于其强大的封堵能力,而且还提高了近井导流能力和回砂控制能力。建立对支撑剂回流的可靠控制措施将使像Jagged Peak这样的运营商有机会进一步削减以前可能花费在树脂涂层支撑剂上的成本,每口井可能节省$40,000到$50,000。

高效暂堵剂让页岩之潮持续

图2 显示了本案例研究中使用的ReDirect 500化学暂堵剂(左侧)和下一代暂堵剂技术的ReDirect 3500混合暂堵剂(右侧)的特写图。

暂堵剂在德克萨斯州西部的应用已经被证明在众多的井中均非常成功,所以这种方法在特拉华州和二叠盆地的运营中具有长远的地位。暂堵剂提供了无数的好处,其中最重要的是通过确保支撑剂保持在地层中而不会返回井筒,以此来帮助缓解长期的维护问题。

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