logo
专注油气领域
与独立思考者同行

裂缝精准布控 哈里伯顿SurgiFrac助老井焕发新生

老井死气沉沉?哈里伯顿助你重新焕发生机

哈里伯顿的SurgiFrac技术采用该公司特有的水力喷射和压裂技术,可以控制压裂作业中压裂液的喷出方向,从而能够引导压裂液流入指定裂缝,提高压裂效率。

相比于常规压裂技术,SurgiFrac的作业方案非常特别:作业过程中SurgiFrac服务需要同时控制和评估两种主要的压裂流体,因此需要两套独立的泵送系统;环空压力变化也必须保持在可控的范围之内;压裂方案的设计还必须包括裂缝数量、种类(裂缝大小、压裂方式等)。此外,SurgiFrac的方案设计还要精准布控裂缝大小和分布,对压裂裂缝有明确要求。与常规压裂技术相同的是,目标井的考察、选择也是影响SurgiFrac作业成功率的一个关键因素。

SurgiFrac技术将常规压裂作业中的许多不可能变为了可能。例如,裸眼井中可能有很多富油地层,但常规压裂无法全部波及到,导致采出率较低。但是SurgiFrac技术就完全不同了,该技术可以在石灰岩层制造或大或小的酸化裂缝,也可以在砂岩层制造短的支撑裂缝。此外,酸化与压裂结合还能在透镜状地层中取得良好的作业效果。

在SurgiFrac压裂过程中,压裂液携带压裂砂通过Hydra-Jet注入井内,在目标地层留下凹槽,之后通过加压,压力作用于凹槽底部,凹槽增大,裂缝逐渐形成,同时环空液体被压力推入裂缝中,裂缝扩展。

SurgiFrac压裂服务适用范围

  • 裸眼井多级压裂作业;
  • 裸眼井多级酸化压裂作业;
  • 倾斜套管井压裂作业;
  • 水平割缝衬管完井;
  • 为避免产层受损,采用连续油管酸化压裂;
  • 垂直井多产层、多级压裂。

哈里伯顿的SurgiFrac压裂技术能够如外科手术一般精准布控裂缝。毫无疑问,这种新颖的精准压裂控制能够为开发商带来诸多好处。

SurgiFrac压裂服务特点与优势

  • 提高老井产量:SurgiFrac压裂技术对于高、低渗透率裸眼水平井产量的提高同样有效,配合连续油管/钻杆,SurgiFrac就可快速、精准、高效地完成压裂作业,提高老井产量;
  • 优化油藏液体流道:SurgiFrac具有高精准的裂缝控制能力,能够根据实际井况优化油藏与井筒之间的流动通道;
  • 压裂作业更加快速、高效:与常规压力技术相比,SurgiFrac压裂作业无需在压裂段上下进行封堵作业,作业时间大幅度降低,整体用时更少;
  • 降低压裂成本:SurgiFrac压裂作业过程顺畅,所需设备更少、压裂液粘度更低,降低作业成本。

15多年前,科威特石油公司(KOC)在Mauddud油藏钻了第一批水平井,但遗憾的是这些井的产能并没有维持很长时间。尽管为了重新激发油井(裸眼完井)产能,公司做了无数的尝试和试验,但仍旧没有成功。

该油藏特别的油藏性质,比如气油比高,导致油井生产面临较大的难题。针对高压气层,最近的一次酸压试验中,气体的存在导致目标层位油流流动受阻。多次尝试解决这一问题无果后,KOC选择咨询哈里伯顿。哈里伯顿推荐了SurgiFrac NWB(near wellbore,近井筒)服务,并配合Hydra-Jet SPT工具进行精确压裂,以确保压裂裂缝位于储层内部。

油藏性质难题及解决方案

老井死气沉沉?哈里伯顿助你重新焕发生机

高压气体阻断油流生产

科威特的Mauddud油藏属于低压、致密储层。之前尝试过很多恢复生产的方法,比如多级压裂、大体积酸化作业等,但起作用的时间都非常短。这些作业费用高昂,但实施这些作业后,油井生产几个星期后出现再次枯竭的现象。这主要是因为裂缝延伸至高压含气层,导致气体进入产油层,阻断了Mauddud油藏中更有价值的油流。石油圈原创www.oilsns.com

出于优先级和经济性考虑 放弃某些储层

复杂的油藏条件导致完井作业面临众多难题。要想恢复这些井的产能既费事又费钱,因此KOC决定将修井作业的重点放在经济潜力更大的油井上。尽管一些储层中还有大量的原油,但想要开发这些原油十分困难。石油圈原创www.oilsns.com

哈里伯顿:利用微裂缝新方法

哈里伯顿认为这些采用裸眼完井的无产能油井非常适合采用SurgiFrac NWB压裂技术。SurgiFrac NWB服务通过喷射浓缩的高压流体能够形成长度短、导流能力高的水力裂缝。在该案例中,哈里伯顿认为这些可控微裂缝可以沿近井的已破坏和其它未破坏的岩石扩展,沟通复杂但发育良好的天然裂缝。经过详细的模拟,哈里伯顿认为,SurgiFrac NWB压裂的裂缝可以控制在Mauddud油藏内,不会突破到附近的气藏中去。

现场作业难题及解决方案

几何尺寸引发新难题

针对如何具体实施该服务,哈里伯顿与KOC随后进行了讨论,KOC决定不使用钻机上提油管。这意味着哈里伯顿必须将工具传送至3.5英寸的油管中,而油管中最窄处仅有2.75英寸。而裸眼井眼本身的内径为8.5英寸。石油圈原创www.oilsns.com

Hydra-Jet工具需重新设计

这三个尺寸中的两个带来了极大的作业难题。首先,哈里伯顿现有的Hydra-Jet工具无法通过2.75英寸油管;第二,喷嘴跟井眼之间的距离过大,可能导致能量消耗,最终无法射穿岩石,从而导致施工失败。石油圈原创www.oilsns.com

新设计解决小孔径难题

为了解决第一个难题,哈里伯顿从绘图开始重新设计,最终设计出了可以通过最小油管孔径的新一代Hydra-Jet工具。

自弯喷嘴解决距离问题

为了解决第二个难题,哈里伯顿同样制造了一种特殊的工具—SPT(自定位工具)。在SPT压力流的作用下,喷嘴弯曲,靠近需要射孔的岩石,这就减少了射孔枪和井筒之间的距离。

模型结果显示,当Hydra-Jet SPT喷嘴靠近井筒后,工具产生的压力足以在地层中压出10~20英尺的微裂缝,正好能够满足KOC既沟通天然裂缝又不能突破到高压气层的要求。由于之前气体中曾出现过含H2S的情况,因此哈里伯顿在重新制造工具时选用了镍。

低成本方法:动态转向

上述所有改进主要是为了在施工过程不使用钻机,转而采用更安全的连续油管进行作业,这样还可以大大降低了开支。此外,Hydra-Jet SPT不需要使用桥塞或封隔器进行转向。该工具的转向方式称为“动态转向”。

动态转向是指将流体的能量集中到一点,聚集足够的能量后射穿岩石,扩大自身产生的流动通道。只要设计好作业流体体积和速率,动态转向可以单独在每个目标段施工。即使转向90°,喷射的速度力量也能使流体进入岩石。由于不需要安装桥塞或封隔器,因此原本需要两到三周时间的作业不到一天就可以完成。最后,由于压裂裂缝较宽,不需要注入支撑剂就能保持裂缝的开启状态,又节约了一笔费用。

成功通过严峻考验

在解决了所有的技术难题后,KOC和哈里伯顿在一口井进行了试验,试验非常成功。井口压力从0psi上升到了500psi。KOC的目标产量为500桶/天,但初期产量达到了预期的三倍,飙升至1500桶/天。稳定下来后也是目标产量的两倍,大约在1000桶/天,并且持续时间长达三年,而不是两三个星期。

成功接踵而来:恢复五口井产能

KOC因此决定在第二口井进行试验,同样该井产量维持在1000桶/天,且持续了6个月。之后又对另外三口井施工,平均产能都维持在1000桶/天左右,并且目前为止还都在生产。每口井恢复生产后,只需不到一周就可以收回作业成本。

在别处同样极具潜力

对于与横跨多国的Mauddud油藏面临相似困境的油井来说,哈里伯顿的SurgiFrac服务也能为它们提供一种经济有效的解决方案。

小编手中还握有哈里伯顿SurgiFrac NWB服务的更多相关资料,想获取?很简单:请将此文章分享至朋友圈,发送截图给小编Vicky(13299960962),小编会将资料打包奉上!

来自/Halliburton   译者/周诗雨 张德凯   编辑/张永君

英文原文请点击 (展开/收缩)

未经允许,不得转载本站任何文章:

白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。