logo
专注油气领域
与独立思考者同行

新技术助力提高重复压裂成功率

新技术助力提高重复压裂成功率

摘要:新型液体密封材料有助于将井眼修复到原始状态,并提高重复压裂成功率。

编译:大安 影子

自1947年第一口油井实施压裂技术以来,1949年水力压裂技术在石油和天然气行业开始商业化应用。石油工程师一直在试图寻找对已经实施增产措施的井进一步提高采收率的方法。正如业界所承认,即使在水力压裂之后,仍有大部分石油和天然气留在地下,因此转而开展重复压裂以纠正施工设计中的早期假设,或者对效果不好的井重新压裂。

由于目前的钻井作业主要是垫块钻井和水平井,如果母井在完井期间受到子井完井的严重影响,或者如果射孔射偏或未射中储层,或者有其他原因证实有可采储量被滞留在地下,则也会考虑重复压裂。

然而,重复压裂并不能解决所有因初始完井或者设计造成的一些缺陷,即使实行重复压裂,肯定需要一些改进才能实现持续的商业效果。

传统重复压裂技术

执行重复压裂的常规方法主要针对直井及其近井地带。球型封堵剂通过直接封堵射孔入口防止压裂液从原始压裂路径转移。套管补片和衬套覆盖现有的射孔和开口套管。颗粒转向剂在套管入口点堵塞,然后依靠足够的改向压力瞬间桥接或者堵塞近井地带。最近,还有一种双层组合套管技术,不过非常昂贵且操作困难。

所有这些方法都取得了一定程度的效果,除此之外还可以采用一种新的方法,不仅仅可以使液体在井筒处或井筒附近改向。液体密封剂可以放置在现有的射孔孔眼或套管中,使得压力超过被压裂地层的原始压力,因此在保持原始井眼内径(ID)的同时重复压裂新的油层。这种密封材料设计用于穿透裂缝和缝隙封堵距离井筒3米至9米(10英尺和30英尺)之间的通道。

这种基于聚合物的化学品添加有交联剂,其在实验室测试中测量其在121℃(250°F)温度下的抗压强度高达5,000psi(图1)。交联反应由井底温度引发,强度随时间逐渐增加。反应在24至48小时内完成,当温度较低时需要较长时间。与此同时,如果具有较低的强度(例如3,000psi)则可用于后续压裂作业的转向。如果在较浅(温度较低)的井中,那么仍然可以在24至48小时内获得压力下限值。New Well Tech的交联剂和催化剂用于增加井筒的适应性,以便于产生所需的交联速率和极限抗压强度。

新技术助力提高重复压裂成功率

图1.该图表显示了测量的密封剂的性质。在填充有固化密封剂的油管两端施加压力并测量压差,在测试中,完全交联的密封剂在250°F时可承受5,000 psi的压差。(来源:New Well Tech)

材料特性

这种液体密封材料有五个与同类产品不同的特性:

1.它以液体形式泵送,能够深入穿过套管内部区域和水泥环区域的原始裂缝;
2.它可以设置交联时间(图2),这样更适应材料的输送并满足材料延迟泵送所需的时间;
3.在压裂前1~14天将其作为前置液体系注入,而不是在压裂期间作为转向剂使用;
4.可以在配方中添加定时破胶剂,在两周内去除密封材料,或者使其在约两年时间左右自然分解;
5.这种聚合物-交联剂体系是水基的,在地面设备中易清洁,比树脂体系更稳定。

新技术助力提高重复压裂成功率

图2.该图表显示可以通过调节交联速率以适应泵送时间。(来源:New Well Tech)

该密封材料的另外一个优点是具有良好的剪切稀释性,因此残留在井眼中的任何材料都可以通过研磨机、钻头或套管刮刀的旋转轻松移除,保证在重复压裂之前井眼恢复原始内径。此外,该材料为韧性非脆性。因此在固化之后,由重复压裂施加的后续压力不会使材料破裂,但可能将其进一步推入最初填充的微裂缝中。

业界一致同意传统的转向剂和井眼条件准备方法有一些好处;然而,这种材料可用于克服井筒内径的减小,这涉及到去除任何封堵井眼的物体以及精确引入交联式转向剂。而且,由于密封剂材料的体积适中,这种重复压裂方法的成本通常是最便宜的。

虽然这种材料解决了原始压裂后的平面压裂路径和树枝状裂缝,但没有理由认为它不能与经常在重复压裂中使用的局部转向剂和井眼改性剂一起使用。 New Well Tech的版本是一个独立的产品,在使用之前可以与其他方法结合使用。

该液体密封材料不仅仅能用于重复压裂的井眼准备。New Well Tech技术组已经与钻井工程师讨论了该材料作为堵漏剂,以及作为饮用水区域的密封剂或者作为破裂套管柱的临时桥塞。在生产方面,可以用于堵水、堵孔以及作为注水泥的引入液。

正在考虑在钻井中应用该产品满足较短固化时间的需求,可在较冷的环境中比如较浅的垂直井或表面套管应用。并计划将进行环流测试和屈服点测定。

原料保障

液体密封材料的原料非常简单,通过与操作员沟通并了解井况、先期处理情况和井底静态温度来确定配方。生产历史记录有助于评估措施的成功率,但在设计中不是必要的资料。将所需的化学品装入标准油田化学品箱中,并且聚合物、交联剂、活化剂或破胶剂的任何混合配制由服务供应商在现场完成。然后将最终配方移送到运营商的服务公司设备以便注入到井下,泵送速率要求在1桶/分钟至3桶/分钟之间。压力不超过破裂压力,并且尽可能接近化学挤压压力,可能是几千psi,具体取决于深度。

由于该井已被确定为重复压力井,因此可能在现场提供服务设备或连续油管装置,从而显着降低了施加密封剂材料的总成本。产品的原料成本和一些适当的井下桥塞和封隔器的布置以及可能存在的服务公司通过卡车泵送液体将是该井准备作业过程中的唯一额外成本。

For English, Please click here (展开/收缩)

未经允许,不得转载本站任何文章:

评论 抢沙发