采用无缝衔接式射孔技术和自主完井系统优化多级压裂.pdfVIP

采用无缝衔接式射孑L技术和 自主完井系统 优化多级压裂 TimBenish等 摘要 多级压裂增产处理的实施和优化仍然是非常规油气资源商业性开发中最关键的一个步骤。最 近发展起来的并经过现场测试的两项新技术为压裂作业带来了巨大的变化，它们分别是无缝衔接 式射孔 (1ust—In—TimePerforating，lIPT)和 自主完井系统 (AutonomousCompletionSystems)。 尽管无缝衔接式射孔已是一项比较成熟的技术 (在科罗拉多州Piceance盆地已经得到广泛应用)， 但它在水平井中的运用却是近期才开始的，有望改善单段增产处理的效果，有效降低功耗，减少 所需的压裂桥塞的数量，增强水资源管理的灵活性。此外，埃克森美孚公司正在大力发展其拥有 专利权的自主完井系统，有了这个系统，就无需采取管缆操作的采油井下工艺措施 (如铜缆、挠 性管或牵引车等 )，使得地表设备的使用效率达到最大化，此外也不再需要润滑器、起重设备、 额外的人员和车辆，同时增强作业的安全性。 本文展示了在完井技术发展过程中近期取得的一些里程碑式进步。最近通过一个综合性的先导试 验项 目成功地证实了无缝衔接式射孔技术在水平井中的适用性，这个项 目涉及30多口井，14{)0多 井次的单段压裂施X-。同样，自主完井系统的应用范围也可以拓展到射孔作业系统以外。此外， 自主完井部件都是高度易碎的，不需开展回收作业。这些技术的应用有望改善油气业界现有的多 级压裂方法的设备使用效率和操作灵活性。 1、引言 打开式套筒 (Lohoefer等，2006；Snyder 和SealS，2011)、连续油管转送环空 多级压裂技术已经有争议地加快了非 压裂 (Soliman等，2006；McDaniel；~[1 常规油气资源的开发速度。不管是应用于 Surjaatmadja，2009；Hari等，2010)以及 裸眼完井还是套管完井，业界已经开发出 其他组合方法，如桥塞分段射孔与丢球打 了新技术 ，通过单次连续作业经完井段上 开套筒的组合、射频识别打开式套筒、磨 的多个压裂作业点来压开多条裂缝。典型 砂喷射和改进的丢球打开套筒法等。同样， 的压裂技术包括但不仅限于桥塞分段射孔 利用组合式桥塞／压裂段塞、外封隔器 (机 法 (Blanton~llMackenzie，2006)、丢球 械式或可膨胀式)、连续油管重新坐封封 采用无缝衔接式射孔技术和 自主完井系统优化多级压裂 81 隔器 、压裂球和砂段塞也可以实现流体 们大都存在一个共同的局限性：即工具下 的暂堵 。图1展示了目前所用的各种压裂 入井中的次数通常都有限制 ，因而需要进 技术。 行压裂作业的地层段是不分别进行压裂作 然而对于如何选择最优方式来开采 业，而是每一级压裂作业都要把多段集中 低渗透率油藏 ，没有单一的正确答案。非 起来一次处理。由于非常规储层的非均质 常规油气藏的差异性很大 ，使得难 以选 性很强，即使数十英尺开外的两段地层性 择一个通用的方法，这样就迫使经营者避 质也会相差很大，再加上沿井筒的摩擦损 开 “工厂式”方法 (King，2010；Cipolla 失，会极大地降低处理效果。所以，在采 等，2010)。相反，作业者往往都面临不 用工具有限次数入井法压裂作业时，不能 同程度的压裂设计复杂性、有限的储层数 将压裂液均匀的输送到单级一次处理的不 据、后勤保障制约、压裂段数增多、支撑