浅谈套管固井滑套压裂工艺及其在红河油田的展望.doc

浅谈套管固井滑套压裂工艺及其在红河油田的展望
摘 要:红河油田属于典型的裂缝系低孔超低渗储层,目前主要采用的压裂工艺普遍存在施工流程复杂、配合队伍多、施工压力高、施工周期长等现象,针对以上问题,建议采用套管固井滑套压裂工艺。本文重点介绍了国外套管固井滑套的结构及滑套启闭原理,并总结了各种工具的优缺点,为进一步高效开发红河油田提供技术支撑。
关键词:低渗透油气藏;分段压裂;套管固井滑套
1 红河油田地质特征
红河油田位于鄂尔多斯盆地西南缘,构造上位于天环凹陷南端,局部发育低幅隆起和断裂,圈闭以岩性圈闭为主,油藏资源丰富。且该区域地质构造活跃,为断裂+孔隙型、裂缝+孔隙型油藏,具有很好的开发潜力,是华北分公司增储的主力区块之一。
红河油田目前采用可钻桥塞分段压裂工艺和连续油管水力喷射压裂工艺。这些工艺普遍存在工艺繁琐,施工困难;施工程序复杂,作业周期长等现象,不能达到高效地开发红河油田的目的。而套管固井滑套分段压裂工艺因其施工流程简单、施工周期短、施工可控性强等优点,已经被胜利、大港、长庆、吐哈、青海等油田应用,且效果显著。若引进该工艺,可有效地提高红河油田的开发效益。
2 套管固井滑套压裂工艺原理
套管固井滑套压裂工艺是近年来兴起的一种储层改造技术,根据油气藏产层情况,将滑套与套管连接一并下入井内,实施常规固井,再通过投球\飞镖或下入开关工具,逐级打开各段滑套进行压裂改造的一种工艺。其改变了传统的套管射孔压裂思路,广泛应用于低渗透油气藏、薄油藏、页岩气、煤层气及致密气藏等非常规气藏的增产改造中。
3 工具结构特点
3.1 投镖式固井滑套压裂完井系统
目前投镖式固井滑套的TAP滑套即一种飞镖打开式滑套。TAP阀压裂完井系统主要包括爆破阀、启动阀、TAP阀、飞镖及后期关闭滑套的连续管工具。TAP阀主要由阀体、内滑套、活塞和C形环等组成。爆破阀和启动阀内无活塞和C形环。压裂时,第一级采用射孔或爆破阀开启,第二级采用启动阀,第三级以后采用TAP阀。启动阀投镖启动后,上一级阀体的压力传导至活塞腔时,活塞下行挤压C形环并使其闭合,形成飞镖座并控制下一级C形环,飞镖坐入后隔离下部储层,重复“控制线-C形环闭合”过程完成后续滑套的打开过程,由于该滑套的飞镖尺寸都相同,理论上压裂段数不受限制,可实现无级差压裂。
3.2 投球式固井滑套压裂完井系统
投球式固井滑套的研发公司主要为Schlumberger和Halliburton。为了将套管固井滑套压裂工艺用于水平井,Schlumberger基于TAP阀技术研发了TAP Lite工具,该系统采用投球的方式开启滑套,相比于TAP阀压裂完井系统,该系统采用固定球座,没有控制线,在固井过程中,可以旋转套管。但由于受憋压球和球座尺寸的限制,不能实现无级差压裂,目前最多可用于7级分段压裂的水平井。
3.3 液控式固井滑套压裂完井系统
液控打开式固井滑套完井系统的研发公司主要有BakerHughes和BJ两家。HCM套管滑套主要由液控管线、内套及 组件组成。内套上下两端设有液缸,分别与液控管线连接,将液控管线引至地面与控制设备连接,在地面通过控制管线加压即可实现井下滑套的开关操作。该滑套的优势在于结构简单,无需下