页岩气翻译 (2)

一种有效的水平裸眼井多级压裂和完井系统

摘要：

在过去的二十年中，出现了很多新技术用于延伸所钻水平井的水平段长。当前的钻井技术可以使得我们在薄的层状碳酸盐储层中钻进数千英尺。大位移水平井的完井技术也有了发展，虽然发展的很慢。最初，水平钻井仅局限在天然裂缝储层中，通过裸眼完井和隔缝衬管完井，这主要是因为天然裂缝的存在使得储层的流动能力较强，不需要增产改造。需要增产改造的储层刚开始被认为不适合钻水平井。水平井完井技术有效的增加了储层的产量。

水平井有两种完井选择。第一，裸眼完井或者衬管完井/筛管完井，不能进行有效的增产改造作业。第二，封固生产套管，利用多级封隔器来有效的改造各储层段。水平井多级完井耗时长，成本高，风险大。最后也有可能因为无效的增产改造导致储层的不经济开发。

本文将讨论一种新的裸眼完井系统，该系统作为生产衬管的一部分运行,不需要封固，并在特定的区域提供机械转移，从而可以有效的压裂和改造目标区段。在成功应用这些系统的应用和案例中会详细介绍工程设计和测试。在案例分析中我们会详细介绍该系统的操作效率和增产结果。

结论：

尽管水平井技术已经发展了十多年，但还是有很多值得改进的方面。在2000年，水平井裸眼完井技术被认为存在缺陷。在裸眼完井技术中，为了有效压裂需要机械封割，或者有些水平段增产效果不明显。在这些初始系统的基础上发展了现在的水平井裸眼压裂/增产改造系统。为了应对高压压裂的恶劣环境，发展了裸眼机械封隔器。封隔器和系统的构件在450℉高温下可以承受10000psi的作业压差，外径在原始外径的基础上可膨胀40%以上。系统的发展也包含了两个封隔器之间的流体分布系统的发展，从而来得到想要的刺激。设计了两个系统，即压裂端口和喷射短节，前者主要是为了泵入支撑剂和压裂，后者是为了对碳酸盐地层改造时泵入酸液。

该系统得到了现场验证，在三年多的时间内成功应用于450多口水平井内。该系统的功能在应用过程中是显而易见的。该系统可以应用于垂深为1000-18000英尺之间，水平段长高达7200英尺的井型中，适用的地层有煤层、页岩层、砂岩层、白垩岩和碳酸盐地层。其设计段长的能力、将压裂和完井两个系统的组件放在一块来优化特定区域或者分割无产能区的增产措施进一步证明其功能多样性。现在常用的方法是下入两个封隔器连接的空管，以此来封割不需要改造的断层、页岩层和非产能区。在大量的碳酸盐层位中，压裂端口和喷射短节共用，通过高性能的封隔器达到分割每级增产泵入流体的效果。

因为封隔器的高效性，在很多水平井中裸眼封隔器完井逐渐取代了胶塞完井。在一天之内就可以完成设计的压裂或增产作业，相比于原来的系统，可以提前几个星期投入生产。

增产改造非常规储藏：在最优化裂缝导流能力的同时最大化缝网生成

摘要：

页岩气、致密气砂岩等非常规储藏的优化开采需要以技术为本的解决方案。成功勘探这些储藏依赖于水平钻井技术、多级完井技术、新型压裂方法和裂缝绘图技术的综合应用。但是，储藏的经济产量取决于其原生渗透率，原生渗透率可以通过水力压裂和网络压裂系统产生的导流能力来增强。增产改造表明超低渗透率的页岩需要互相勾连的裂缝网络来获得合理的采收率。微地震绘图技术证明可以通过增产改造获得裂缝网络。比页岩渗透率量级大的致密气砂岩可能不用诱导改造网络裂缝就能获得很好的生产能力，但是诸如储层伤害和层状覆盖使得储藏的开采变得复杂。对于页岩来说，绘图技术证明了其在压裂结果评估中的作用。

结论：

非常规储藏对完井、增产改造和生产提出了许多挑战。页岩的原生渗透率极低，为了达到经济产量就需要通过天然裂缝和人工裂缝形成的网络裂缝。连接储层的工程技术发展到了

松砂压裂的水平井多级压裂阶段，经常与其他补偿井联合压裂。该技术在巴奈特页岩中得到了很好的应用，巴奈特页岩的应力差小，这使得很容易形成网络裂缝，但这并不能保证该技术适用于其他页岩储藏。通过微地震绘图技术发现了裂缝网络，并把微地震绘图技术应用于压裂优化。其他储藏的压裂需要采取不同的压裂策略，但是绘图技术是理解和优化开发策略的主要工具，不仅涉及到改造规模和实现，还涉及到井间距的优选。

当改善的基质渗透率允许储集层合理排放时，致密气砂岩可以采取其他开采策略。网络裂缝可能不会生成，所以最大化采收效率可能包含天然裂缝伤害的最小化，这在页岩气压裂截然相反的。通过测绘技术了解裂缝方位和长度能够定位井的最优采油椭圆。最困难的问题在于优化每口井的压裂区域的数目，即如何在需要最少的改造材料和操作的前提下贯穿尽可能大的砂岩体积，以及如何形成大的导流能力来返排压裂液。

很明显,应用在行业中的很多经验法则、工具和直觉不能充分描述非常规致密砂岩和页岩储藏的水利裂缝，而这些裂缝对非常规致密气和页岩气储层的发展是至关重要的。几乎不会形成单一的、缝宽一定的、支撑剂均匀分布的平面裂缝。支撑剂在裂缝中的分布也不像斯托克定律和其他运输模型预测的分布，裂缝中的气相流动也不遵循达西定律。压裂液也不是牛顿流体，在开始产气之前需要客服一定的屈服应力。通常发表的支撑剂挤入和导流能力数据是有条件的，而这些条件几乎是不显示的，比如实际的压降是理想压降的数百倍。我们用数学方法描述的裂缝为线性的、光滑的、缝宽相等的裂缝，但是实际裂缝是粗糙的、扭曲的和有分支的。利用缝网开采油气要比单缝困难的多。缝网增加了储藏的泄流面积，但却降低了水利连通性，在有些案例中可能会降低生产系数。

裂缝测绘技术和校正工具的发展提高了我们描述裂缝和改变裂缝复杂性的能力。在非常规储藏中，裂缝的生产能力和最终采收率评价是理解裂缝长期生产能力所必须的，同时水力改造也是开采粪常规储藏的关键。但是，到目前为止，压裂是整个勘探、钻井和完井过程中为我们了解最少的。非常规储藏是技术油藏，利用新技术是开采这些资源的关键。

致密砂岩水平井——管理风险、增加成功的方法

摘要：

一般来讲，水平井应多应用在高渗透率储藏和煤层、页岩储层等非常规地层，而很少应用于需要增产改造的致密砂岩层。水平井成功应用于砂岩层的例子是北德克萨斯和俄克拉荷马的克利夫兰砂岩。最近，水平井也成功应用于东德克萨斯和北路易斯安那的波西尔和棉花谷砂岩。水平井的钻、完井花费是邻井直井的2-4倍，理论产量是直井的3-5倍。气价的上涨使得水平井更加经济。但是研究表明：实际上很多水平井的产量只比直井增产10%-30%，比于两倍于直井的花费，这些水平井显然是不经济的。

该文章讨论了在致密砂岩地层水平井设计、钻井和完井阶段判定和管理风险的方法，以此来提高成功率。

有证据表明shortcuts and blanket approaches不适用于致密砂岩完井环境。利用该方法会存在很多岩性和损耗的可能风险，这些风险需要合理应用集成钻完井技术来判别和管理。为了成功作业，每一种风险需要基于不同的钻、完井考虑。

文章中详细介绍了一种在致密砂岩储层水平井中判别、理解和管理风险的方法。该方法能解决水平井钻、完井过程中的所有复杂难题，包括油藏描述、井的设计、钻井、增产改造和生产，也能说明如果上述问题没有得到合理的考虑其可能产生的后果。通过该方法可以决定水平井的适用性和经济结果。如果水平井是经济可行的，该方法可以提供关于水平井和直井的最佳完井类型来增加致密砂岩储层的开采效率。

结论：

文章中提到的方法是解决致密砂岩水平井设计、钻井和完井的关键。遵循下面的每一步对于识别风险和采取正确的措施减小风险是很重要的。在利用该方法时应该重点关注油藏，然后

根据该方法做出合适的决定。

1、出现了致密砂岩水平井经济完井新技术。

2、集合了所有可以获得的现场数据的油藏模型是理解油藏的关键，模型能够预测哪个层位是高产区，识别哪里还有可开采的储藏以及决定在哪里钻水平井。

3、明确气和水的分布对于决定水平完井的目标是很重要的。理解水相是如何影响气相产量也是很重要的。

4、确定裂缝方位对钻井水平段方位至关重要，从而确保横向裂缝是沿井筒方向的

5、了解裂缝的高度增长特性是决定水平段目标和覆盖区域的关键

6、应力信息可以帮助压裂级数设计和封割方法的选取，从而可以使更多的压裂级数成功作业

7、光滑的圆形井眼可以确保完井管柱的下入和压裂级数的分割

8、直的目标段有助于裂缝起裂和后期采油

9、不论应用哪一种封割方法，分布准备施工能显著增加封割作业的成功率

10、封固井时会遇到很多挑战，如果固井是最好的封固选择，严格的泥浆性能测试、详细的作业设计和良好的施工过程是保证封割成功的关键

11、非固井方式的分割系统能减少近井区域的伤害和提高井眼与地层的导流能力

12、微地震水力压裂检测是确定压裂级分割效率和压裂影响了多大岩石体积的唯一方法

13、足够强度和浓度的支撑剂注入是维持裂缝长期导流能力的关键

14、在多数的案例中，使用交联压裂液能够产生更好的支撑剂高度充填

15、每级压裂的气相和水相的产量能够帮助度量每个水力裂缝的成功率以及影响以后的现场应用。