CN110331971A - 一种重复开发水平井的储层改造方法 - Google Patents

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张永民
邱爱慈
刘美娟
汤俊萍
张硕
姚伟博
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    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25Methods for stimulating production
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Abstract

本发明涉及一种重复开发水平井的储层改造方法,以解决现有技术无法多次重复实施储层改造的问题。该重复开发水平井的储层改造方法,包括以下步骤:确定可控冲击波致裂器的作业方案,作业方案包括:作业参数,作业位置;对水平井进行通洗井作业;安装井口装置、连续油管及其控制管线;将连续油管两端分别与可控冲击波工具管串、可控冲击波致裂器的地面控制器连接;通过定位仪将可控冲击波致裂器推送至最深的待改造储层段;对待改造储层段实施冲击波作业;以逐层上返的方式对下一个待改造储层段进行冲击波作业;完成所有储层段的作业后,上提井下工具串,拆除并回收各工具。

Description

一种重复开发水平井的储层改造方法
技术领域
本发明属于能源开采领域,具体涉及一种重复开发水平井的储层改造方法。
背景技术
油气资源的开采是国民经济的重要支柱,关系到国家安全,而且与人们的生活息息相关,虽然我国油气资源总量不少,但资料品质相对较差,开发难度较大,采出程度很低。为了提高油气资源的采出程度,以钻水平井来增加泄油面积。
目前,水平井必须经过大规模的压裂改造,才能实现经济开发。随着水平井开采进入中后期,产量逐渐下降,需要再次进行储层改造方可获得工业产量。现有重复压裂技术需要对射孔簇之间进行补孔,创造新的渗流通道,但该方法存在以下几点问题:
一、压裂施工现场占用井场面积大,需要对复垦的土地重新征用,增加成本,破坏当地生态环境;
二、补孔需使用封隔器进行封隔,而待补孔的储层两端正是射孔簇的位置,故很难保证该处补孔时封隔的成功率;
三、重复压裂时能够重复的次数有限,且很难保证重复压裂能够产生新的裂缝;
四、现有重复压裂技术成本高,效果较差,使得压裂改造性价比低。
发明内容
本发明的目的是提供一种重复开发水平井的储层改造方法,以解决现有技术无法多次重复实施压裂改造的问题。
为实现上述目的,本发明的技术解决方案是:
一种重复开发水平井的储层改造方法,其特殊之处在于:包括以下步骤;
S1,收集待作业水平井的资料与待改造储层段的资料;根据所述资料确定可控冲击波致裂器的作业方案,所述作业方案包括:作业参数、作业位置,以及每个位置的冲击次数;
S2,安装井口装置、连续油管及其控制管线,并对其各部件、各联接部分,按其额定工作压力进行试压,试压合格后执行步骤S3;
S3,对水平井进行通洗井作业;
S4,组装可控冲击波工具管串,可控冲击波工具管串包括依次连接的定位仪、活动接头和可控冲击波致裂器;
S5,将连续油管两端分别与可控冲击波工具管串、可控冲击波致裂器的地面控制器连接,并对整个推送***进行放电测试,测试合格后执行步骤S6;
S6,通过连续油管车下放可控冲击波工具管串入井,通过所述定位仪将可控冲击波致裂器推送至最深的待改造储层段;
S7,所述地面控制器对可控冲击波致裂器的储能电容器充电,并控制能量转换器将电能转换成机械能,进而按照步骤S1设定好的所述作业方案对待改造储层段实施冲击波作业;
S8,以逐层上返的方式对下一个待改造储层段进行冲击波作业;
S9,完成所有储层段的作业后,上提井下工具串,拆除并回收各工具。
优选的,所述井口装置包括自下而上依次设置的井口、法兰、防喷管转换法兰、防喷管、四闸板防喷器、防喷盒、注入头。
优选的,可控冲击波致裂器通过活动接头上的螺纹与定位仪连接。
优选的,可控冲击波致裂器加载到储层的冲击波强度需大于页岩层的抗压强度,且小于井筒套管的抗压强度。
优选的,收集待作业井的资料与待改造储层段的资料包括钻井数据、井身结构数据、井温井斜数据、钻进中油气显示情况、试油数据、储层物性及矿物分析、地应力特征及岩石力学参数、天然裂缝发育、测井解释资料、射孔数据等。
优选的,可控冲击波致裂器的作业位置可设置在射孔簇的储层处,还可设置在射孔簇与射孔簇之间的储层处。
优选的,可控冲击波致裂器可对设置的待改造储层段实施两次或两次以上的改造作业。
本发明的有益效果为:
1.本发明中的可控冲击波致裂器可直接对待改造储层进行冲击致裂,避免了使用封隔器难以保证密封的问题,该方法不仅可对射孔簇的储层处冲击改造,也可在射孔簇与射孔簇之间的储层处冲击改造,而且对射孔簇与射孔簇之间作用时不需对储层补孔,实现了射孔簇之间和射孔簇的改造致裂,同时也降低了水平井的改造成本。
2.本发明不伤害隔层的套管和水泥环,可对储层进行多次重复改造,大大提升了储层裂缝的复杂性,进而提高了油气资源的采收率。
附图说明
图1为本发明实施例的可控冲击波致裂器工作状态示意图。
附图标记如下:
1-可控冲击波致裂器,2-活动接头,3-定位仪,4-射孔簇,5-井口,6-法兰,7-防喷管转换法兰,8-防喷管,9-四闸板防喷器,10-防喷盒,11-注入头。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述:
如图1所示,该重复开发水平井的储层改造方法,包括以下步骤:
S1,收集待作业井的资料与待改造储层段的资料;根据所述资料确定可控冲击波致裂器1的作业方案,作业方案包括:作业参数、作业位置,以及每个位置的冲击次数;
收集待作业井的资料与待改造储层段的资料包括钻井数据、井身结构数据、井温井斜数据、钻进中油气显示情况、试油数据、储层物性及矿物分析、地应力特征及岩石力学参数、天然裂缝发育、测井解释资料、射孔数据等。
通过收集的资料分析待改造储层段现状,从而进一步确定可控冲击波致裂器的作业方案,作业方案包括:作业参数(如冲击波每次施加的压力、作用时间、单次冲量等),作业位置(可设置在射孔簇的储层处,还可设置在射孔簇与射孔簇之间的储层处),以及每个位置的冲击次数(一般每个点重复冲击10-20次不等)。
S2,安装井口装置、连续油管及其控制管线,并对其各部件、各联接部分,按其额定工作压力进行试压,试压合格后执行步骤S3;
如图1所示,井口装置包括自下而上依次设置的井口5、法兰6、防喷管转换法兰7、防喷管8、四闸板防喷器9、防喷盒10、注入头11。
将井口装置、连续油管及其控制管线安装到位后,并对其各部件、各联接部分,按其额定工作压力进行试压,确保井口装置、连续油管能够正常工作。
S3,对水平井进行通洗井作业;
根据水平井通洗井作业规范进行通洗井作业。
S4,组装可控冲击波工具管串,可控冲击波工具管串包括依次连接的定位仪3、活动接头2、可控冲击波致裂器1;
如图1所示,将可控冲击波致裂器1通过活动接头2上的螺纹与定位仪3连接,进而完成可控冲击波工具管串的组装;
可控冲击波致裂器1为可产生可控制的冲击波的致裂器,该可控冲击波致裂器1可对待改造储层段实施重复、强度可控的冲击,进而完成储层的重复改造;
可控冲击波致裂器1可对设置的待改造储层段实施两次或两次以上的改造作业。
定位仪3起定位作用,可确保可控冲击波致裂器1每次冲击的储层段为设定好的储层段。
S5,将连续油管两端分别与可控冲击波工具管串、可控冲击波致裂器1的地面控制器连接,并对整个推送***进行放电测试,测试合格后执行步骤S6;
可控冲击波井下工具串与连续油管一端通过螺纹,连续油管另一端与可控冲击波致裂器1的地面控制器连接,安装完成后在地面对整个推送***进行放电测试,确定可控冲击波致裂器1的作业参数能够达到设定标准。
S6,通过连续油管车下放可控冲击波工具管串入井,通过所述定位仪3将可控冲击波致裂器1推送至最深的待改造储层段;
用连续油管车下放可控冲击波井下工具串入井,连续油管车的初始下入速度控制在5m/min,下至50m时,观察连续推送***工作是否正常,如果正常,继续下入,下入速度逐步提高至10-15m/min,下入时保持平稳。进入造斜段后,下入速度降为5m/min,进入水平段后,根据下入情况适当提高下入速度,但最高限速10m/min;在整个下放过程中密切观察指重表,出现异常时立即停止下入,待异常解除后再继续下入直至到达最深的待作业点;
通过定位仪3的定位将可控冲击波致裂器1推送至最深的待改造储层段,通过调整可控冲击波致裂器1位置使其处于最远端的作业位置。
S7,所述地面控制器对可控冲击波致裂器1的储能电容器充电,并控制能量转换器将电能转换成机械能,进而按照步骤S1设定好的冲击波作业方案对待改造储层段实施冲击波作业;
可控冲击波致裂器1的地面控制器先将工频电源整流,再升压逆变为1kHz的中频电源供给高压直流电源,所述地面控制器同时对井下设备进行控制;高压直流电源再升压整流,以恒流模式给储能电容器充电;待储能电容器充电到能量控制器的工作阈值时,能量控制器瞬间将电容器中储存的电能快速传递给能量转换器;能量转换器将电能转换成机械能(冲击波能量),进而通过设定好的可控冲击波致裂器1作业参数以及每个储层段的冲击次数对待改造储层段进行冲击波作业;
可控冲击波致裂器1加载到储层的冲击波强度需大于储层的抗压强度,且小于井筒套管的抗压强度。
该作业方式不需要在射孔簇与射孔簇之间补射孔,也不需要封隔器封隔作业段。
S9,以逐层上返的方式对下一个待改造储层段进行冲击波作业;
完成上一储层段的冲击波作业后,上提可控冲击波井下工具串,使可控冲击波致裂器1位于相邻的待改造储层段,并进行冲击波作业;
以同样逐层上返的方式对剩余待改造储层段实施冲击波作业。
S10,完成所有储层段的作业后,上提井下工具串,拆除并回收各工具。
完成所有储层段的作业后,上提井下工具串,初始上提速度控制在8m/min;上提100m后,速度控制在10m/min以内;整个上提过程中操作需匀速平稳;如未遇异常尽量不随意改变上提速度;
可控冲击波致裂器1上提至井口10m左右时,拆卸井口装置,通过吊车吊起可控冲击波井下工具串,将可控冲击波致裂器1提出井口,在活动接头2处将可控冲击波致裂器1拆除,并依次拆除各工具,收工具。
与油田现场人员交接,双方在施工交接书上签字认可后完成施工。根据施工安排,继续进行其他施工作业。
以上所述仅为本发明的实施例,并非对本发明保护范围的限制,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效方法变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种重复开发水平井的储层改造方法,其特征在于:包括以下步骤;
S1,收集待作业水平井的资料与待改造储层段的资料;根据所述资料确定可控冲击波致裂器(1)的作业方案,所述作业方案包括:作业参数、作业位置,以及每个位置的冲击次数;
S2,安装井口装置、连续油管及其控制管线,并对其各部件、各联接部分,按其额定工作压力进行试压,试压合格后执行步骤S3;
S3,对水平井进行通洗井作业;
S4,组装可控冲击波工具管串,可控冲击波工具管串包括依次连接的定位仪(3)、活动接头(2)和可控冲击波致裂器(1);
S5,将连续油管两端分别与可控冲击波工具管串、可控冲击波致裂器(1)的地面控制器连接,并对整个推送***进行放电测试,测试合格后执行步骤S6;
S6,通过连续油管车下放可控冲击波工具管串入井,通过所述定位仪(3)将可控冲击波致裂器(1)推送至最深的待改造储层段;
S7,所述地面控制器对可控冲击波致裂器(1)的储能电容器充电,并控制能量转换器将电能转换成机械能,进而按照步骤S1设定好的所述作业方案对待改造储层段实施冲击波作业;
S8,以逐层上返的方式对下一个待改造储层段进行冲击波作业;
S9,完成所有储层段的作业后,上提井下工具串,拆除并回收各工具。
2.根据权利要求1所述的一种重复开发水平井的储层改造方法,其特征在于:所述井口装置包括自下而上依次设置的井口(5)、法兰(6)、防喷管转换法兰(7)、防喷管(8)、四闸板防喷器(9)、防喷盒(10)、注入头(11)。
3.根据权利要求2所述的一种重复开发水平井的储层改造方法,其特征在于:可控冲击波致裂器(1)通过活动接头(2)上的螺纹与定位仪(3)连接。
4.根据权利要求3所述的一种重复开发水平井的储层改造方法,其特征在于:可控冲击波致裂器(1)加载到储层的冲击波强度需大于储层的抗压强度,且小于井筒套管的抗压强度。
5.根据权利要求4所述的一种重复开发水平井的储层改造方法,其特征在于:收集待作业井的资料与待改造储层段的资料包括钻井数据、井身结构数据、井温井斜数据、钻进中油气显示情况、试油数据、储层物性及矿物分析、地应力特征及岩石力学参数、天然裂缝发育及测井解释资料、射孔数据等。
6.根据权利要求1至5任一所述的重复开发水平井的储层改造方法,其特征在于:可控冲击波致裂器(1)的作业位置可设置在射孔簇的储层处,还可设置在射孔簇与射孔簇之间的储层处。
7.根据权利要求6所述的一种重复开发水平井的储层改造方法,其特征在于:可控冲击波致裂器(1)可对设置的待改造储层段实施两次或两次以上的改造作业。
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