DPS-75裸眼水平井山2氣層分段壓裂投產(chǎn)施工設(shè)計(jì)

1、鄂爾多斯盆地大牛地氣田DPS-75 裸眼水平井山 2 氣層分段壓裂投產(chǎn)施工設(shè)計(jì)中國石油化工股份有限公司華北分公司二o四年八月十五日鄂爾多斯盆地大牛地氣田DPS-75裸眼水平井山2氣層分段壓裂投產(chǎn)施工設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)單位：華北分公司工程技術(shù)研究院 設(shè)計(jì)人：I如亂zl趙洲民 初審人：鄉(xiāng)軫F煤卜壽' 勺幷鼻審核單位：華北分公司審核人：舅滋玉孑彳唐志勇”審批人:中國石油化工股份有限公司華北分公司二0四年八月十五日一、施工目的 二、基本概況 （一）基本數(shù)據(jù) （二）儲(chǔ)層概況 （三）壓裂施工管柱組合及工具規(guī)格 三、壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì) 壓裂設(shè)計(jì)依據(jù) 裂縫方向 設(shè)計(jì)思路 壓裂材料選擇 泵注程序和裂縫參數(shù)模擬 壓裂管柱

2、及井口選擇配套 壓裂材料準(zhǔn)備 （四）（五）（六）（七） 四、壓裂施工工序與壓后排液管理（一）準(zhǔn)備階段 （二）第一段 第九段主壓裂 .（二）第十段 第十二段主壓裂 （四）壓后排液管理 五、施工風(fēng)險(xiǎn)分析及應(yīng)急預(yù)案 （一）施工風(fēng)險(xiǎn) （二）應(yīng)急預(yù)案 六、壓裂施工質(zhì)量控制要求 七、安全及環(huán)保控制 八、資料錄取及提交要求 .......3...37DPS-75裸眼水平井山2氣層分段壓裂投產(chǎn)施工設(shè)計(jì)2014-08-15、施工目的DP S-75井為部署于鄂爾多斯大牛地氣田大 98井

3、區(qū)的一口水平井，井口位于DPS-30井口 166.70方向2121.69處，目的層為二疊系下統(tǒng)山西組山22段。為提高該井單井產(chǎn)量和改善該區(qū)低滲透氣藏開發(fā)效果，決定對(duì)該井實(shí)施分段壓裂改造。二、基本概況(一) 基本數(shù)據(jù)1. 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表2-1DPS-75井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)鉆井隊(duì)40470JH地理位置陜西省神木縣爾林兔鎮(zhèn)國營林場(chǎng)(石板太)。DPS-75井井口位于 DPS-30井井口 166.70方向2121.69m處。井口橫坐標(biāo)(Y)井口縱坐標(biāo)(X)開鉆日期完井方式造斜點(diǎn)數(shù)據(jù)開發(fā)井(水平井)構(gòu)造位置鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東北部。19387248.824316681.222014.6.19裸眼完井深度(m)方位(

4、)造斜率(o/30m)地面海拔(m)聯(lián)入(m)完鉆日期水平段長(zhǎng)(m)固井質(zhì)量2430.00165.271.101311.15m2014.08.031173合格最大井斜數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)井深(m)完鉆井深(m)人工井底(m)井底位移(m)閉合方位(0)斜深4070.05m(B靶點(diǎn))垂深 2664.47m斜深4027.00m(B靶點(diǎn))4027.001521.55164.42深度(m)3935.00方位()163.61斜度(0)91.053鉆頭 311.15mm< 406.50m+ 套管 244.50 >406.24m 鉆頭 222.30mm< 2854.00m+ 套管 177.80 >

5、;2854.00m 鉆頭 152.40mnr>< 4027.00m表套技套尺寸(mm)244.5177.80鋼級(jí)J55N80壁厚(mm)11.998.059.19下入深度(m)406.241855.912854.00水泥塞深(m)水泥返咼(m)地面出地高(m)-0.780.082569.31m, 2580.65m目的層附近套 管接箍數(shù)據(jù)2. 水平井眼軌跡本井設(shè)計(jì)水平段長(zhǎng)度為1200m；實(shí)鉆水平段總長(zhǎng)度為1173m；鉆遇砂巖總長(zhǎng)度為992m，占水平段總長(zhǎng)度的84.57%;鉆遇具有全烴顯示的砂巖總長(zhǎng)度為 556m，占水平段總長(zhǎng)度的47.40%;鉆遇泥巖長(zhǎng)度為181m，占水平段總長(zhǎng)度的1

6、5.43%。表2-2DPS-75井水平段鉆遇情況統(tǒng)計(jì)表水平段 長(zhǎng)（m）砂巖顯示段砂巖泥巖砂巖長(zhǎng)（m）占百分比 （%）砂巖長(zhǎng)（m）占百分比 （%）泥巖長(zhǎng)（m）占百分比 （%）117399284.5755647.4018115.43jftiAW 點(diǎn)>|半位» Ciii>0im400(fno1 wo12002*55'：3 0 曾'Z6fr5267Df-® 計(jì)統(tǒng)輦«）摑+»»»«砂 0：驚破環(huán)圖2-1DPS-75井設(shè)計(jì)軌跡示意圖圖2-2 DPS-75井水平段實(shí)鉆軌跡圖DPS-75裸眼水平井山2氣層分段壓裂

7、投產(chǎn)施工設(shè)計(jì)2014-08-1573.全井段泥漿使用情況本井鉆井液以穩(wěn)定井壁和最大限度的減少對(duì)儲(chǔ)集層的損害，保護(hù)油氣層為主,開選用聚合物鉆井液；二開選用鉀銨基聚合物鉆井液，主要通過K+和NH4+的晶格固定和離子交換作用來抑制泥頁巖吸水水化膨脹，穩(wěn)定井壁，使用封堵劑封堵地層的層理裂隙，嚴(yán)格控制鉆井液濾失量 5m；三開水平段采用鉀銨基聚合物鉆井完井液體系。表2-3分井段鉆井完井液配方清水 +0.20.3%Na2CO3+67% 鈉土 +0.10.2%K- PAM直井段：低固相鉀銨基聚合物鉆井液。配方：一開鉆井液+0.10.3%NaOH + 0.10.2%二開K-PAM + 0.20.3% K-HPA

8、N造斜段一A 靶點(diǎn)。配方：原鉆井液+ 0.30.5% K-PAM + 0.5-1 %NH4-HPAN + 1.52%防塌劑+ 12%SMP +12%SPNH+2-3%超細(xì)碳酸鈣三開34%坂土 +0.20.3%KOH +0.30.5%K-PAM+0.51%NH 4-HPAN+23%SMP+23% 無熒光防塌劑+26%潤滑劑f井段(m)性能及參數(shù)一開二開三開0401401.003011.152319.25-2870.032870.034027.00P (g/cm)<1.05< 51.051.08T (S)*4070305050903060FLB (ml)一w 10

9、<5<5K (mm)1.0HTHP( ml)< 15< 12JI (%)0.2Q1/Q10 (Pa)24/37410/81525/48PH8-98-108-9/9-11固含(%)245123-5坂含(g/i)2040406020-35Kf<0.10<0.08<0.08流變 參數(shù)YP (Pa)25512512PV (mP a.s)312720720表2-4分段鉆井液性能及流變參數(shù)備注：當(dāng)水平段鉆遇大段泥巖或煤層時(shí),要求鉆井液密度不能高于井隊(duì)可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)提高鉆井液密度平衡地層,1.18。4 井身結(jié)構(gòu)該井水平井段采用

10、6裸眼完井,具體數(shù)據(jù)如圖所示。圖2-3DPS-75井井身結(jié)構(gòu)示意圖（二）儲(chǔ)層概況1地層特征鄂爾多斯盆地區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造基本特點(diǎn)為東北咼，西南低，盆地內(nèi)部構(gòu)造平緩。盆 地的地質(zhì)構(gòu)造演化可分為五個(gè)階段：中晚元古代以淺海碎屑巖和碳酸鹽巖發(fā)育為主 的裂陷槽盆地階段；早古生代以陸表海碳酸鹽巖沉積為主的復(fù)合型克拉通坳陷盆地 階段；晚古生代到中三疊世以濱海碳酸鹽巖逐漸過渡為碎屑巖臺(tái)地的聯(lián)合型克拉通 坳陷盆地階段；晚三疊世到白堊紀(jì)的大型內(nèi)陸湖泊、河流沉積的坳陷盆地階段； 新生代內(nèi)陸河湖斷陷充填型周緣斷陷盆地階段。從現(xiàn)今盆地的構(gòu)造面貌來看，地史時(shí) 期雖然經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，但盆地內(nèi)部廣大地區(qū)的構(gòu)造環(huán)境具有長(zhǎng)期、

11、整體的 穩(wěn)定性，各時(shí)代地層除盆地邊緣有角度不整合接觸外，一般均為連續(xù)沉積或假整合接 觸。2. 構(gòu)造特征根據(jù)現(xiàn)今的構(gòu)造形態(tài)，結(jié)合盆地的演化歷史，鄂爾多斯盆地可劃分為：伊盟隆起、 渭北隆起、晉西撓褶帶、天環(huán)坳陷、伊陜斜坡等五個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元。鄂爾多斯盆地內(nèi)形成了三套含油氣體系，即下古生界寒武一奧陶系海相碳酸鹽巖含油氣體系、上古生界石炭系 一二疊系海陸交互相含煤碎屑巖含油氣體系和中生界內(nèi) 陸湖泊相碎屑巖含油氣體系。晚石炭世太原期，海侵由東西兩個(gè)方向向盆地內(nèi)部反復(fù)進(jìn)行，形成多個(gè)海侵旋回， 可劃分出瀉湖-障壁-潮坪相模式、潮坪-障壁-潮下淺水陸棚灰?guī)r沉積模式。塔巴廟地區(qū)太原期晚期（即山2層）的沉積相特征表

12、現(xiàn)為，主要發(fā)育23排北東一南西向障壁砂壩, 其間則發(fā)育瀉湖、潮間泥坪和沼澤。3. 區(qū)域地層概述研究區(qū)內(nèi)鉆井揭露的地層有第四系，白堊系志丹群，侏羅系安定組、直羅組、延 安組，三疊系延長(zhǎng)組、二馬營組、和尚溝組、劉家溝組，二疊系石千峰組、上石盒子 組、下石盒子組、山西組，石炭系太原組、本溪組，奧陶系上馬家溝組，鉆井平均揭 露地層厚度3000m。其中，二疊系下石盒子組、山西組，石炭系太原組為氣田主要目 的層。三維地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)成果表明，DPS-75井水平段位于山22砂巖厚度大于15.0m的發(fā) 育有利區(qū)，位于孔隙度大于7.5%的有利區(qū)，位于含氣飽和度發(fā)育有利區(qū)。同時(shí)，DPS-75 井水平段位置構(gòu)造發(fā)育寬緩

13、，有利于水平井的實(shí)施。DPS-75裸眼水平井山2氣層分段壓裂投產(chǎn)施工設(shè)計(jì)2014-08-1511-slIlfllT lUviUl WC«I Hr IdllMlU-vm iDiflliiNSAmwM f LlwtlllJl LiM 祈初 IHnQM財(cái)環(huán)(iM |lWhpiti|»A iTh rH9at |J>WF *UwBi|< 191(1111蚓/DIZ込 J DPS加丸帕心'DPSJ5B z DPM9d|選1 roi, .k'l 1 3帀"4lid*I廉PIE mat mMeir»-Th堿DPS-Ud 2； DPS'

14、5A , w DPS-75B 魚 DPS-l9d I*；',= »iiii5 .-=- tt nfl. liBfI,. .-.=-. Jl ； - =ly. .4亠亠. - I .L T 'I lit 0ss;kjfl4酎fb豐加雖-皿(J:«wIP厝g rwl>l.'<Q !1赳*1：3IB j".r,.i Jl i -.:上* : r :廬二尸 宇 -: 山.工-4寸）1，'Jlt圖2-4g-斗- Wn1IB -6DPS-18導(dǎo)眼DPS-75井A靶點(diǎn)B靶點(diǎn)DPS-19導(dǎo)眼井三維儲(chǔ)層預(yù)測(cè)剖面圖（基準(zhǔn)面1300m)DP&

15、amp;3II 導(dǎo) I眼vi Efrcoiiil=t"pnPS-75ADP S-75.BD PS-19導(dǎo)眼-TTU VLU>iir"to五“寫n-j亍號(hào)；II丸二工機(jī)亦: :5 I *.：圖2-5 DPS-30導(dǎo)眼井DPS-75井A靶點(diǎn)B靶點(diǎn)DPS-19導(dǎo)眼井山22砂巖對(duì)比剖面圖DPS-75裸眼水平井山2氣層分段壓裂投產(chǎn)施工設(shè)計(jì)2014-08-15圖2-6三維儲(chǔ)層預(yù)測(cè)大98井區(qū)山22砂巖厚度等值線圖（基準(zhǔn)面1300m）圖2-7三維儲(chǔ)層預(yù)測(cè)大 98井區(qū)山22孔隙度分布圖（基準(zhǔn)面 1300m）4 儲(chǔ)層物性特征山2段儲(chǔ)層巖性主要為中粗巖屑砂巖，少量中粗粒巖屑石英砂巖。碎屑顆

16、粒中石英含量為5291%，平均為73.2%;長(zhǎng)石含量為011%，平均為1.4%;巖屑含量為548%,平均為25.4%。巖石為顆粒支撐，孔隙式膠結(jié)，顆粒之間點(diǎn)線接觸。山2段儲(chǔ)層巖石泥質(zhì)雜基含量較高，分別為 4.9%;自生膠結(jié)礦物種類均較多。山 2段主要為伊利石和方解石，以及少量的高嶺石、綠泥石、石英和菱鐵礦、白云石。山2段儲(chǔ)層為低孔、低滲儲(chǔ)層，孔隙度均值8.9%，滲透率均值0.48 X0-3 pm2o山2段儲(chǔ)層孔喉為大孔微細(xì)喉，其平均孔隙半徑為25.17 m,平均喉道半徑為 0.4 um中值喉道半徑0.05 um排驅(qū)壓力為1.24MPa,中值壓力為14.49 MPa。表2-5山2段儲(chǔ)層物性統(tǒng)計(jì)表

17、層位孔隙度()滲透率(mD)山28.90.48表2-6山2段儲(chǔ)層孔隙喉道參數(shù)表層位平均孔隙半徑(卩m)平均喉道半徑(卩m)中值喉道半徑(卩m)R>0.1 jim(%)排驅(qū)壓力(MP a)中值壓力(MP a)山225.170.490.0539.101.2414.495.地層壓力與氣體組分依據(jù)本區(qū)已鉆井的資料，本區(qū)山2段平均地層壓力24.2MPa,壓力系數(shù)范圍0.860.97,平均壓力系數(shù)0.92。下表為本區(qū)山2段氣層的氣體分析數(shù)據(jù)。表2-7本區(qū)氣體分析數(shù)據(jù)氣層組相對(duì) 密度甲烷(%)烴類(%)氮?dú)?%)二氧化碳(%)硫化氫 (%)甲烷占烴類含量(%)山20.6388.0196.752.310

18、.94090.976 鄰井產(chǎn)能情況DPS-75井鄰井山2層段產(chǎn)能相對(duì)較好，統(tǒng)計(jì) DPS-75井周圍1 口井在山2層試氣 結(jié)果，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見下表。表2-8本區(qū)山2層位產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)表井號(hào)DP S-19DP S-40無阻流量(104m3/d)13.354626.05517.蓋層大牛地氣田上古生界氣藏蓋層分為兩類： 局部蓋層：下石盒子組、山西組和太原組的厚層泥巖分布，連續(xù)性較好；且厚度大(106385m),突破壓力在10.6315.5MPa,突破時(shí)間在19.7842.04a/m,中值壓力在25.040.0MPa,封蓋高度在1032 1504m,遮蓋指數(shù)在20633008，為良好蓋層。 區(qū)域性蓋層：二疊系上統(tǒng)

19、上石盒子 組發(fā)育一套濱淺湖相的泥質(zhì)巖，單層厚度520m,總厚達(dá)100200m,分布極為廣泛、 橫向連續(xù)性好，為氣田理想的區(qū)域性蓋層。8. 地層溫度根據(jù)大牛地氣田多口井測(cè)試資料統(tǒng)計(jì)，大牛地氣田地溫梯度3.12 C /100m，預(yù)計(jì)本井井底溫度為979C。9 錄井解釋情況根據(jù)錄井解釋成果，分析認(rèn)為DPS-75井通過水平段壓裂改造，可以獲得工業(yè)產(chǎn)量。研究確定對(duì)本井水平段井深2854-4027m（山 2）進(jìn)行壓裂改造以提高單井產(chǎn)量。DPS-75井水平段可選擇進(jìn)行壓裂改造的砂巖視厚度達(dá) 992米，其分段厚度及頂?shù)咨疃纫娤卤?。?-9 DPS-75井水平段建議進(jìn)行壓裂改造段長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)表層位頂深（米）底深（米

20、）視厚度（米）巖性山228543185331淺灰色中砂巖3185320823淺灰色細(xì)砂巖3208329991淺灰色中砂巖3299336566淺灰色細(xì)砂巖33763556180淺灰色細(xì)砂巖3571366392淺灰色細(xì)砂巖36803783103淺灰色細(xì)砂巖3833390875淺灰色細(xì)砂巖3933396431淺灰色細(xì)砂巖合計(jì)99223DP S-75井導(dǎo)眼段測(cè)井與氣測(cè)綜合圖自然伽瑪0 200CAL2深側(cè)向1 1000聲波時(shí)差400 150含氣飽和度0 100層位自然電位0 1006515淺側(cè)向1 1000補(bǔ)償密度23孔隙度25Pe10CAL1沖洗帶含水孔隙度0256515(m)微球聚焦1 1000補(bǔ)償

21、中子600含水孔隙度0250解釋結(jié)論建議射孔位置0Jill-d I7llllillllllII 一 1=2630ttI#""= -"- * iRAiiBKMEnniuuinnjhLZ-LZZ=ZZZ=ZZZ=ZZZZ=ZZZZ=一 a =2660 "- -BZ- 'St ： f .営:_J JI r -r= .'.-/ g* :： 1j3_-二八*-馬m廠 g-'-.-. A 蜃-.-.,-.|2690A2680u = = =UUWWW»fK；SR2"S1KruuuiHnnMn 二OMHinr' -58

22、亠JZ="LZZS=Z7ssen» - - '*ZZJ-ZZZ_ . .曠7"尊廠tf*ZLZZZZZZZtnnjuuiiB i J-*'IkCnnnniuiMiinRaw ZZV- Ch.Z-LrZZ=ZZZZ.ZZZZ=ZZ7 ' -F Rm. _-rv.'© IllJ_|_?z?zz=- ：-： ：.;：.： 卜 _- -. - pFs" = 忘OSHSfiStsatr三i： J：圖2-8 DPS-75井導(dǎo)眼目的層段測(cè)井成果圖2710DP S-7駢水平段隨鉆伽馬曲線深285度自然伽馬氣測(cè)全烴200100錄井

23、巖性剖面建議議射(m)2900122950300011305031003150320032503300335034003450350035503600365037003750380038503900395040004050410010圖2-9 DPS-75井水平段測(cè)井成果圖10.設(shè)計(jì)壓裂段根據(jù)測(cè)、錄井顯示結(jié)果、隨鉆伽馬成果和反演剖面綜合分析，建議對(duì)以下井段進(jìn)行壓裂改造。表2-10 DPS-75井壓裂段滑套及封隔器位置表級(jí)數(shù)壓裂滑套位置范圍上封隔器下封隔器備注13955-39603915TD建議加大壓裂規(guī)模23870-387538153915建議加大壓裂規(guī)模33770-377537303815建

24、議加大壓裂規(guī)模43685-369036353730建議加大壓裂規(guī)模53580-358535253635建議加大壓裂規(guī)模63480-348534303525建議加大壓裂規(guī)模73380-338533303430建議加大壓裂規(guī)模83275-328032253330建議加大壓裂規(guī)模93180-318531353225建議加大壓裂規(guī)模103090-309530503135建議加大壓裂規(guī)模112995-300029503050建議加大壓裂規(guī)模122900-290528642950建議加大壓裂規(guī)模圖2-10 DPS-75井實(shí)鉆水平段反演砂厚圖從反演砂厚圖分析知，水平段S2-2砂巖與上覆地層H1-1砂巖之間有

25、3m左右泥巖隔層，夾層較??；水段 S2-2砂巖與下覆地層砂巖有3m左右泥巖夾層，夾層較薄,建議加大壓裂規(guī)模。11.與周圍井距離DP S-75井與周圍井的距離見下表。表2-11 DPS-75井與周圍井的距離序號(hào)項(xiàng)目距離（m）備注1DPS-75B靶點(diǎn)距DPS-19 A靶點(diǎn)11442DPS-75A靶點(diǎn)距 DPS-30 B靶點(diǎn)923（三）壓裂施工管柱組合及工具規(guī)格1、實(shí)際裸眼分段壓裂封隔器及滑套位置數(shù)據(jù)表2-12 DPS-75井壓裂裸眼封隔器及滑套位置數(shù)據(jù)表級(jí)數(shù)井段（測(cè)深）長(zhǎng)度壓裂滑套上封隔器下圭寸隔器13916.68-4027110.323955.05/3957.623916.68TD23811.9

26、4-3916.68104.743870.523811.943916.6833726.61-3811.9485.333774.203726.613811.9443630.99-3726.6195.623689.863630.993726.6153526.14-3630.99104.853584.973526.143630.9963431.18-3526.1494.963480.693431.183526.1473333.76-3431.1897.423384.733333.763431.1883227.51-3333.76106.253275.423227.513333.7693133.43-3

27、227.5194.083180.813133.433227.51103047.57-3133.4385.863094.503047.573133.43112952.69-3047.5794.882999.732952.693047.57122868.87-2952.6983.822904.642868.872952.692、完井管柱組合施工管柱結(jié)構(gòu)：水平井底部循環(huán)總成（3972.87m） +4?'套管+4.000 水力壓差滑套1（3957.62m）+ 4? 的套管+4.000水力壓差滑套2(3955.05m)+3(3870.52m)+4(3774.20m)+5(3689.86m)+6(

28、3584.97m)+7(3480.69m)+8(3384.73m)+9(3275.42m)+4?4?4?4?4?4?4?4?的套管 的套管 的套管 的套管 的套管 的套管 的套管 的套管+裸眼封隔器（+裸眼封隔器（+裸眼封隔器（+裸眼封隔器（+裸眼封隔器（+裸眼封隔器（+裸眼封隔器（+裸眼封隔器（3916.68m)3811.94m)3726.61m)3630.99m)3526.14m)3431.18m)3333.76m)+4?+4?+4?+4?+4?+4?+4?10（3180.81m）+ 4?的套管+裸眼封隔器（11（3094.5Cm）+ 4?的套管+裸眼封隔器（12（2999.73m）+ 4

29、?的套管+裸眼封隔器（3227.51m)3133.43m)3047.57m)2952.69m)的套管 的套管 的套管 的套管 的套管 的套管 的套管 的套管+1.615投球滑套+1.715投球滑套+1.815投球滑套+1.915投球滑套+2.015投球滑套+2.115投球滑套+2.215投球滑套+2.315投球滑套+4?+4?的套管+2.415投球滑套+4?的套管+2.515投球滑套+4?的套管+2.615投球滑套13（2904.64m）+ 4?的套管+裸眼封隔器（2868.87m） +4?的套管+4.00尾管懸掛封隔器（2577.10m） +3? 油管至井口。（見圖 2-12）3、完井工具參

30、數(shù)名稱公稱尺寸初始剪切壓力 （打開壓力）完全 座封 壓力（MPa）座封球備注長(zhǎng)度（m）外徑(in)內(nèi)徑(in)外徑(in)浮鞋0.425.00浮箍0.405.0020F08 匕 5S ST gCD諾coST gCDsm 苛 w14951gOO5利OO003O003odo3odo3O do 3odo3O do 3O do 3O do 3odo3odo3o ai31k>00o4 o6OO5丐55O5O5WO5w o5WO5WO5WO5WO5WO5WO5g5 o4OO4OO2652&52452do52 k>552O5o5do5754O4Oo227O26O2 ai o24O2 do

31、 o22OO2 OOO odo o27DPS-75裸眼水平井山2氣層分段壓裂投產(chǎn)施工設(shè)計(jì)2014-08-1517點(diǎn)、Zfc京一龍恒業(yè)石油工程授術(shù)有限公司W(wǎng)J-TJ 丁包七|1 -主* L1. iTF><列總"Tubing油牌廣頂止胃云対WS7577 伽DPS"5井壓裂管柱圖29M.G4mr9M.73m MBH1 ntauiiii3陰T.昭m395S.05m球滑«1袖tSUttSW抽曙iff音15*輪球洋授單甫«13* 挖晴滑耳* 11球肅卡1憎ft蛾睛甘iO* tt球淆ft鮎3044.90ml 11130.61 m3ZT5 42m33W,73

32、m 34Ba 69ni5«41.衍m3619跡377*JDm3870 KZrn3972.87 mNHHuainffiaiMuaii <rmk»io «»jbs> Kft対ns$ze<3.e7fn29U 越 m34475Tfn3153 43ni U7.S1m視唱hffi蕓7«眼imSGRRttH34 #HWB#3 探刪«1W31.«n35W i如歸卻詢舫3TM釧m Mil 94m軸自啖m圖2-12 DPS-75井裸眼分段壓裂工具示意圖DPS-75裸眼水平井山2氣層分段壓裂投產(chǎn)施工設(shè)計(jì)2014-08-15三、壓

33、裂優(yōu)化設(shè)計(jì)（一）壓裂設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)：該井的壓裂地質(zhì)方案及相關(guān)資料，根據(jù)壓裂地質(zhì)設(shè)計(jì)確定的封隔器及 滑套位置、工具位置。設(shè)計(jì)思路：對(duì)該井進(jìn)行分段壓裂，盡可能深度改造地層，提高氣層導(dǎo)流能力；采 用油管注入，分段破膠和伴氮返排技術(shù)，盡可能減小對(duì)地層的傷害。（二）裂縫方向根據(jù)DPS-75的鉆井?dāng)?shù)據(jù)，其水平段方位約為165.0左右，而該區(qū)塊的最大主應(yīng)力方向75°,因?yàn)樵趬毫阎辛芽p將沿最大主應(yīng)力方向延伸，由此可以計(jì)算得到DPS-75水平段方向與裂縫方向的夾角為約 90°,壓裂時(shí)裂縫與水平段正交。圖3-1 DPS-75井裂縫方向與井軸方位圖根據(jù)壓力場(chǎng)和流態(tài)分析，如果裂縫間距太小，則后期

34、容易產(chǎn)生壓力干擾，本井裂 縫與井軸呈90°夾角，水平段長(zhǎng)1173m,依據(jù)隨鉆伽瑪測(cè)井、錄井、氣測(cè)及鉆遇的砂泥 巖發(fā)育狀況，依據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)分12段完井，壓裂段間距為83.82-110.32m之間，既能實(shí) 現(xiàn)較高的初期產(chǎn)量，也能減少裂縫間的壓力干擾，有利于長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)。（三）設(shè)計(jì)思路從該井導(dǎo)眼目的層段測(cè)井曲線分析，壓裂目的層砂體有效厚度10m左右。目的層上、下部為泥巖層段：水平段S2-2砂巖與上覆地層H1-1砂巖之間有3m左右泥巖隔 層，夾層較?。凰蜸2-2砂巖與下覆地層砂巖有3m左右泥巖夾層，夾層較薄，建議 加大壓裂規(guī)模，縱向上上、下突破泥巖夾層，溝通縱向儲(chǔ)層，實(shí)現(xiàn)最大程度的改造儲(chǔ)層。根據(jù)

35、地質(zhì)要求，為充分改造地層，全井段增大加砂規(guī)模，優(yōu)化施工排量為4.5m3/min， 前置液比例控制在42.0%以內(nèi)。本井山2段儲(chǔ)層為低孔、低滲儲(chǔ)層，平均孔隙度 8.9%、平均滲透率0.48mD。依 據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)，壓裂以造長(zhǎng)縫為主，以增加泄流體積，提高壓裂效果；根據(jù)該砂體厚度及其整個(gè)垂向應(yīng)力剖面分布情況，結(jié)合該井山2段氣層物性參數(shù)，為該井優(yōu)化裂縫長(zhǎng)度165-180m,裂縫高度28-30m、裂縫寬度4.0-4.3mm左右。據(jù)水平段測(cè)井成果圖分析，該井第七段至第十二段氣測(cè)全烴顯示較好，為達(dá)到最 好的壓后產(chǎn)出比，可優(yōu)化適宜規(guī)模施工；其他層段顯示差，為充分改造地層，最大程 度的動(dòng)用儲(chǔ)層，增大加砂規(guī)模，增大縫

36、寬。詳見各段泵注程序表。該井水平段長(zhǎng)（1173m），水平段長(zhǎng)導(dǎo)致施工摩阻高，增加沿程對(duì)液體的剪切。為 提高施工成功率，第一、二段施工時(shí)應(yīng)提高前置液比例，控制最高砂比，調(diào)整好壓裂液交聯(lián)情況，提高液體的耐剪切性能。在每級(jí)壓裂前置液中以5%、7%兩個(gè)砂比段塞充填微裂縫，降低近井地帶摩阻，提高每級(jí)壓裂的液體效率。根據(jù)第一、二段施工壓力注意調(diào)整后續(xù)層段的施工泵注程序和前置液段塞、加砂 量。DPS-75井與周圍井的距離：DPS-30是距DPS-75 A靶點(diǎn)井最近的井，距其為 923.00m,井距遠(yuǎn)。其他鄰井均距離遠(yuǎn)，故可不考慮周圍鄰井的影響。為提高壓后液體返排率，需增加液氮泵注體積。若施工壓力允許，前幾段

37、提高液 氮泵注排量至0.28 m3/min,后幾段依次降低液氮排量。（四）壓裂材料選擇1、壓裂液選擇（1）對(duì)壓裂液的要求 壓裂層段溫度979C左右，要求采用中高溫的壓裂液體系，剪切速率170S1 下，90min剪切粘度大于150mPa.s 地層壓力系數(shù)0.91，要求采取液氮伴注方式，提高壓裂后返排能量，減少壓裂150液滯留對(duì)地層的傷害。 結(jié)合本井情況，精細(xì)調(diào)整交聯(lián)比，使壓裂液交聯(lián)性能良好、延遲時(shí)間大于 秒。（2）壓裂液類型及配方優(yōu)選壓裂液選擇華北分公司大牛地氣田壓裂液體系。配方如下:基液：0.45% HPG （級(jí)）+ 1.0%KCL+0.1%殺菌劑+1.0%起泡劑+0.2%助排劑 +0.2%N

38、a2CO3交聯(lián)劑：交聯(lián)劑BCL-61或CX-306體系（A:B=100:6），交聯(lián)比為100: 0.3（最佳交聯(lián)比以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)為準(zhǔn)）。破膠劑：膠囊破膠劑，0.04% （前置液階段現(xiàn)場(chǎng)添加）；過硫酸銨，0.0150.1% （攜砂液和頂替液階段現(xiàn)場(chǎng)楔形追加）；活性水+1%KCL+0.2%助排劑；下列壓裂液添加劑性能指標(biāo)均滿足體系配伍和實(shí)施要求：（可任選其中一種）助排劑：DL-12 ; CX-308; ZA-5.起泡劑：YFP-1 ; DS-101.（3）現(xiàn)場(chǎng)配液及檢測(cè)要求170s-1剪切速率下連續(xù)剪切 90min，粘度150 mPa;破膠壓裂施工前3h，取樣測(cè)試每一罐中液體的粘度、pH值，常溫下使用

39、六速旋轉(zhuǎn)粘度 計(jì)170s-1剪切，要求基液粘度大于 50mPa.s；使用交聯(lián)劑，延遲交聯(lián)時(shí)間 120300s 可調(diào)，形成凍膠具可挑性，劑用膠囊和過硫酸銨，壓后1.5h內(nèi)破膠，破膠液粘度 5mPa。512、支撐劑的選擇根據(jù)鄰井施工資料反映,區(qū)塊延伸壓力在0.017-0.019 MP a/m之間，地層閉合壓力在45.3-50.6MPa,選用20/40目、52MPa中密度陶粒，滿足該井壓裂需求。（五）泵注程序和裂縫參數(shù)模擬根據(jù)DPS-75井儲(chǔ)層情況以及規(guī)模優(yōu)化結(jié)合測(cè)井綜合解釋結(jié)果，分別為該井12段壓裂進(jìn)行了優(yōu)化泵注程序設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)果如下表:分段前置液量m3攜砂液量m3前置液比例%平均砂比%總液量m3

40、砂量m3第1級(jí)12617641.721.830739.9第2級(jí)12217541.122.230240.4第3級(jí)12017640.522.230140.6第4級(jí)11817640.122.229940.6第5級(jí)11316840.223.028640.4第6級(jí)11016839.623.428340.9第7級(jí)11217339.322.929041.6第8級(jí)11017538.623.329042.4第9級(jí)11418338.423.330244.2第10級(jí)11218138.223.329843.8第11級(jí)11218338.023.430044.4第12級(jí)11318637.823.4313.345.1合計(jì)1

41、3822120/3571.3504.3備注：(1)現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員可根據(jù)施工壓力變化做好排量、交聯(lián)比等相關(guān)參數(shù)的調(diào)整。(2)按比例添加破膠劑;1、第一級(jí)壓裂泵注程序表3-1第一級(jí)壓裂泵注程序階段液名施工液量砂量混砂膠囊APS砂比1排量m3min時(shí)間m3m3液量破膠劑破膠劑%min液量液氮m3KgKg壓裂液液氮前置液126m3交聯(lián)液60.03.760.012.04.50.2813.3交聯(lián)液12.00.80.612.42.454.50.282.7交聯(lián)液20.01.220.05.04.50.284.4交聯(lián)液14.00.91.014.64.274.50.283.2交聯(lián)液20.01.220.06.04.

42、50.284.4攜砂液176m3交聯(lián)液25.01.62.526.57.5104.50.285.9交聯(lián)液28.01.94.530.79.8164.50.286.8交聯(lián)液50.03.511.056.610.0224.50.2812.6交聯(lián)液50.03.313.057.812.5264.50.2612.8交聯(lián)液15.01.04.517.74.5304.50.263.9交聯(lián)液8.02.8354.50.262.2頂替液原膠液5.05.04.51.1合計(jì)307.019.739.9331.046.929.873.35-10 MPa ;備注：(1)現(xiàn)場(chǎng)施工根據(jù)施工壓力變化調(diào)整排量、交聯(lián)比等相

43、關(guān)參數(shù)。平衡壓力 本段頂替量為22.2m3,投入1.700小球，頂替19.2m3,快速降低排量至1.5m3min待球到位。模擬裂縫形態(tài)如圖3-2,模擬裂縫參數(shù)見表3-2 0縫寬剖面(cm)-裂縫中支徉劑Wrn2so75001251509 3孕憶 17 3 2 &2(旦OU 一也戢09ZQ ojj Qi awfii “ riI Jiillin41；441 r;圖3-2第一級(jí)壓裂裂縫模擬圖表3-2第一級(jí)壓裂裂縫模擬裂縫參數(shù)表總液量，m330720/40 陶粒，m339.9前置液體積，m3126支撐裂縫半長(zhǎng)，m161.1攜砂液體積，m3176裂縫咼度，m31.3前置液百分比，%41.7平均支

44、撐寬度，mm4.02、第二級(jí)壓裂泵注程序表3-3第二級(jí)壓裂泵注程序階段液名施工液量砂量混砂膠囊APS砂比排量 m3min時(shí)間m3m3液量破膠劑破膠劑%min液量液氮m3KgKg壓裂液液氮前置液122m3交聯(lián)液58.03.558.0712.9交聯(lián)液12.00.80.612.42.454.50.272.7交聯(lián)液18.01.118.074.0交聯(lián)液14.00.91.014.64.274.50.273.2交聯(lián)液20.01.220.07.04.50.274.4攜砂液175m3交聯(lián)液20.01.32.021.24.0104.50.274.7交聯(lián)液32.08.0164.50.277.8交聯(lián)液40.02.78.845.312.0224.50.2710.1交聯(lián)液60.03.915.669.418.0264.50.2515