玛131示范区整体压裂技术实现六项第一
工程技术研究院的科研突破引领玛湖致密砾岩油藏开发进入新阶段
刘杰 张磊 高迎春 于会永

玛131效益建产示范区3号平台。

科研人员在压裂施工现场探讨方案。

为确保施工顺利,科研人员全程无缝隙跟踪。

科研人员在室内探讨方案。

院领导、专家靠前指挥,及时解决现场疑难问题。

    成果展示

    玛131井区效益建产示范区顺利完成了各项试验任务,创下多项指标。

    ●国内最大最深的水平井大平台体积改造

    ●国内首次实现利用水平井开展井下微地震监测压裂过程

    ●首次在玛湖地区实现了1段6簇+限流压裂工艺

    ●首次在玛湖地区实现了1段6簇+暂堵剂压裂工艺

    ●以9级/天刷新了玛湖地区平台井单日压裂级数记录

    ●MaHW1243井以59880.1立方米入井液、3330立方米支撑剂刷新了玛湖地区单井最大压裂规模记录

    10月28日下午,工程技术研究院颁发院长嘉奖,表彰奖励该院科研团队在玛131示范区建设中所做出的突出贡献。

    玛131示范区是国内最大最深的水平丛式井平台,在示范区建设过程中,工程院科研人员对示范区进行大平台三维整体压裂设计,实现从单井向井组整体设计的转变,保障裂缝覆盖率达到90%以上。该示范区平台井数、施工效率、单段簇数、簇间距等多项指标刷新玛湖地区及克拉玛依油田体积压裂最高记录,跻身国内外非常规油藏体积压裂先进行列。

    玛131立体井网示范区整体压裂改造已成为玛湖致密砾岩油藏开发里程碑,为克拉玛依油田今后规模推广立体井网大平台建产打下坚实基础。未来,水平井+体积压裂技术也将是克拉玛依油田致密油藏开发的一大趋势。

    玛131示范区整体压裂改造成功实施了提高加砂强度、密切割、暂堵压裂、裂缝监测、示踪剂监测、地震地质工程一体化实时决策系统应用等多项试验,成功实现了国内最大最深的水平井大平台体积改造。

    形成建产新型模式

    8月28日,随着MaHW1244井第29级施工结束,玛131示范区12井大平台顺利完成331级压裂。

    示范区8月28日开井生产,目前大平台尚处于压裂液返排初期,平台日产油量已达到260吨/天以上,60天平台累产破万吨,单井累产841吨,大平台产量优势凸现,生产势头良好。

    玛湖砾岩大油田是目前世界上发现的最大砾岩油田,也是国内仅有的粗碎屑岩致密油,已成为中石油最重要的上产油田。

    但由于玛湖地区主力油藏储层致密,非均质性极强,均为特低孔、特低渗,天然裂缝不发育,直井普遍低产,开发难度较大。此外,该地区油藏为异常高压,储层压力敏感强,产能影响因素复杂。

    为了能够形成致密砾岩储层效益建产新模式,新疆油田公司在玛131井区建立示范区, “玛湖水平井+体积压裂工程技术攻关项目组”勇担重任,整体压裂、整体施工,利用井群压裂协同的效应,人工干预地应力场,极大的增加了裂缝复杂程度。这是首次立体井网开发,对压裂工艺设计和实施质量要求极高。

    该示范区大平台共部署12口水平井,水平段主要范围1600—1803米,设计压裂331级,压裂液四十余万立方米、支撑剂28000余立方米、压裂施工限压80至85兆帕。级数多、液量大、工艺多样化、试验内容多、协调组织难度大,要高效率、高质量完成压裂施工,对于玛131立体井网示范区项目组来说,这是一块难啃的“骨头”,立体井网开发项目在克拉玛依油田首次试验,在国内其他油田工程技术应用中,如此规模的大平台工厂化压裂在平台属罕见。

    在北美立体井网整体压裂改造理念的启发下,设计人员在玛131立体井网示范区开展“长水平段、小井距、大井丛、密切割、工厂化”的立体井网压裂新模式,为后期玛湖油田规模效益开发提供了指导。工程技术研究院方案设计人员为了做好整体压裂设计,构建示范区精细化三维地质工程技术一体化模型,经过上百次的裂缝延伸模拟,反复桌面推演,从设计源头上保障缝网全覆盖。

    突破多项关键技术

    前行的路上,难免会遇到各种波折和坎坷。

    如何在压裂设计源头就保证较高的整体缝网覆盖率?在100至150米小井距井网模式下发生压裂干扰后,如何利用压裂干扰产生正面影响以提升压裂改造效果?如何在中深层非均质地层小井眼条件下实现高密度缝控改造技术?大规模多井压裂,如何确保现场施工质量与效率?

    这是一连串的难题,就像一块块巨石阻挡在科研人员的面前。

    引进地质工程一体化体积压裂设计理念,通过多年的摸索,设计人员系统掌握了三维压裂设计方法,结合各环节的设计难点,多次进行方案探讨和现场踏勘。

    在玛131示范区整体压裂改造中,设计人员还面对着现场施工井数多、作业环节多,试验内容多的“三多”问题,他们不仅要考虑到一些不确定因素,还要按照限期内进行施工,同时,要在现场及时判断、及时处理。

    为了保障压裂保质保量按时完成施工,方案设计人员积极与开发公司、西部钻探井下作业公司进行沟通、讨论,及时调整液体配方、改善降阻性能,全程参与压裂施工过程,密切跟踪、及时指导,不断优化现场施工参数。

    针对这些难点,科研人员在三维整体压裂设计、压裂干扰有效利用、高密度缝控改造、施工质量监测等方面进行研究和攻关,最终,形成了4项关键技术,整体提高了裂缝有效覆盖率,为示范区储层充分改造提供技术保障。

    承担这项任务的“玛湖水平井+体积压裂工程技术攻关项目组”目前成员30人,学历均在大学本科及以上,教授级高工及高级工程师占团队成员一半以上,具有扎实的理论研究基础和丰富的科研生产经验;同时40岁以下青年骨干占比70%以上,是一支充满活力,朝气蓬勃的科研队伍。项目组是新疆油田公司集工程技术研究院的钻井、采油、地面、安全环保、科研管理等专业优势科研力量和开发公司优秀现场管理人员,以水平井体积压裂技术攻关为核心、配套钻、采、地,组建而成的一支工程地质一体化、方案实施一体化、技术经济一体化联合攻关团队。该项目组以解决玛湖勘探开发过程中的工程技术难题为目标,伴随玛湖勘探开发而生,本次示范区平台井体积压裂技术是项目组“支撑油田、攻坚克难”前进道路上一个新的里程碑。

    多重指导全院动员

    平台井压裂是玛湖致密油规模效益建产的主要技术手段,为全面保障大平台高质量施工,工程技术研究院全员行动大力配合。

    院领导和专家亲自挂帅,成立了玛131示范区质量管控组。领导专家靠前指挥,全程指导,跟踪质量,及时解决现场问题,及时调整设计和参数,为提高施工质量和作业效率提供了保障。

    在施工中,基层专家细心钻研,精心总结经验。技术专家承宁、高级工程师陈进、青年骨干何小东等人结合微地震监测与压裂施工曲线,建立了桥塞滑移快速判别方法,对于改造失效井段要求重下桥塞再压裂,确保当前井段储层改造到位。这种方法的实施使施工成功率由玛湖前期的80%提升至93%。

    压裂液体研究人员针对大段多簇试验对注入排量要求高的难题,全程把控液体质量,根据现场效果多次调整液体配方,将压裂液摩阻控制在较为理想的范围内,在限压80兆帕条件下实现13.5立方米/分设计施工排量,确保施工顺利进行。

    在历时两个半月的时间里,“玛湖水平井+体积压裂工程技术攻关项目组”科研人员全程无缝隙跟踪,保障了施工质量和储层充分改造。

    针对压裂施工现场办公环境差、指挥仪表车空间窄,且人员较多,无法满足压裂专家团队的及时高效沟通和决策等问题,7月31日,工程技术研究院自主研发的首个压裂实时监控室在玛131示范区现场吊装到位。这是压裂实时监控系统首次投入克拉玛依油田平台井压裂施工。该系统集数据采集传输、压裂实时监控指挥及压裂施工数据管理于一身,整合现场数据和监控信息,实现信息动态化和数据转存及时化,为工程技术人员快速分析和及时决策提供良好的信息平台。此外,该压裂实时监控室首次将休息区、会议区和实验区等多功能区域结合,可为工程技术人员提供现场办公、实验及休息“三合一”工作模式。

    在各方努力下,在院领导坚强领导下,玛131井区效益建产示范区水平井体积压裂创下多项指标,压后效果突出。

    亮点纷呈精彩不断

    8月11日,玛131效益建产示范区1#平台MaHW1242井首次成功实施并完成单段6簇、大排量的24级限流压裂,最高施工排量达到每分钟13立方米,实际入井液量超过5万方,砂量达到近3300立方米。

    在压裂作业初期,该井施工排量远低于设计排量,工程技术研究院现场跟踪及技术指导人员积极与开发公司、西部钻探井下作业公司多次沟通、讨论,及时调整滑溜水液体配方、改善降阻性能,确保施工排量达到每分钟13立方米,从而实现了限压、不限排量的施工。由于该井设计规模大,单级施工泵注时间长达5小时以上,对地面供水、设备提出极高的要求,为保证平台施工进度,大部分级数均在半夜进行施工作业,工程技术研究院设计人员24小时全程密切跟踪、及时指导,优化现场施工参数。

    8月15日,玛湖地区第一口单段六簇暂堵压裂MaHW1243井施工完成,这是玛湖地区水平井首次实现单段六簇暂堵压裂,该井创造了克拉玛依油田玛湖地区压裂液量新高。

    该井为玛湖地区第一口单段六簇段内暂堵压裂水平井,为保证压裂效果,设计人员借鉴国内外非常规油藏开发经验,以示范区三维地质模型为依据,根据岩石力学特征、砂体和隔层的发育情况,对加砂规模及泵注程序进行了优化设计。该井7月21日启泵,设计人员进行了全程现场跟踪。根据现场施工情况,对暂堵剂配方进行详细论证调整,确保施工的顺利进行。单段六簇暂堵压裂在MaHW1243井的成功应用,丰富了玛湖水平井体积压裂工艺技术,对玛湖后续暂堵压裂水平井具有一定的借鉴作用。

    为了激励科研人员的工作斗志、增强科研人员的使命感荣誉感,院领导、专家轮流前往一线对驻井员工进行慰问,并参与到施工全过程中,该院油气工艺研究所承担着该平台的设计与跟踪任务,该所党支部也发起了主题为“忆初心强党性 争先锋勇担当”的6月份主题党日+活动,组织党员同志赴玛131示范区3号平台进行现场参观、学习和交流,以党建促科研,发挥基层党员先锋模范作用。油气所党支部安排党员骨干,充分发挥先锋模范作用,全程驻现场指导工作。

    从6月11日到8月28日,工程技术研究院玛131示范区“玛湖水平井+体积压裂工程技术攻关项目组”科研人员经过79天的奋战,与各施工组织单位密切配合,顺利完成12口井大平台331级压裂,成功引领压裂技术进入新阶段。

    玛131示范区整体压裂的成功实施,不仅探索提升了开发效率新途径,还将引领压裂技术进入平台化、集团化压裂的新阶段。玛湖、吉木萨尔规划普遍采用大平台立体井网开发模式,玛131示范区整体压裂的设计理念和技术思路也将为玛湖、吉木萨尔的大开发提供宝贵经验。

    本版图片由本报通讯员  裘新农  摄

 

时间:2019-11-01    来源:克拉玛依日报
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