七675井连续油管拖动水力喷射压裂设计.docx
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七675井连续油管拖动水力喷射压裂设计
油商密
★5年
构造名称:
柴达木盆地西部坳陷区七个泉构造高点部位
井号：
七67-5井井别：
采油井
施工类型：
连续油管拖动水力喷射压裂
七67-5井连续油管
拖动压裂工程设计
（工具由华鼎鸿基石油工程技术有限公司提供并进行技术服务）
第一层喷射位置：
1005.7m
第二层喷射位置：
968.0m
第三层喷射位置：
949.0m
青海油田公司钻采工艺研究院
华鼎鸿基石油工程技术（北京）有限公司
青海油田公司边远油田开发公司
2014年6月10日
工艺设计责任表
井号：
七67-5井井别：
采油井
施工类型：
连续油管拖动喷砂射孔环空压裂井型：
直井
设计单位：
青海油田公司钻采工艺研究院
华鼎鸿基石油工程技术（北京）有限公司
委托单位：
青海油田公司采油三厂
设计人：
2014年6月10日
设计单位审核人：
年月日
设计单位技术负责人：
年月日
委托单位技术负责人：
年月日
委托单位行政负责人：
年月日
油田公司批准人：
年月日
一、措施目的
对该井进行压裂投产，建立产能。
二、基本数据
1、基础数据表:
井号
七67-5
井别
油井
地面海拔（m）
3050
油补距（m）
联入（m）
5.9
补心高度（m）
6
补心海拔（m）
3056
坐标
X：
4249866.3Y：
16294630.20
地理位置
七个泉油田构造西部南区
构造位置
柴达木盆地西部坳陷区茫崖凹陷亚区小红山—阿哈堤-七个泉背斜带上的七个泉构造高点部位
开钻日期
2014年4月29日
完钻日期
2014年5月10日
完井日期
2014年5月12日
完钻井深（m）
1160
阻环流位置（m）
1145.91
最大井斜（°）
3.06
井深（m）
1125
方位（°）
338.59
钻井油层泥浆性能
比重（g/cm3）
1.07-1.1
泥浆浸泡油层时间（d）
7
粘度（mPa·s）
43-48
目前人工井底（m）
1145.91
2、完井套管数据表：
类别
规格（mm）
钢级
壁厚
（m）
内径（mm）
下入深度（m）
固井质量
水泥返深
（m）
表层套管
244.5
J55
8.94
226.62
186.54
合格
地面
技术套管
油层套管
139.7
N80/PT110T
9.17
121.36
1157.48
合格
地面
短套管位置
1、866.09-869.64
2、652.02-656.06
注：
定向井、水平井必须附井斜数据表
3、电测解释成果表
电测序号
井段（m）
厚度（m）
孔隙度
渗透率（mD）
饱和度
解释结论
（%）
（%）
43
942.6-946.7
4.1
15
11
34
干层
44
965.6-968.4
2.8
17
19
58
差油层
45
1004.4-1009.5
5.1
19
27
42
差油层
注：
只填与油气相关的层（如分层系开发，只填写油水井对应层系油气相关层）
4、拟射孔层数据表
解释序号
小层号
井段
厚度
射孔
（m）
（m）
枪型
弹型
相位
孔密
孔数
传输方式
1
Ⅵ-16+17
944-954
10
102
127
16
160
电缆传输
2
Ⅵ-20
965.6-972.2
6.6
102
127
16
106
电缆传输
3
Ⅵ-24
1004.4-1009.5
5.1
102
127
16
82
电缆传输
合计
21.7
348
注：
射孔井段固井质量：
二、邻井油水井生产数据表
1、区域构造井位图
注水井采油井
2、相邻油井生产数据表
井号
投产初期生产情况
生产井段（m）
厚度（m）/层数
日产油（t/d）
含水（％）
备注（压力系数）
七66-4
1125~1193
21/4
1.9
27
/
七新6-4
1020.2~1074
26.9/5
0.7
2.4
/
七中4
509~1140
74.4/27
2.1
1
/
井号
目前生产情况（2014年5月）
生产井段（m）
厚度（m）/层数
日产油（t/d）
含水（％）
备注（压力系数）
七66-4
1125~1193
21/4
1.8
34
/
七新6-4
1020.2~1074
26.9/5
0
0
长停井
七中4
509~1140
74.4/27
0
0
填封
（水井）
井号
注水层段
日注水（m3）
累计注水（m3）
备注
七新6-3
Ⅵ-1~Ⅵ-15
23
82209
/
七65-5
Ⅵ-16~Ⅵ-23+24
20
8687
/
3、与邻近水井的连通情况：
注水井号
井距（m）
射开井段
（m）
注水泵压（MPa）
油压（MPa）
套压
（MPa）
累积注水
（104m3）
连通情况
七新6-3
205
969.6~1020
25
4
0
8.2209
连通
七65-5
300
1110~1143
25
2
0
0.8687
连通
4、与邻近油井的连通情况：
层号
七67-5
七新6-4
七66-4
七7-5
七中4
Ⅲ-18
射孔
射孔
Ⅲ-22
射孔
Ⅲ-24
射孔
射孔
Ⅲ-27
射孔
Ⅲ-29
射孔
Ⅲ-33
射孔
射孔
Ⅲ-37
射孔
Ⅳ-4
射孔
射孔
Ⅳ-5
射孔
射孔
Ⅳ-9
射孔
Ⅳ-11
射孔
Ⅳ-29
射孔
射孔
Ⅴ-8
射孔
Ⅴ-11
射孔
Ⅵ-6
射孔
Ⅵ-8
射孔
Ⅵ-9
射孔
Ⅵ-12
射孔
Ⅵ-14
射孔
射孔
Ⅵ-15
射孔
射孔
射孔
Ⅵ-16
射孔
射孔
射孔
射孔
射孔
Ⅵ-17
射孔
射孔
射孔
Ⅵ-20
射孔
射孔
射孔
射孔
Ⅵ-21
射孔
射孔
射孔
射孔
Ⅵ-24
射孔
射孔
射孔
射孔
同层系邻井实测地层压力成果表
井号
井别
测试日期
油层中深（m）
油层中压（MPa）
压力系数
备注
七64-3
采油井
2013-4-29
1252.5
3.79
0.30
七64-7
采油井
2012-3-18
1231
3.577
0.29
七7-5
采油井
2011-6-17
788.8
4.039
0.51
七65-7
采油井
2012-7-21
1172
2.907
0.24
四、压裂层位参数
1、压裂井段数据：
序号
层位
射孔井段（m）
厚度（m）
孔数
渗透率.（md）
孔隙度
含油饱
解释结论
（%）
和度（%）
1
Ⅵ-16+17
944-954
10
160
15
11
34
干层
2
Ⅵ-20
965.6-972.2
6.6
106
17
19
58
差油层
3
Ⅵ-24
1004.4-1009.5
5.1
82
19
27
42
差油层
合计
21.7
348
压裂第一井段位置：
1004.4-1009.5m，厚5.1m/1层；
压裂第二井段位置：
965.6-972.2m，厚6.6m/1层；
压裂第三井段位置：
944-954m，厚10.0m/1层；
2、压裂层段岩性：
灰色泥岩、砂质泥岩、钙质泥岩与砾岩互层，间夹砂岩及泥质粉砂岩。
3、地层水性质：
油田水大部分为高矿化度的CaCl2、NaHCO3型水，个别井有Na2SO4和MgCl2型水。
油田水总矿化度7.16×104～19.65×104mg/L，一般14×104～17×104mg/L。
PH值6.5～13，一般为7.5～8.5，平均为8.3，油田水主要属碱性水。
4、压裂层段破裂压力：
参考邻井计算目的层段的破裂压力：
地层破裂压力梯度为0.04MPa/m，该井破裂压力估算为39.07Mpa。
5、距断层距离、方位：
该井周围200米内无断层。
6水层位置：
该压裂井段上段无水层，下段1090-1094m处有水层。
7、泥岩隔层位置：
该压裂井段上段938-942m有稳定的泥岩隔层，下段1010-1020m有稳定的泥岩隔层。
三、措施依据与施工方案
1.设计依据与原则
（1）七67-5井压裂地质设计；
（2）邻井和该区块以往压裂情况。
2.加砂压裂设计思路
（1）采用清洁压裂液体系，降低压裂液对地层的伤害，提高措施效果；
（2）为了提高储层的导流能力，采用低密度高强度陶粒作为压裂用支撑剂；
（3）从七个泉以往施工情况看，地层的滤失较大，采用粉陶段塞达到降滤失目的；
（4）为避免裂缝扭曲所带来的加砂困难，采用支撑剂段塞达到打磨裂缝的目的；
（5）为了使目的层改造彻底，采用连续油管带底封拖动+水力喷射环空压裂改造技术。
（6）为了降低近井地带摩阻，在施工之前向地层注入酸液。
3.该井拟定喷砂射孔按3段施工：
序号
层位
射孔井段（m）
厚度（m）
孔数
渗透率.（md）
孔隙度
含油饱
解释结论
（%）
和度（%）
1
Ⅵ-16+17
944-954
10
160
15
11
34
干层
2
Ⅵ-20
965.6-972.2
6.6
106
17
19
58
差油层
3
Ⅵ-24
1004.4-1009.5
5.1
82
19
27
42
差油层
合计
21.7
348
压裂第一井段位置：
1004.4-1009.5m，厚5.1m/1层；
压裂第二井段位置：
965.6-972.2m，厚6.6m/1层；
压裂第三井段位置：
944-954m，厚10.0m/1层；
4.压裂液性能综合评价
四、压裂工具设备及作业工序
1、设计井口装置及井下管柱组合
1）井口装置：
图2连续油管专用井口
①安装连续油管四闸板井口防喷装置，要求现场试压合格。
②在600型井口四通上安装CTFR180/70型连续管压裂专用井口（Y型四通+180大闸阀+防喷器+适配法兰）。
③地面检测防喷器合格后,在Y型专用井口上安装防喷器。
④在地面安装注入头、鹅颈管、防喷盒、防喷管等设备，打好地基、绷绳，且绷绳数量不少于4根，绷绳与地面角度小于45°。
⑤在连接工具前，对连接器做拉力和压力（50MPa）试验。
⑥连接压裂工具串到连接器，连接防喷管到防喷器，并调整使工具下端与防喷管底部平齐；连接防喷管与Y型四通，设备就位。
在连续管上做好标记，作为零点。
⑦对大闸阀之上的环空注入通道及相关设备试压（关闭放喷闸阀，通过连续管注入，试压60MPa）。
泄压，校准相关参数显示。
重新打好地锚、绷绳。
2）地面管汇。
井口及地面管汇连接示意图
3）管柱组合：
（由上至下）
2-3/8"连续油管+安全接头+水力喷枪+K344-110封隔器+机械定位器+防砂水力锚+单流阀+筛管+导锥=4.20m（划线部分的工具为华鼎石油提供）。
注:
依据工具组合长度确定放喷管的长度。
连续油管拖动水力喷射管柱结构如下图3:
图3连续油管拖动水力喷射管柱结构及井口装置
4、连续油管拖动水力喷射管串工具技术参数汇总如表五
连续油管喷砂射孔与压裂的工具管住结构（由上至下）
压裂工具串参数（从上到下）
序号
名称
扣型
外径（mm）
长度（cm）
累计长度（m）
1
变扣接头
2-3/8变2-7/8
79
20
0.20
2
安全丢手
2-7/8
79
40
0.60
3
扶正器
2-7/8
116
0
0.60
4
喷枪
2-7/8
108
66
1.26
5
扶正器
2-7/8
82.5
0
1.26
6
K344封隔器
2-7/8
116
78
2.04
7
接箍定位器
2-7/8
132
40
2.44
8
水力锚
2-7/8
78
50
2.94
9
单流阀
2-7/8
78
0.12
3.06
10
筛管
2-7/8
73
40
3.46
11
引鞋
2-7/8
73
12
3.58
连续油管拖动水力喷射管串工具技术参数汇总
水力喷枪
K344-110封隔器
机械定位器
防砂水力锚
金属材质
P110
金属材质
P110
金属材质
P110
金属材质
P110
喷枪最大外径
98mm
最大外径
110
本体外径
118mm
本体外径
115mm
最小内径
50mm
最小内径
46mm
最小内径
44.5mm
最小内径
60mm
工具总长
450mm
工具总长
715mm
工具总长
320mm
工具总长
320mm
水嘴直径
4mm*6
两端连接扣型
27/8"EUE
上端连接扣型
27/8"TBG
两端扣型
27/8"TBG
耐压差
50MPa
压力等级
70MPa
压力等级
70MPa
压力等级
50MPa
额定工作温度
150°C
额定工作温度
120°C
额定工作温度
150°C
额定工作温度
150°C
工作环境
STD
启封压差
2～4Mpa
适用套管
φ118-φ125
适用套管
φ121-φ126
2、连续管与压裂的井口连接（由上至下）
2-3/8连续油管的（注入头+防喷盒+防喷器）+转换法兰+180×10M的专用井口（防喷管+Y型四通+直角四通+手动闸阀+手动闸阀）+井口大四通
180×10M防喷管：
其长度应能容纳井下工具串，需要时可在带压状态下起下或更换井下工具，确保操作安全并保持施工过程连续；
180×10MY型四通：
Y型双通道注入，在环空注入大排量携砂液时，可避免连续管受到冲蚀伤害；
180×10M直角四通：
主要用作冲砂时的返出通道，特别是在采用氮气冲砂或井内有气时推荐使用。
目的是防止含砂气流损坏注入通道或放喷通道的阀门管汇，避免对后续作业的影响；
180×10M手动闸阀：
在下入工具前或施工结束起出工具后关闭，维持井筒压力，并利于卸除防喷管内的压力。
在要求高的场合，其中一组配成远程液动；在要求更高的场合，要增加一组180×10M的液压防喷器组。
井口大四通：
连接放喷和循环通道；承压能力满足环空压裂的要求（本井按35MPa考虑）；要求能在需要时悬挂油管挂。
井口连接装置总程
CTFR180-70连续管压裂“Y”型专用井口的主要连接尺寸
3、施工工序
1）试压
按Q/CNPC《连续油管作业技术规程》执行用压裂车打压35MPa，检查地面管线及连续油管、井筒和两车连接密封情况，稳压10min,压降小于0.7MPa为合格。
2）通井
由上至下连续油管+变扣接头+液压安全接头+￠114mm*2000m通井规+2-7/8〃TBG油管短接*3.0m+￠114mm*2000m通井规+高压旋转清洗工具，通至人口井底；在下通井管柱过程中，要求控制下放速度并观察指重表变化，下入速度控制在9m/min以内，悬重变化不得超过2.0t，通井人口井底后上提
3）刮削
由上至下连续油管+变扣接头+液压安全接头+5-1/2刮削+高压旋转清洗工具，刮削至人工井底，在封隔器座封位置往复刮削三次；
4）下连续管压裂管柱
①井口及防喷器试压：
试压35MPa,检查地面管线及连续油管、井筒和两车连接密封情况，稳压15min不刺不漏为合格。
②下管前泄压,工具通过井口前，速度<3m/min；连续管正常下入时，限速<25m/min。
③做套管接箍定位器试验。
连续油管下至300m-500m校深程序测试：
以速度3-5m/min慢速回拉3个套管节箍，观察节箍信号，由此确认是否需对MCCL工具进行调整。
如上提拉力在1-1.5吨间且信号明显则可继续下入；如上提力过大或信号不明显，则取出工具进行调整。
5）喷砂射孔压裂
①校深
ⅰ工具通过井口：
<3m/min
ⅱ连续管下入过程中，以0.1m3/min的排量正循环，限速<15m/min
ⅲ校深程序测试：
下入至200-300m后，速度3-5m/min慢速回拉3-4个套管节箍，观察节箍信号。
由此确认校深时的控制参数、记录方法
ⅳ继续下入至短套管深度。
②短套管校深
ⅰ下至短套管以下约25m慢速上提，测定套管接箍位置，速度3-5m/min
ⅱ根据指重信号识别节箍，根据套管节箍数据确认短套深度。
记录短套管节箍上端深度，在连续油管上做标记
③喷砂射孔点校深
ⅰ自短套管下放至压裂层以下超过两个套管节箍，速度3-5m/min慢速上提，测定压裂层下部的套管接箍位置
ⅱ上提a+b，至喷砂射孔点位置，在连续油管上标记
a：
射孔点至下部节箍的距离
b：
接箍定位器距喷嘴的距离
④反循环替基液充满井筒
反循环通道注入，连续管返出。
以300-500L3/min的排量反循环，控制泵压30MPa以下，替入基液。
4、裂前期准备工作
（1）采油三厂组织、协调、监督配制压裂液582m³，活性水60m³，备15%盐酸液6m³。
酸液执行Q/SY0154-2000压裂酸化液现场配置及质量要求。
（2）压裂队准备
①准备配套的2-7/8"连续油管设备1套，连续油管保护压裂井口1套（通径≥120mm）；
②混砂车、管汇车、仪表车各1台
③2000型压裂车6台，砂罐车、40m³罐、预处理罐车数量由压裂队自定，保证满足砂液装配；
④清洁所有拉液罐车和40m³大罐；
⑤罐车装运支撑剂前,认真检验支撑剂，并有一定余量；
⑥负责压裂施工现场HSE安全管理。
（3）生产单位工作
①负责联系压裂所需的作业力量、施工队伍；
②负责协调、监督做好压后返排。
③负责施工现场协调、管理和监督。
五、裂缝模拟结果及注入方式
1、注入方式:
2-3/8"连续油管喷射、套管加砂压裂；
2、施工排量：
油管排量0.6m³/min、套管排量：
3.0—3.5m³/min;
3、井口限压:
60MPa、套管限压35MPa
4、破裂压力梯度:
0.019MPa/m
5、地面最大破裂压力:
45MPa
6、施工所需功率最大功率:
3000hp；
7、施工压力预测表
七67-5井施工压力预测（喷嘴4mm*4）
延伸压力梯度0.015MPa/m
排量（m3/min）
0.5
0.65
0.7
出口流速（m/s）
132.7
215.6
232
喷嘴压降（MPa）
17
29
34
管串摩阻（按连续油管长3000m计算）
（MPa）
5.8
6.4
7.2
预计射孔时泵压（MPa）
16.9
31.4
41.2
预计压裂时泵压
35-38
环空排量（m3/min）
3
环空摩阻+孔眼摩阻（MPa）
3.5
预计控制套压（MPa）
14～16
六、泵注程序及现场施工步骤
1、连接压裂车组与连续油管作业机泵入系统。
2、试压：
地面管线试压50MPa，套管注入管汇试压35MPa，不刺不漏为合格。
3、压裂：
第一段喷射点为1005.7
1喷砂射孔
喷枪（4*4mm）喷砂射孔施工工序表表一
步骤
施工时间
工序
排量
支撑剂
压裂液
min/s
m3/min
类型
砂比
用量
累积
用量
累积
阶段
累积
kg/m3
%
m3
m3
m3
m3
1
7.69
7.69
建立排量
0.65
—
—
—
—
—
5
5
2
21.96
18.56
基液射孔
0.65
石英砂
117.6
7
1
1
14.28
19.28
3
15.38
33.95
顶替液
0.65
—
—
—
—
—
10
29.28
注：
喷砂过程中如压力明显降低，提高排量保持压力平稳。
挤注酸液泵注程序表二
步
骤
施工时间
Min/s
工
序
连续油管排量
m3/min
油套环空排量
m3/min
支撑剂
类型
砂比
%
砂浓度
kg/m3
支撑剂用量
m3
压裂液用量
m3
阶段
累积
阶段
累积
阶段
累积
1
3’
3’
加酸
0.65
—
—
—
—
—
—
2（15%盐酸）
2
11’
14’
顶替液
0.65
—
—
—
—
—
—
7
7
②压裂施工：
执行压裂施工工序如表三
压后测瞬时停泵压力，若停泵压力高于12MPa，则扩散压力40min，反洗20.0m³的液量，上提连续油管到下一个喷射点。
若停泵压力低于12MPa，则直接反洗18m³的液量后上提连续油管到下一个喷射点。
（2）第二层段：
喷射点为968m（机械定位器位置：
969.5m）；
①喷砂射孔
②压裂施工：
执行压裂施工工序表四。
压后测瞬时停泵压力，若停泵压力高于12MPa，则扩散压力40min，反洗20.0m³的液量，上提连续油管到下一个喷射点。
若停泵压力低于12MPa，则直接反洗26.5m³的液量后上提连续油管到下一个喷射点。
（3）第三层段：
喷射点为949m（机械定位器位置：
950.5）；
①喷砂射孔
②压裂施工：
执行压裂施工工序表五。
压后测瞬时停泵压力，若停泵压力高于12MPa，则扩散压力40min，反洗20.0m³的液量，上提连续油管到下一个喷射点。
若停泵压力低于12MPa，则直接反洗26.5m³的液量后上提连续油管到下一个喷射点。
4、起连续油管，当油管还剩100m时慢慢上提，直到连续油管标记处重合，关闭FZ18-70液动双闸板防喷器半封，然后卸掉防喷管下面油壬，再调整注入头高度，下放连续油管，卸掉压裂工具串，拆防喷
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