《长庆油田水平井酸化压裂中树脂球的应用》
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摘 要：长庆油田水平井酸化压裂过程中,可以钢球打滑套的方式进行施工作业,在完成压裂动作后,则需要将压裂钢球排出井口,但是,在实现这一操作的过程中,由于高速压裂液的推动,极容易导致地面管线、閥门等方面的破损.基于此,从树脂球应用的角度进行分析,结合长庆油田水平井的实际情况,以高强度工程塑料为材料,实现树脂球满足长庆油田水平井酸化压裂的施工技术要求,旨在实现气井返排质量的综合提升.
关键词;长庆油田水平井;酸化压裂;树脂球
引言：长庆油田水平井压裂施工过程中,以不动管柱的方式进行施工,压裂施工则是以投球的方式,打开多级压裂工具滑套,并完成对应层位施工,在实际应用中,可以以水力加砂压裂、酸化压裂两种方式.其中,酸化压裂则是按照酸液的化学溶蚀作用,实现地层渗透性能的综合提升.但是,在实际应用中,需要进行放喷排液,钢球的返排难度高,所以,需要以高强度工程塑料制作压裂求,从而进行压裂处理,实现气井排放质量的综合提升[1].
1技术要求
1、1材料特性与技术分析
高强度工程塑料本身具有刚性大、形变小、机械强度高、耐热性比较高,而且,具有一定的电绝缘性,其主要的原料是树脂.其中,聚醚醚酮树脂的性能相对比较高,在实际应用中,具有明显优势.长庆油田水平井酸化压裂过程中,其区域主要在鄂尔多斯盆地,具有地层结构、压裂方式、设备特点等因素,树脂球在实际应用中,其密度需要小于1.8g/cm?,标准球的承受压力需要达到45MPa,稳压30分钟后,压力下降幅度变化需要在5MPa以内.树脂球在100℃中,其热膨胀系数相对较小,而且,随着温度变化其球体尺寸并没有明显变化,树脂球在20%的盐酸溶液内,其具有较强的抗酸腐蚀性[2].
1、2树脂球承压试验分析
长庆油田水平井的最大工作层为10段,压裂管柱则是以投球的方式并进行多级压裂滑套完成施工操作,在实际操作中,选择KPS-90水力喷射器为工具,压裂求的直径尺寸相差为1/8.钢球的最小为19.04mm,最大的数值为50.7mm,结合长庆油田水平井的压裂施工要求,重点针对树脂球密度、耐腐蚀等方面进行测试与分析.一方面树脂球密度测试方面,其密度值在1.8g/cm?一下,基本符合长庆油田水平井酸化压裂施工的实际需求.另一方面,针对树脂球的耐腐蚀性方面进行试验分析,将两套树脂球浸入到20%盐酸溶液中,浸泡时间控制为3h,树脂球表面并没有出现腐蚀的情况,可以满足酸化压裂施工需求.此外,在对树脂球的耐高温方面进行试验分析中,基于长庆油田水平井的储层比较深,温度在100℃左右,但是,在压裂液的应用下,可以对储层进行降温,所以,在试验中,将树脂球放置在100℃水中进行持续加热,树脂球的尺寸变化在0.02mm之间,基本符合长庆油田水平井酸化压裂的综合需求.从承压试验的角度进行分析,承压在45MPa,不同级别树脂球,树脂球的最大承受压力可以达到70MPa以上,而且,返排压差的压力差值在5MPa以内,脱离过程中并没有卡球的情况,可以满足长庆油田水平井酸化压裂施工的预期效果.
2长庆油田水平井酸化压裂中树脂球的应用分析
2、1基础数据
长庆油田水平井横跨陕、甘、宁等地,在进行试验分析的过程中,结合地质结构变化,选择5口气井进行试验分析.试验井的基本数据情况如下：靖平44-17完钻井深5861m,水平段垂直深度3535 m,段数8段;榆42-5H3完钻井深5631,水平段垂直深度3477,段数8段;榆42-5H2完钻井深5458,水平段垂直深度3501,段数7段;榆42-5H1完钻井深5466,水平段垂直深度3361,段数6段;靖平9-21完钻井深5692,水平段垂直深度3484 ,段数8段.
2、2压裂施工分析
5口试验井在压裂施工过程中,其销钉剪切变化比较明显,在注射前职业以及酸化压裂的操作中,套压的平均值为21MPa,压力数值变化在合理范围内.在进行试验检验与分析中,部分位置出现油压波动,但是,并没有超过设计的临界值.其中,靖平44-17的平均油压数值为54MPa,套压的最高值为25MPa,榆42-5H3的平均油压数值为66MPa,套压的最高值为27MPa,榆42-5H2的平均油压数值为62MPa,套压的最高值为25MPa,榆42-5H1的平均油压数值为63MPa,套压的最高值为23MPa,靖平9-21的平均油压数值为66MPa,套压的最高值为24MPa,结合上述结果,在进行研究与分析的过程中,则需要从地层温度变化、压力变化等角度进行分析,这对进一步实现返排质量提升方面有积极作用[3].
2、3现场试验结果分析
在对长庆油田水平井进行测试与分析中,则需要结合施工工艺进行操作,平均施工周期则为120min.酸化压裂的实际施工过程中,本次所选长庆油田水平井部分位置的前置液交联配比系数比较低,注液排量比较大,滑套虽然可以正常操作,但是,剪切销钉方面并没有明显变化,销钉剪切的平均压力差值为12MPa.结合酸化压裂施工操作需求,油压方面并没有出现直观下降的情况,这说明树脂球本身的承压效果比较高,并没有出现碎裂的情况,而且,在实际应用,具有良好的密封性,基本可以满足长庆油田水平井的酸化压裂施工需求.从放喷的角度进行分析,树脂球可以返排出地面管线,而且,并额米有出现卡球的情况.从测量与检验分析的角度进行分析,树脂球的表秒比较完整,在压裂过程中,承压前后并没有明显差异,这说明,长庆油田水平井酸化压裂过程中,可以通过树脂球的应用,提高压裂操作质量.
结论：综上所述,树脂球本身具有良好承压性、密封性,而且,具有较强的耐腐蚀性,在地层复杂温度环境下,热膨胀系数相对较小,可以替代实心钢球,并进行酸化压裂施工.此外,树脂球本身的密度比较小,重量比较轻,可以解决长庆油田水平井实心钢球难以返排的施工问题,这对改善气井返排效果,提高产量等方面有积极作用.
参考文献：
[1]何火华,黄伟,王鹏.水平井前置酸加砂压裂技术优化研究[J].非常规油气,2020,7（02）：109-113.
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长庆油田引用文献:
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