致密气藏压裂高效返排工艺技术

通过对低渗致密油气藏压裂液返排机理的研究,得出压裂后压裂液返排的影响因素除了基本地质特征外,主要还有压裂液的水锁伤害、启动压力和返排压差。在此基础上,通过研究提出了低渗致密油气藏压裂后高效返排的技术对策,即以高效返排压裂液和压裂液强化破胶为技术核心,以纤维加砂、液氮伴注、工艺优化和压裂后返排控制为关键技术,实现低渗致密油气藏压裂后压裂液的高效返排。高效返排工艺技术在川西地区致密气藏应用取得了良好的效果,缩短了返排时间,提高了压裂液的返排率和返排效率,降低了压裂液对储层的伤害,保证了压裂改造的效果。     

鄂北上古生界致密砂岩气藏压裂工艺技术研究及应用

鄂尔多斯盆地上古生界二叠系下统山西组、下石盒子组致密砂岩气藏具有低压、低渗的特点 ,且非均质性强 ,属超低渗储层。基本无自然产能 ,必须进行压裂改造才能获得一定产量。针对储层低渗特点 ,进行了优化压裂液配方、延迟交联技术、破胶剂浓度阶梯形逐渐增大的加入方法的研究 ,筛选优化了适合本地区使用的压裂液体系。针对储层低压特点 ,采用压裂时伴注液氮的方法加快压裂液的返排。同时为提高压裂施工水平 ,最大限度改善压裂效果 ,采取了先进的压裂设计软件进行压裂设计、压裂诊断试验和现场优化压裂设计、强制闭合裂缝、现场质量控制等方法 ,经过现场应用 ,取得了明显的效果。压裂前各层普遍不产气或微产气 ,压裂后有多层气产量超过 10 0 0 0m3 /d ,使该区天然气勘探工作获得重要突破     

大型加砂压裂在川西难动用储层Js21的先导性试验

川西沙溪庙组储层具有低渗致密的特点,低渗致密气藏改造需要造长缝,增加施工规模是最有效的途径。川孝490D井位于川西新场构造北翼,新场Js21储层属于难动用储层,压后返排困难,常规压裂改造后效果均较差。川孝490D井Js21砂体垂厚18.8m,孔隙度为14.9%、渗透率1.37×10-3μm2,砂体展布范围宽,泥页岩隔层厚度大,盖产层之间地应力差明显,具备大型加砂压裂的基础和条件,由于该井是定向井(最大井斜角为39°)且目的层最大井斜角为28.2°,极大地增大了施工的难度。因此,压前通过测试压裂和分析,并运用FracPT压裂设计软件对施工参数进行设计和优化后,对该井Js21储层实施了81m3大规模加砂压裂先导性试验,同时采用支撑剂段塞、斜坡式线性加砂、全程液氮伴注等工艺,加砂强度达到4.31m3/m,平均砂比为25%、排量4.0~5.5m3/min、入地液量541.3m3,压后返排率达到90%,该层射孔后获天然气0.2×104m3/d,压后获得天然气无阻流量1·7×104m3/d。Js21储层大型加砂压裂的成功实践为高效、经济开发川西低渗致密储层提供了可靠的技术保证,也为同类型气藏勘探与开发提供了宝贵的经验。     

大牛地气田液氮伴注效果分析及优化

大牛地气田具有低渗、致密、低压的特点,在压裂施工中,通常存在压后返排困难、压裂井自然喷通率低的现象。采取较高液氮伴注比例压裂层位的水平井自然喷通率较高,然而一味地提高液氮比例会增加生产成本。文中在最小液氮伴注比例计算的基础上,考虑了启动压力梯度对压裂液返排的影响,得出了大牛地气田液氮伴注压裂井压后自然喷通的最小液氮用量评价模型,并给出了大牛地气田盒1气层压裂井压后自然喷通的最小液氮伴注比例,为大牛地气田液氮伴注压裂施工提供了参考。     

致密砂岩气藏压裂液高效返排技术

压后返排是水力压裂作业的重要环节,低渗致密油气藏压裂液的高效返排,是保证压裂效果的关键所在,直接影响压裂改造的效果。通过低渗致密油气藏压裂液返排机理的研究,分析了影响压后压裂液返排的影响因素除了基本地质特征外,主要有压裂液的水锁伤害、启动压力的和返排压差。在此基础上,通过研究,提出了低渗致密油气藏压后高效返排的技术对策,即,以高效返排压裂液和压裂液强化破胶为技术核心,以纤维加砂、液氮伴注、工艺优化和压后返排控制为关键技术,实现低渗致密油气藏压裂后压裂液高效返排。高效返排工艺技术在川西致密气藏应用效果良好,大大地缩短了返排时间,提高了压裂液的返排率和返排效率,有效的降低了压裂液对储层的伤害,保证了压裂改造的效果．     

液氮伴注压裂工艺技术研究与应用

针对低压低渗气藏水基压裂液压裂后,液体返排率低等问题,在室内研究了液氮伴注压裂工艺技术。通过现场试验表明,该工艺具有压后压裂液返排率高、滤失低、对储层伤害小等特点。     

青海油田实施全程式伴注液氮加砂压裂再创新的对策

全程式伴注液氮加砂压裂成为新兴的热门技术。依据液氮具有较稳定的物理性质,储备压缩能较多、体膨胀势能的传递利于在储层内和井筒内驱排压裂液,提高返排速度和返排率,增大压裂效果,液氮中加入发泡剂,可进一步提高排驱压裂液的能力。从泵注前置液～泵注顶替液的全过程中,连续伴注液氮的含量呈现逐步减少趋势。液氮与工作液混注是较多采用的方式,分别从油管、油套环空进行恰时泵注。技术及装备的全面配套,推广应用的速度快、范围广、成效显著。深层次的技术创新在于强化基础研究、超正压射孔与压裂联作、科学确定工作液中的液氮含量、有条件时实施液氮与工作液分开恰时泵注、扩大应用中的压裂液种类、采用多种高效破胶剂、研究乳化酸加砂压裂工艺技术、返排液控制与井下吐砂监测等。研讨在于扩大专业学术交流范围、促进青海油田技术创新。     

SF气田水平井分段压裂技术研究

SF气田蓬莱镇组气藏水平井分段压后平均测试产量为1.23×104m3/d,投产率仅46.%,个别井出砂严重堵塞油管,且平均返排率为58.2%,未达到预期开发效果。针对这种情况,亟待深入分析原因,通过深化储层 认识和实验研究,认为储层多为砂泥岩互层,非均质性严重,采用均质模型进行裂缝间距优化不尽合理;储层存在中等水敏、较强的水锁伤害导致常规压裂液储层适应性差;水平井分段压裂施工时间长、分段破胶难度大、返排制不完善是该气田水平井压后产量低、返排效果不理想的主要原因。为此,提出开展水平井液氮伴注、纤维防砂优化、研究各段压后储层增能情况,制定水平井合理的返排制度,在提高返排速率的同时达到防止支撑剂回流,降低储层伤害和安全风险的目的。     

苏里格气田液氮助排工艺技术

苏里格气田储层物性差,单井自然产能较低,不经过增产措施改造就难以获得工业气流。该气田主要采用液氮伴注加砂压裂对储层进行改造,以达到增产增效的目的,因此,压裂后排液的时机与压裂后返排工作制度的确定直接影响着压裂改造的效果及该井的产能情况。根据经验,苏里格气田气井在压裂后停泵压力大于25MPa时需要关井使压力扩散,等压力降到25MPa以下时用油嘴或者针阀控制放喷。根据苏里格气田现场试验研究,提出了苏里格气田天然气井压裂的合理液氮泵注程序及适合于苏里格气田压裂后排液强化返排技术。     

临兴区块致密砂岩气藏裸眼水平井分段压裂技术

临兴区块致密砂岩气储层裸眼水平井分段压裂过程中,存在压裂施工参数不易确定,投球时机把握不准,压裂液低温破胶难,返排效率低,压后大量产水等问题。在分析气藏特点和借鉴多级压裂经验的基础上,通过油藏数值模拟、压裂模拟优化,将裸眼水平段分成6～12段进行压裂,加砂排量4 m~3/min,平均砂比19%～23%;优化投球程序,保证球能顺利到位打开滑套,同时尽量降低过顶替量;优选低浓度速溶瓜胶压裂液体系,实现低伤害、低温快速破胶;采用液氮伴注和快速放喷返排技术,提高压裂液返排速度和效率;对目标层段进行压裂控水优化,避免压后大量产水。该技术为临兴区块致密砂岩气藏开发提供了有力技术支撑。     

洛带气田遂宁组特低渗致密砂岩气藏压裂改造技术应用研究

洛带气田遂宁组气藏埋藏较浅，属典型的特低渗致密气藏。储层为砂泥岩互层或泥岩夹层，单层砂体很薄，微裂缝较发育和非均质性强，长期以来一直被视为“非储层”。文章进行了储层敏感性评价和低伤害压裂液优选研究，提出了以“多层合压或分层压裂、中砂量、中前置液量、中排量、中砂比、强化返排措施”为特色的水力压裂改造技术，取得极为明显的增产效果，平均单井增加无阻流量4.62×104m3/d。遂宁组特低渗致密砂岩气藏压裂改造技术的重大突破，为难动用储量的升级和增储上产做出了关键性贡献，使以前一直被认为是“非储层”的致密气藏成功转化为工业性气藏，并成为川西地区增产效果最好的气藏之一。     

大规模增产作业中液体的回用技术探讨

针对页岩气、致密气等非常规气藏体积压裂过程中存在的配液用水缺乏、压裂返排液处理困难、环境污染风险大等问题,探讨了大规模增产作业中的液体回用技术。大规模增产作业对水资源的需求量大,井场用水供需矛盾突出,且产生的压裂返排液量大,面临的环境形势严峻,制约了非常规气藏的开发。压裂返排液的组成复杂,其成分主要取决于压裂液配液水质、压裂液化学组成、储层地质化学、地层水等,影响其回用时的压裂液性能,需针对性地进行处理。大规模增产作业中的液体回用技术主要是通过杀菌、沉降除机械杂质、化学沉淀除高价金属离子、补充损失的添加剂等措施使压裂返排液的性能满足再次施工要求。该技术在四川盆地须家河致密气储层及侏罗系致密油储层中得到了广泛应用,返排液回收后的利用率达95%,节约了水资源,实现了循环经济。     

“注入—压裂—返排”全过程的CO_2相态特征——以鄂尔多斯盆地神木气田致密砂岩气藏SH52井为例

为了准确预测压裂过程中流体的相态变化,有效指导矿场CO_2压裂施工设计,以鄂尔多斯盆地神木气田致密砂岩气藏SH52井为例,基于商业软件CMG,建立井筒—地层耦合数值模拟模型,通过对该井的压裂施工动态进行拟合,获得了可靠的数值模拟模型。在此基础上,对CO_2注入—压裂—返排的全过程进行模拟,研究CO_2压裂全过程的流体相态变化特征,以及压裂工艺参数对注入期末井底压力、温度和流体高压物性的影响。研究结果表明:①CO_2从注入到返排的压裂全过程,经历了"液态—超临界态—液态—气态"的相变过程,在注入、造缝和裂缝扩张的过程中,CO_2由液态转变为超临界态,且密度变化显著,介于800～1 100 kg/m~3;②CO_2注入期末,随CO_2总量的增加,井底温度逐渐降低,而井底压力、井底CO_2密度和黏度逐渐增加;③CO_2排量对井底压力、温度及CO_2密度、黏度的影响规律与CO_2总量对其的影响规律总体相似,只是CO_2排量对井底压力的影响程度更大;④当CO_2总量大于400 m3、排量大于4 m3/min后,二者对井底压力、温度和CO_2密度、黏度的影响不再显著。结论认为:所建模型实现了对CO_2压裂过程中流体相态变化特征的准确预测且拟合精度较高、2019-0模型质量可靠,该研究成果为CO_2压裂施工设计的优化提供了技术支撑。     

鄂尔多斯盆地页岩油储层应力敏感性分析及水平井返排制度优化

鄂尔多斯盆地长7段页岩油储层具有储层致密、孔隙结构复杂、地层压力系数低的特点,在多年的开发实践中逐渐总结出长水平井、大规模体积压裂的开发方式,与前期定向井或短水平井相比,开发效果获得了大幅提升。而在压裂液的返排过程中,由于页岩油储层的应力敏感特征,储层物性和地层能量将产生巨大变化,进而影响到初期含水下降速度和单井产量。通过改良的应力敏感实验,明确了页岩油压后储层与原始基质储层相比具有更强的应力敏感性,得出了应力敏感作用下的渗透率变化规律,采用数值模拟、现场统计等方法,优化了鄂尔多斯盆地页岩油水平井合理返排强度和返排时间。     

鄂尔多斯盆地致密油水平井体积压裂优化设计

鄂尔多斯盆地长7致密油储层致密、油藏低压。储层天然微裂缝发育程度和岩石脆性评价表明,盆地致密油储层物性对水平井分段体积压裂具有良好的适应性。以提高水平井多段压裂井网形式和布缝的匹配性为目的,优化了与注采井网相适配的施工参数,结果表明,实现体积压裂的排量为4~8 m3/min,单段砂量40~80 m3,入地液量300~700 m3,并形成了"低黏液体造缝、高黏液体携砂、组合粒径支撑剂、不同排量注入"的混合压裂设计模式。矿场井下微地震监测对比了体积压裂与常规压裂对裂缝扩展形态的影响,结果显示致密储层采用体积压裂的改造体积和复杂指数是常规压裂的2倍左右,且与井网适配性良好。通过开展致密油开发矿场先导性试验,水平井单井初期产量达到8~10 t/d,第1年累计产油量达2 000 t左右,且无裂缝性见水井,证明对于鄂尔多斯盆地的致密油开发,采用水平井五点井网+混合水体积压裂可以获得较高的单井产量和良好的开发效益。该项技术对其他油田的非常规储层开发有一定的借鉴意义。     

凝析气藏压裂返排参数对气井产能的影响

为了确定低渗透凝析气藏压裂后的最佳返排速率，首先建立压裂返排物理模型，然后通过保角变换，将压裂后形成的椭圆形流动区域转化为圆形流动区域，利用平面径向流产能公式确定压裂后气井的产能。利用该产能模型进行实例分析，发现凝析气藏压裂返排速率影响气井的产能，返排速率过快或过慢都会降低气井的产能。中原油田白庙断块沙三中亚段以100m^3／d左右的初始返排速率返排，压裂后将获得最高产能15000m^3／d。     

川西致密气藏裸眼水平井分段压裂技术

川西中浅层气藏致密、低孔、低丰度,裸眼水平井分段压裂是开发该类气藏的有效技术之一,但存在压裂参数难确定、压裂管柱下入难度大、水平段钻井液替出困难、压裂液返排效率低等问题。为此,在分析气藏特点和借鉴多级压裂经验的基础上,提出将裸眼水平段分成8~10段进行压裂,砂比优化为17%~21%;在注入前置液阶段采用支撑剂段塞处理近井效应,降低初期施工压力及形成多裂缝的概率;设计了可完全替出水平段钻井液的压裂管柱;制定循环钻井液、旋转管柱和给管柱加压的措施,保证压裂管柱下至设计位置;采用液氮伴注和大小油嘴交替更换的助排和返排技术,提高压裂液返排的速度和效率。XP105-1H井的裸眼水平段分成8段,采用以上技术和措施成功分段压裂;压后自然返排,返排率达95%;压后天然气产量6.441 2×104 m3/d,是相同层位水平井的2倍,天然气无阻流量达到23.168×104 m3/d。XP105-1H井裸眼水平段分段压裂的成功,可为类似致密气藏裸眼水平井分段压裂提供有益参考。      

致密气储层可压裂性测井评价方法

从致密砂岩脆性指数和断裂韧性2个方面对致密气储层可压裂性测井评价方法进行了研究.总结并对比分析了室内实验测定和利用测井数据计算致密气储层脆性指数的方法,建立了研究区适用性较好的脆性指数预测模型;为克服单纯依赖脆性指数进行可压裂性评价时的不足,应用线弹性断裂理论构建脆性指数和断裂韧性相结合的可压裂性指数.指示了筛选优良可压裂层段的标准:较高的脆性指数和较强的水力压裂造缝能力.从而,具有较高可压裂性指数的地层被认为是可压裂层段,具有较低可压裂性指数的地层被认为是压裂遮挡层.以鄂尔多斯盆地致密砂岩地层S井为例进行致密气储层可压裂性指数建模,形成基于可压裂性指数模型的可压裂性测井评价技术流程.     

永和气田压裂优化技术研究与应用

永和气田为低渗、低压、低丰度岩性气藏,常规的压裂施工压后返排困难,且对储层的伤害较大,影响压裂增产效果。为此,通过全程液氮伴注,加快压后返排速度,降低压裂液对储层的伤害,优化施工工艺,优选低伤害、高性价比的压裂液体系,形成了适合永和气田的压裂改造工艺技术。现场实施证明,该压裂改造工艺技术能够满足永和气田低成本开发战略需求。     

延长气田压裂液体系室内评价研究

延长气田位于鄂尔多斯盆地中部,经勘探在上古生界砂岩地层发现了四套储层,通过评价均属于低渗透气藏,主要表现为储层物性差,平均渗透率(0.2~1.0)×10-3μm2、孔隙度(4.8%~7.5%),地层压力系数低,平均为0.852,基本无自然产能。因此,加砂压裂技术是气田勘探开发的关键技术之一。文章对现用羟丙基胍尔胶压裂液体系的添加剂性能及压裂液整体性能进行了评价,该体系能够达到行业标准的要求。