基于光纤监测的段内多簇暂堵方案优化

为了实现段内簇间均匀改造,需要对优势进液簇进行暂堵。目前主要根据室内暂堵试验制定暂堵方案,但室内暂堵试验条件与实际压裂工况有一定差距,导致暂堵效果不理想。为给段内多簇压裂暂堵方案优化提供依据,优选新疆油田一口水平井（A井）,针对5个压裂段设计了12套暂堵方案,利用管外光纤监测技术监测段内各射孔簇在暂堵前后进液量的变化,据此判断暂堵效果。A井实施12套暂堵方案后,未监测到簇间转向分流现象,说明暂堵无效。分析导致暂堵无效的原因为：暂堵球直径与孔眼直径不匹配;孔眼朝向具有随机性,高边孔眼难以封堵;为避免射孔刺断光纤,选用了圆形通孔的破裂盘,但对暂堵球封堵孔眼不利。为此,提出了暂堵方案改进措施：采用直径与孔眼直径相同的暂堵球封堵孔眼,并添加纤维和小粒径暂堵剂或采用绳结暂堵剂;进行定向射孔,射低边孔;采用锥形孔的破裂盘。     

页岩气水平井暂堵球运移特性数值模拟研究

水平井暂堵压裂技术是提高非常规储层改造效果的关键,而暂堵球在水平井中的运移及封堵特性的准确预判是水平井暂堵压裂成功实施的关键。因此,需要利用数值模拟方法模拟暂堵球在水平井的运移和封堵特性。由于CFD-DEM耦合模型能够将暂堵球颗粒视为旋转的球体,实现颗粒与流体之间的双向耦合,因此基于CFD-DEM耦合方法建立了页岩气水平井井筒暂堵模型,分析了暂堵球粒径、压裂泵注排量和暂堵球密度对暂堵球运移和封堵性能的影响,结果表明,对于?139.7 mm的单簇8孔螺旋分布式套管,孔眼与暂堵球直径之比为0.97左右时井筒暂堵效果最好;暂堵球的坐封效率随着泵注排量增大呈先升高后降低的趋势,泵注排量低于6 m³/min时,随着泵注排量增大,暂堵球坐封效率升高;泵排量为4～7 m³/min时,暂堵球的坐封效率较高;低密度暂堵球的坐封效率最高,高密度暂堵球的坐封效率最低;暂堵球最容易坐封在射孔簇后半段孔眼上,也能够坐封在第1个孔眼上。研究结果表明,基于CFD-DEM耦合的页岩气水平井井筒暂堵模型能够实现暂堵球在水平段运移过程的可视化,利用其可预测暂堵球的运移速度及坐封...     

水平井分段多簇压裂暂堵球运移封堵规律

投球暂堵转向技术是水平井分段多簇压裂实现多簇裂缝均衡扩展的主要技术之一，由于暂堵球在水平井筒内的运移封堵规律尚不明确，该技术应用效果并不佳。基于此，文中采用CFD+DEM耦合方法建立暂堵球水平井筒运移封堵模型，分析暂堵球密度、施工排量、压裂液黏度、投球数、暂堵球直径和孔眼出口应力分布状态对暂堵球井筒运移封堵行为的影响规律，并结合室内实验结果验证模型的准确性。模拟结果表明：增大暂堵球密度与压裂液黏度，封堵效率先减小后增大，密度与黏度的转折点分别为1 300 kg/m³,20 m Pa·s；增加施工排量与投球数，封堵效率持续增大，但增大幅度渐缓，排量达到16 m³/min后，封堵效率基本稳定，投球数为24个时暂堵球有效利用率最高；暂堵球直径越小，封堵效率越高，使用1.25倍孔眼直径的暂堵球坐封效果最佳；压裂段内应力非均匀分布导致各簇孔眼出口流速不同，合理的施工参数方案有利于增强单簇孔眼封堵效果与出口流速的正相关性。基于上述模型优选出的施工参数方案，现场应用效果良好，验证了模型的工程应用价值。     

炮眼暂堵室内实验研究

暂堵分层与转向压裂技术在非常规储层改造中起到非常重要的作用,其工艺为通过投入暂堵球与其 他暂堵材料封堵射孔孔眼,强制压开低渗层段实现纵向改造。但是对炮眼暂堵形态与规律的认识远远不足。选用最大封堵压力和暂堵剂用量作为评价参数,开展了炮眼暂堵室内实验。实验结果表明,小于炮眼直径的暂堵球无法封堵炮眼;通过对暂堵材料配方的优选,明确了暂堵过程规律为暂堵球坐封炮眼,小颗粒有助于架桥,纤维聚集形成承压封堵;排量越大,越快形成暂堵,用量越少;暂堵球坐封炮眼后承压可达 ３０ＭＰａ以上。该研究结果对理解炮眼暂堵规律具有指导意义。     

水平井转向压裂用暂堵球运移封堵规律研究

常规压裂优先沟通高渗透层,对增产改造极其重要的低渗透层很难产生作用。针对这种现状,转向压裂技术应运而生。为了探讨水平井转向压裂用暂堵球运移封堵规律,采用数值模拟的方法,利用统计学规律,考虑暂堵球密度、液体黏度及泵送排量等参数,得到暂堵球在水平段内的运移轨迹,以及对不同位置孔眼的封堵效率。研究结果表明:在水平段射孔孔眼的封堵过程中,暂堵球密度与流体密度相同时,其封堵效率达到90%;延长暂堵球的投放时间间隔,有助于暂堵球从射孔段尾部逐渐向前封堵;随着流体黏度的增大,暂堵球对孔眼的封堵效率先降低后增加,泵送液体的黏度在施工要求范围内应尽量高,但排量高于6 m~3/min时,封堵效率提升不明显。研究结论可为优化暂堵球转向压裂施工参数提供参考。     

水平井投球暂堵压裂炮眼封堵的有效性及影响因素研究

水平井投球暂堵压裂封堵炮眼技术是油气增产的重要技术之一,可有效地提高非常规油气资源开发效率。水平井中暂堵球运动和封堵炮眼过程较为复杂,存在井下暂堵位置不确定、暂堵球易脱落等问题。文章采用DEM—CFD耦合方法建立水平井投球暂堵数值模型,分析了水平井筒流场特性及暂堵球封堵炮眼的过程,以及不同工况参数对暂堵球封堵炮眼有效性的影响。结果表明：水平井压裂中射孔分流能力具有差异性,改变压裂液排量、黏度对改善簇内射孔分流均匀性不明显;当暂堵球在炮眼处满足封堵临界力学条件,可有效封堵炮眼,反之则脱离炮眼;只增加注入排量对封堵炮眼效率提高不明显,进入射孔簇前减小暂堵球与炮眼垂直距离,有利于暂堵球封堵炮眼;通过增大直径比、投放浮力球或悬浮球可以有效提高暂堵球封堵炮眼效率。该研究对认识水平井投球暂堵压裂工艺过程具有指导意义,为优化水平井炮眼封堵工艺提供理论和技术支撑。     

暂堵转向分层压裂工艺在薄互层油藏中的应用研究

针对因井筒条件或隔层封挡能力达不到机械分层压裂要求的薄互层油藏,提出用暂堵转向分层压裂工艺来实现非均质油层逐层充分改造。建立了暂堵球坐落并有效封堵射孔孔眼的数学模型,分析了暂堵球封堵不同压裂油层厚度所需的最低施工排量条件,评价了Z-1型暂堵球封堵承压和溶解性能,在W-55井实际应用中实现了两个非均质油层的逐层改造。     

水溶性冲砂暂堵球的应用研究

针对胜坨油田开发后期油井冲砂作业漏失普遍严重的问题，以特种树脂、催化剂及防老剂混合后，通过注塑机注塑，研制开发了水溶性冲砂暂堵球。通过室内试验，确定了水溶性暂堵球的直径、水溶性、暂堵强度等性能指标：暂堵球直径为13mm和19mm，分别应用于不同直径的炮眼，暂堵球的耐压强度可达到20MPa以上，50℃时暂堵球溶解时间为8h，可以满足冲砂暂堵的需要。通过室内模拟试验确定了该暂堵球的现场应用工艺和冲砂施工工艺。现场试验2口井，结果表明，2口井冲砂由严重漏失到基本不漏失，在施工过程中暂堵球没有因溶解而失去暂堵能力，并提出了改进方向。     

深层超深层页岩气水平井缝口暂堵压裂的裂缝调控模拟

深层超深层页岩气井压裂时,受深部地层应力非均质性和“密簇”布缝的联合影响,多簇压裂中的水力裂缝难以同步起裂扩展,同时缝间强干扰作用加剧了裂缝非均衡延伸程度,矿场实践证实缝口暂堵压裂工艺可以有效调控多簇裂缝非均衡延伸,而构建深层超深层页岩气水平井缝口暂堵压裂裂缝调控模拟方法,可提高暂堵工艺实施效果。为此,基于岩石力学、弹性力学、流体力学和裂缝扩展理论、水平井分簇压裂中流量分配方程和暂堵球封堵方程,建立了深层超深层页岩气缝口暂堵压裂的裂缝扩展模型及调控模拟方法,并以中石化川东南丁山—东溪构造深层页岩气井为例,模拟了暂堵压裂中暂堵球数量、暂堵次数和时机对暂堵调控的影响,分析了暂堵球对裂缝扩展形态和SRV展布影响。研究结果表明：(1)缝口暂堵可以显著促进多簇裂缝均衡延伸,模拟证实暂堵球数量、暂堵次数和暂堵时机对裂缝调控具有重要作用;(2)随暂堵球数量增多,缝网体积先增大后减小,存在最优暂堵球数量;(3)当暂堵次数较多,可提高暂堵转向工艺容错率,但需要适量增多暂堵球数量;(4)当暂堵时机适当时,各簇裂缝均衡扩展,缝网体积达到最大值。结论认为,该暂堵裂缝调控模拟方法对完善暂堵压裂优化设计、提高矿场...     

四川盆地页岩气储层暂堵转向压裂技术进展及发展建议

暂堵转向压裂技术是四川盆地页岩气藏高效开发的关键手段,但目前主要依靠现场经验施工。为进一步优化该地区暂堵转向压裂施工效果,分析了四川盆地页岩储层特征,回顾了暂堵转向压裂技术的应用历程,从暂堵材料、暂堵机理、裂缝转向机理、暂堵工艺及现场应用方面总结了该技术的主要进展,阐明了现场施工面临的挑战并提出了发展建议。微地震和产量测试结果表明,缝口暂堵转向压裂技术和缝端暂堵转向压裂技术对四川盆地页岩气藏压裂改造具有明显效果。页岩气藏常用的暂堵球和颗粒暂堵剂主要性能参数基本满足目前中浅层和部分深层页岩暂堵转向压裂要求,但施工过程中仍面临暂堵材料优选与施工参数优化缺乏理论支撑的问题和深层页岩气藏复杂储层条件的挑战,下一步应加强暂堵材料评价标准的制定,开展不同暂堵材料暂堵机理的研究,以及新暂堵材料的研发,为优化暂堵转向压裂施工参数、提升施工效果提供理论依据。     

合川—潼南地区投球暂堵限流酸压工艺

合川-潼南地区海相储层埋深4 000～4 500 m,属于深层海相酸性气藏，具有储层温度高、非均质性强、水平应力差值较大、部分层位厚度大等特征，难以实现均衡酸压改造，需采用暂堵等措施来提高纵向上改造程度，以达到各小层酸液均匀进液的目的。结合暂堵限流酸压工艺需求，评价了研制的耐高温暂堵球，该暂堵球在120℃条件下8 h内完全降解，封堵强度达40 MPa以上；优化了暂堵球大小、用量、泵送排量及投注方式，形成了投球暂堵限流酸压工艺技术。现场试验及推广应用表明，泵注压力上升了2～4.2 MPa,暂堵限流效果明显，有助于酸液进入最小水平主应力相对较高的射孔段，从而实现均衡改造。     

暂堵球封堵效果影响因素分析及其在Z油田的应用

本研究从投球后暂堵球运行过程、受力情况、影响暂堵球坐封的关键性因素等方面进行了研究,并编制了相应的模拟计算软件,结合现场实际数据,得出了排量、密度差、封堵孔眼数、流体黏度等参数对暂堵球封堵效率的影响。经过对比分析知,暂堵球能否封堵成功对排量和需封堵孔眼数较敏感,高排量、较少孔眼数和较低密度差有利于提高封堵效果。该结论能够直接应用于现场投球选层酸压施工,为提高封堵效果和单井动用程度具有指导性意义。     

一种复合暂堵剂在重复压裂中的应用

文章通过室内实验和现场应用,证实一种复合暂堵剂能够更加有效的提高重复压裂效果,其关键技术是复合暂堵剂以及组合使用方式。复合暂堵剂由纤维状暂堵剂和颗粒状暂堵剂组成,其暂堵机理是首先利用纤维状暂堵剂实现裂缝缝口或缝内架桥,再利用颗粒状暂堵剂的可自身膨胀性形成有效封堵,达到裂缝重定向的净
压力,从而形成不同于老裂缝方向的新裂缝,更大范围的沟通原裂缝未波及区域的油气,同时两种暂堵剂均为可控降解材料,不会对储层造成新的伤害,进而能最大限度的提高油气产量。室内实验结果表明,通过“架桥+封堵”的暂堵技术可有效实现封堵,其封堵强度可达38Mpa, 现场施工压力分析表明“架桥+封堵”暂堵工艺有效,新裂缝起裂明显,压后增产效果显著,这种复合暂堵剂为提高重复压裂转向的可控性提供了手段,并能有效提高重复压裂成功率和改造效果。     

非常规储层压裂暂堵剂应用进展

非常规储层渗透率极低,采用常规压裂工艺仅能形成单一的对称裂缝,难以实现非常规油气资源的经济高效开发,必须强制扩大压裂改造体积,提高裂缝的发育程度,提高单井产量。暂堵是提高裂缝复杂程度的有效方法,为此,总结了国内外页岩等非常规储层压裂改造过程中暂堵球、常规类暂堵剂、纤维类暂堵剂以及其他新型合成暂堵剂的研究现状及应用效果,阐述了各类型暂堵剂的适用条件、优缺点等,指出了暂堵剂的发展方向。研究成果对未来非常规储层压裂改造暂堵剂的相关研究具有重要参考价值和指导意义。     

超低渗透油藏暂堵压裂技术研究与优化

通过近年的矿场实践,长庆油田超低渗透油藏逐渐形成了以油溶性树脂类堵剂多级暂堵为主的暂堵压裂技术体系。通过对油溶性树脂类堵剂性能及应用效果开展分析,对油溶性树脂暂堵压裂技术进行了优化,同时指出了该技术的局限性,并提出了下步改进方向。     

新型水溶性暂堵剂在重复压裂中的暂堵转向效果

重复压裂是恢复油井产能、提高最终采收率的重要方式之一,目前最有效的重复压裂方式是暂堵剂的转向压裂改造。采用可生物降解材料、高分子量聚合物、膨胀剂和固化剂合成了一种环保型水溶性暂堵转向剂,该暂堵剂颗粒尺寸可根据裂缝宽度定制,水溶性良好,压裂施工结束后4 h可水溶降解;岩心实验表明,该水溶性暂堵剂岩心封堵效率可达99%以上,承压40 MPa以上,且水溶降解后对岩心的伤害较小,满足重复压裂施工各项指标的要求。现场试验1口井,施工过程中加入暂堵剂后施工压力上升3 MPa,起到了良好的暂堵效果,压后增油量为1.1 t/d,含水率下降5%,说明该压裂模式能够起到恢复油井产能、降低含水的目的。      

裂缝型碳酸盐岩储层暂堵转向酸压实验评价与工艺优化

四川盆地茅口组储层天然裂缝发育程度不同,非均质性强,均匀布酸困难,导致储层目标层段改造不均匀,影响单井储层改造效果。为提升强非均质裂缝型储层的整体改造效果,基于3D打印裂缝岩板模拟技术,模拟研究了不同完井方式下非机械方式暂堵转向工艺,优选了耐温、承压能力的暂堵转向材料,评价了不同裂缝下暂堵转向材料含量、粒径组合等设计参数及其封堵能力。实验结果表明:优选的暂堵材料承压达15 MPa,150 ℃降解率＞98%,适用于四川盆地茅口组裂缝型储层条件;针对射孔完井的暂堵球投球总数需为炮眼数的1.1~1.3倍,暂堵纤维和2 mm暂堵颗粒组合可有效封堵3 mm裂缝,并明确了暂堵纤维及暂堵颗粒设计加量。暂堵转向实验评价丰富了强非均质裂缝型储层非机械方式均匀改造技术,为提高单井储层改造效率及现场施工提供了理论依据。      

暂堵转向压裂技术用暂堵剂研究新进展

暂堵转向压裂技术适用于不同地层条件下的储层改造,现已在国内取得广泛应用。根据不同作业地层的特点选择合适的暂堵剂暂封堵目的层内高渗孔道是该技术的关键,有必要加深对现有各类压裂用暂堵剂的认识以便在应用时能够做出正确选择,因此,结合压裂用暂堵剂的国内外研究现状,提出可从固体、液体、气体这三种不同的物质状态出发,根据压裂暂堵剂在实验条件下表观形态的不同将其分为固体暂堵剂、液体暂堵剂和泡沫暂堵剂,并分析了它们的暂堵机理、性能特点和适用范围,对其研究进展进行综述。     

段内多缝体积压裂技术在女深002-8-H1井应用

段内多裂缝体积压裂是在压裂过程中加入暂堵剂临时封堵前次裂缝迫使流体转向来压开多条新裂缝的新技术,是提高单井有效改造体积,从而提高单井产量和最终采收率的重要手段。女深002-8-H1井储层改造段具有岩性较致密、基质渗透率低、储层物性较差、非均质性强、裸眼井段长的特点,该井在工具分段的基础上,辅以段内暂堵实现段内多裂缝体积压裂改造,压裂后最终获得了高产气流。     

压裂酸化用可降解暂堵球的研制及应用

针对现有工具对纵向上非均质性强的储层改造存在着适应性的问题，研制开发了压裂酸化用可降解暂堵球。该球在施工过程中，用工作液携带进入井筒，并在压差作用下优先封堵高渗透层射孔炮眼，迫使工作液转向到中低渗透层进行改造。施工结束后，水解成水溶性液体的酸和醇，并随着其他液体一起排出，从而达到对地层的清洁改造，实现纵向上物理分层改造，同时降低地面流程堵塞的风险，在测试及完井阶段均可使用。其规格包括直径13~18 mm，最高可耐压差88 MPa，最高耐温150 ℃，溶解时间可调，可满足现场不同时间的排液需要。该暂堵球现场共应用16井次，施工成功率100%，具有施工简便、暂堵性能好、降解速度快、施工成功率高等特点。