渤海某油田绒囊暂堵流体修井工艺

两口井试用证明绒囊暂堵流体可以解决渤海某油田修井过程中漏失问题,但其性能和施工工艺需要进一步优化。实验表明封堵深度0.1 m,无需挤入地层更多流体以形成更深封堵带即可实现有效封堵;绒囊暂堵流体封堵能力与密度无关,塑性黏度20~30 m Pa·s、动塑比0.7~1.1 Pa/(m Pa·s)即可封堵低压漏失地层。绒囊暂堵流体封堵后用标准地层水试漏,承压能力达25.64 MPa,表明无需全井循环即可实现漏失地层封堵。陆上S181井气井全井筒段塞先导试验成功后,在渤海某油田A井储层段段塞封堵试用成功,表明绒囊暂堵流体在渤海某油田可以实施段塞封堵储层修井。     

鄂尔多斯含硫气井绒囊压井流体暂堵能力测试

鄂尔多斯下古奥陶系低压气井测试环节地层漏失严重,利用绒囊修井液封堵结构抗温耐酸性突出,暂堵地层后为气井测试提供安全稳定井筒环境。室内利用直径38 mm、长60 mm岩心柱塞中高0.5 mm贯穿型不规则裂缝模拟地层漏失通道,模拟温度110~150℃,连续注入绒囊修井液至驱压达20 MPa后,反向注入H_2S含量0.1%的酸性气体,测定48 h内驱压衰减幅度小于5%,表明高温酸性环境下承压结构稳定。实验测定绒囊流体返排后天然灰岩基质与裂缝渗透率恢复率87.15%、96.52%,储层保护效果良好。现场应用绒囊修井液于S-2X井、S-4Y井套管腐蚀检测暂堵,两口气井H_2S含量约1 000 mg/m~3,反循环泵入绒囊修井液64 m~3、68 m~3后,井口12h检测无气体,暂堵成功。补充清水33 m~3、20 m~3后见液,套管腐蚀检测作业顺利,气井产气效果恢复快速。该暂堵工艺为鄂尔多斯盆地下古奥套系气井安全测试作业提供了技术支撑。     

冀东油田绒囊修井液控制储层伤害应用研究

针对冀东油田在修井过程中出现漏失、含水恢复时间长、储层伤害严重等问题,在分析了绒囊暂堵机理的基础上,现场采用绒囊修井液体系,利用绒囊自匹配漏失通道实现全面封堵并可自动 返排的特性解决了这一难题。室内评价表明,绒囊修井液体系稳定时间15 d以上,封堵地层后可提高地层承压能力达到7 MPa,修井液侵入地层在8 cm以内,岩心渗透率恢复值达90%以上。在L12-6井和 NP23-X2409井进行了现场应用,L12-6井采用绒囊修井液暂堵检泵,含水恢复至正常水平仅需3 d,且日产油增加3 t多,含水率下降了30%;NP23-X2409井采用绒囊修井液暂堵后挤水泥,承压能力提高了 6~7.5 MPa,日产油增加了10 t多,含水率下降了5%。室内和现场应用表明,绒囊修井液封堵效果好,对储层伤害较小。     

衰竭气藏储气库绒囊修井液暂堵技术评价与应用

衰竭气藏储气库注采井注气期地层压力低,井筒与地层间漏失压差较大且动态变化,修井液漏失严重,同时,注采井周期性生产特征要求作业后地层中气体双向流动能力快速恢复。室内评价绒囊修井液以0.5 m L/min流速连续注入施加回压0.5 MPa的高0.1 mm、0.5 mm、0.8 mm,宽38 mm、长60 mm贯穿型裂缝后,连续65～70 min出口不见液,至90～120 min后驱压达20 MPa。控制裂缝出口回压从0.5 MPa升至2.5 MPa,模拟地层压力升高,三种高度裂缝累计补液量0.05～0.07 m L,两端压差增幅小于0.04 MPa。三种高度裂缝中绒囊修井液返排后反向渗透率恢复率95.32%～97.29%,正向渗透率恢复率93.09%～96.30%。长庆储气库井S2X、G2Y井分别注入绒囊修井液105 m~3、165 m~3后泵压升至3～5 MPa,压井成功。修井21 d、35 d期间累计补充绒囊修井液35 m~3、60m~3,控制平均漏速低于0.25 m~3/h、0.50 m~3/h。作业结束后地层中修井液返排率达94%,后续注气量与采气量均恢复作业前水平。结果表明,绒囊修井液进入地层形成暂堵结构半径越长,暂堵地层强度越大,无人为干预时结构自然降解直至彻底解封以保护储层双向气体流动能力,期间通过补充修井液稳定或延长封堵半径可恢复承压强度,实现衰竭气藏储气库注采井动态暂堵。     

用于揭开下部气层合采作业的控压暂堵一体化修井流体

天然气井纵向上有多套气层共存时，实施封下采上投产一段时间后，需要再打开下部产层进行合采作业，此时需要一种既能配合冲砂、洗井循环等工序，又能暂堵上部低压气层的流体。为此，基于绒囊修井流体进入地层通道后，通过堆积、拉抻、填塞方式形成承压结构，平衡井筒流体与地层间压差的特点，在室内配制了绒囊修井流体，考察其在模拟地层用50～120 ℃、10～30 MPa的密闭圆柱液缸静置0～64 h后存留性能的变化情况。实验结果表明：①测定流体密度变化范围介于0.02～0.09 g/cm3，表观黏度变化范围介于4.0～12.0 mPa·s，清水混浆段低于20%，所配流体表观性能稳定；②采用直径25 mm、长50 mm的岩心柱塞，注入绒囊修井流体1.5～4.2 mL后，重复注入地层水，测定驱压升至20 MPa所需时间随流体静置时间增加而延长4.86～19.66 min，封堵性能衰减速度可以被接受；③卸掉驱压再反向气体驱替，基质和裂缝渗透率恢复均大于88%，伤害程度低。在鄂尔多斯盆地试验6井次，注入绒囊修井流体封堵上部压力系数为0.58～0.72的气层后，井底预留24～45 m3，上部灌满清水至井口后顺利完成冲砂、磨铣等作业；揭开下部新层后液面下降，井口补充清水8～15 m3后再次见液，计算井筒液柱压力波动幅度小于8 MPa。结论认为，所配制的绒囊修井流体保障了新、老气层作业后产量快速恢复，提高了气井多层接替稳产效果，实现了控压暂堵一体化修井作业。     

靖边气田低压气井修井作业暂堵技术实验研究

靖边气田生产后期修井维护作业中,工作液漏失会造成固相堵塞、润湿反转、微粒运移和结垢、产液乳化等问题,将严重破坏和伤害储层,导致排液复产困难,因此优选一种适合靖边气田的修井暂堵液显得尤为重要和紧迫。此科研针对靖边气田储层岩性特征,在对绒囊暂堵液体系理论研究的基础上,进行了大量的绒囊暂堵液基液配方筛选和处理剂加量优选实验,研制出了具有良好的盐稳定性、抗温性、耐腐蚀性、暂堵能力以及对靖边气田储层低伤害性的绒囊暂堵液体系,同时在此基础上对暂堵液体系进行室内小样实验评价和室外模拟地层环境的暂堵和返排实验,最终确定了适合靖边气田修井作业的暂堵液体系配方,为今后靖边气田气井井下作业工作的开展建立了技术储备,具有一定的指导意义。     

转向压裂用复合暂堵剂优选及应用

针对暂堵转向压裂工艺中暂堵剂类型多,转向效果差异大等问题,在暂堵剂封堵机理分析基础上,利用自主设计的动态暂堵评价装置,测定多种暂堵剂封堵承压能力,优化暂堵剂类型及其组合。结果表明,对于窄裂缝(0.5 mm),使用0.5%低浓度的颗粒或复合颗粒便能达到有效的封堵效果(复合颗粒承压达7.5 MPa);对于宽裂缝( 1 mm),需使用高浓度的复合颗粒或颗粒/纤维组合才能获取较好封堵效果(2 mm缝宽下,2%复合颗粒承压达5 MPa,1%纤维+0.5%颗粒一可达10 MPa);单独使用颗粒时,随着裂缝开度增加,承压能力有明显的下降;相同裂缝开度下,暂堵剂的承压能力随颗粒浓度增加轻微提升,而使用复合颗粒或颗粒/纤维组合,相比于单一颗粒能够得到更高的封堵承压能力。在现场S井应用结果表明,复合暂堵剂进入地层后,能够有效封堵并阻断原有裂缝方向上的延伸,实现压开和沟通地层天然裂缝系统作用,该研究成果对暂堵转向压裂技术的优选和使用具有一定指导作用。     

绒囊暂堵液原缝无损重复压裂技术

原缝无损压裂技术是指利用某种封堵材料,暂堵原裂缝,迫使压力向未压裂的地层发展,压裂完成后形成新裂缝且原裂缝的产液能力不受影响。绒囊工作液因其良好的暂堵性能而用于原缝无损压裂技术。室内评价表明,绒囊暂堵液能够增加人造岩心裂缝的流动阻力至25 MPa,封堵渗透率为17.5×10-3、163.9×10-3μm2的人造岩心后,地层原油渗透率0.7 h恢复90.9%和0.6 h恢复84.7%。LH1井现场先用绒囊暂堵液封堵地层,停泵压力稳定在22.0 MPa且10 min不降。重复压裂后60 d平均油井日产液量和日产油量比未压裂前30 d分别上升48.7%和119.2%,平均含水率下降了7.5%。表明绒囊暂堵液封堵性好,且对地层无伤害,可在提高单井产液量的同时降低含水率。     

冀东油田水平井自匹配绒囊修井液暂堵冲砂技术

冀东油田浅层油藏大部分属天然边底水驱,埋藏浅,胶结疏松,出砂严重,地层压力系数低,漏失严重,常规的冲砂技术施工成功率低,运行成本高,对油层伤害严重。研究应用的自匹配绒囊修井液暂堵冲砂技术可以通过对漏失严重的地层进行暂堵,从而保证水平井冲砂施工顺利进行,冲砂施工结束后暂堵失效,不影响其他施工。现场应用表明,自匹配绒囊修井液暂堵冲砂技术可以有效提高水平井冲砂施工成功率,降低运行成本。     

绒囊暂堵剂在深层碳酸盐岩储层转向压裂中的应用

为了明确绒囊暂堵剂在深层碳酸盐岩储层转向压裂中的适应性,选取塔里木盆地塔河油田奥陶系碳酸盐岩THX井岩心作为样品,开展了注入绒囊暂堵剂前后的岩石力学特征评价实验和绒囊注入含裂缝岩心后的封堵压力实验,然后在THX井进行了现场试验,首次评估了绒囊暂堵剂用于碳酸盐岩深井暂堵酸化的效果。研究结果表明:①绒囊注入后岩石弹性模量减小、泊松比增大、岩心弹塑性应变增大,从而提高了岩心的韧性变形能力;②封堵压力实验结果显示,绒囊暂堵后裂缝承压能力逐渐提升,在注入压力峰值后未出现"悬崖式"陡降,说明绒囊韧性封堵带已经形成且具有明显的封堵作用;③绒囊暂堵后裂缝封堵压力与裂缝宽度成负指数关系,并且随着裂缝宽度的增加,暂堵剂承压力达到稳定的时间缩短;④绒囊暂堵剂注入岩石后提升了岩石的抗变形能力,绒囊暂堵裂缝后在缝内形成憋压,当缝内净压力超过水平地应力差时强制裂缝转向,并且绒囊暂堵剂可以耐130℃高温。结论认为,绒囊暂堵剂能够满足深层碳酸盐岩暂堵转向压裂的需求。     

临兴地区深部煤系天然气井试采过程绒囊流体控水效果室内评价

临兴地区深部煤系天然气井LX-Y井试采时实际产水82.97 m3/d,使用绒囊流体堵水作业4 d、试采8 d后,产气量达不到预期中止。堵水后,单位生产压差产水量降幅75.8%,日产气量由300 m3/d增至394 m3/d,增幅31.3%,现场评价绒囊流体堵水效果出现了分歧。为了解决这一争议,室内分别以临兴盒2储层基质岩心和含人工裂缝岩心模拟层间水和人工裂缝及边底水窜产水通道,以地层水和氮气为两相流动介质,利用渗透率仪测定绒囊流体封堵后气、水两相的突破压力,模拟分析绒囊的堵水效果和稳气控水能力。绒囊流体封堵岩心基质后,水相和气相的突破压力梯度分别为0.200~0.210 MPa/cm和0.015~0.025 MPa/cm;封堵人造缝岩心后,水相和气相的突破压力梯度分别为0.035~0.040 MPa/cm和0.015~0.020 MPa/cm。结果表明,绒囊流体增加了水和气的流动阻力,但水的阻力增加更大,能够实现控水。堵水后气井产量不理想可能是地层产气能力不足、绒囊流体用量不合理等原因造成。因此,应合理调整绒囊流体体系性能和堵剂用量,增加地层水的突破压力,实现稳气控水。     

绒囊暂堵转向压裂裂缝转向能力及其力学机理分析

现场已用绒囊转向剂实施造缝转向,其转向力学机理尚未研究。室内利用7枚?25 mm致密砂岩天然岩心人工造缝模拟压裂后初始裂缝,选择其中3枚注入绒囊转向剂实施封堵,利用三轴试验机测量7枚岩心径向应力-应变曲线,计算绒囊转向剂封堵后岩心水平应力差值5.33MPa,相对未封堵岩心水平应力差值8.57 MPa下降37.81%。绒囊转向剂封堵后岩心脆性系数0.45降至0.16,下降64.44%。实验表明,利用绒囊转向剂封堵裂缝可提高岩石整体强度,降低岩石水平应力差,为重复压裂后新缝转向提供力学环境。室内以300 mm×300 mm×300 mm大尺寸岩心模拟地层,在真三轴压裂模拟系统中利用胍胶压裂形成初始裂缝后,注入绒囊转向剂实施暂堵,再注入胍胶模拟二次压裂。测试二次压裂破裂压力相对初次压裂升高约10 MPa,剖开岩心定性观察暂堵后二次压裂岩心中新缝与初始裂缝方向差异明显,未封堵岩心中新缝与初始裂缝方向重合。研究认为,绒囊转向剂通过提高含裂缝岩石破裂压力,降低地层水平应力差值,增大新缝起裂角度,促使裂缝转向。     

GX-3井绒囊流体暂堵重复酸化技术

GX-3井2002年酸化投产,至2014年产量正常递减至5×104 m3/d,拟再次酸化增产。为提高重复酸化效果,使用绒囊暂堵流体封堵原酸化高传导蚓孔,迫使酸液进入未酸化地层。室内测试绒囊流体暂堵后提高原酸化高传导蚓孔承压能力78.06 MPa,p H值2~7的暂堵流体塑性黏度、动切力等变化3%以下,原酸化高传导蚓孔渗透率恢复值88.64%。现场配制密度0.90~0.95 g/cm3、塑性黏度15~30 m Pa·s、动切力15~35 Pa的绒囊暂堵流体120 m3封堵原酸化高传导蚓孔,井口清水试压3MPa后注入盐酸6.5 m3,静置7 h后排残液。恢复生产后,产气量由5×104 m3/d提高到7×104 m3/d,表明绒囊暂堵流体封堵原酸化高传导蚓孔后再酸化,不损伤原缝产气能力,并新增产量贡献层,为碳酸盐岩储层重复酸化转向提供了一种有效的新方法。     

郑3X煤层气井绒囊流体重复压裂控水增产试验

郑3X煤层气井水力裂缝沟通含水砂岩层,导致了气井高产水、低产气。为此,利用绒囊流体封堵含水砂岩层和原缝,重复压裂压开新缝,降低气井产水量,提高产气量。室内测试结果表明,绒囊流体暂堵煤岩裂缝承压能力21 MPa,降低砂岩水相渗透率52.67 %,伤害煤岩基质渗透率恢复值87 %,满足转向压裂和堵水的性能要求。现场配制密度0.85~0.95 g/cm3、表观黏度40~60 mPa·s的绒囊流体80 m3。当绒囊流体成功封堵含水砂岩层和原缝后,再利用活性水进行压裂。排采结果表明,重复压裂后排水期和产气期的产水量分别降低79%和68%,而产气量提高44%,表明绒囊流体在郑3X井控水增产试验成功。绒囊流体具有良好的封堵能力和控水性能,能够实现水侵煤层气井堵水压裂一体化作业,提高煤层气开发效果。     

苏里格深部煤系致密气储层绒囊流体控水压裂

苏里格深部煤系致密气储层厚度较小,压裂过程中易沟通水层致使气井产水,因此在压裂深部煤系致密气藏同时需要实施控水。利用封堵性绒囊流体进行控水压裂,既可以提高产量又可以减少出水。对室内配制的绒囊流体开展评价实验,将绒囊流体分别与前置液、地层水等体积混合测试其配伍性,然后利用岩心驱替装置测试气、水突破绒囊封堵岩心基质和造缝岩心柱塞的突破压力,表征绒囊的增气堵水性能。发现绒囊流体与前置液和地层水分别混合后无沉淀生成,绒囊流体封堵含裂缝岩心的气、水的突破压力梯度分别为0.02 MPa/cm、0.04 MPa/cm,绒囊流体封堵基质岩心的气、水的突破压力梯度分别为0.03 MPa/cm和0.2 MPa/cm,皆满足现场施工要求。在苏里格气田A、B两井实施控水压裂,两井在注入前置液造缝后分别泵入50 m3绒囊流体进行堵水,控水压裂后对比同层邻井161 d内平均日产量分别提高了13.71%和6.99%,邻井C、D两井分别泡排3次、63次,而A和B两井投产后无积液产生。研究认为利用绒囊流体在深部煤系致密气层进行控水压裂可以实现增气减水。     

修井作业中保护裂缝性储层的暂堵技术

在储层裂缝发育的油气井修井作业中,为了阻止工作液进入裂缝,避免裂缝被堵塞,实现储层保护,基于修井作业中裂缝性储层损害机理研究成果和利用特种材料在裂缝端部形成暂堵的思路,研制出了一种新型裂缝暂堵剂。该暂堵剂在室内性能测试中能够对缝宽为1～2mm的人造裂缝形成暂堵,暂堵材料在裂缝端部形成堆积而很少进入裂缝内部,容易解堵。大庆油田5口气井现场应用结果表明,该暂堵剂能够承受30 MPa的正压差和140℃的地层温度,暂堵形成后能够大幅度减少工作液进入储层,不仅实现了对储层的保护,还能够依靠负压顺利解堵,作业后气井产能基本保持了作业前的水平。这说明在修井作业中采用暂堵技术保护裂缝性储层是可行的。     

普光气田碳酸盐岩储层暂堵转向酸压技术

普光气田主体气藏属超深层、高含硫、中孔、低渗透构造-岩性气藏,主要含气层为三叠系飞仙关组、二叠系长兴组,产出剖面显示部分层段未动用或动用率低。暂堵转向酸压技术可改善产气剖面,提高储层动用程度,普光气田拟采用该技术。目前微地震监测技术虽对暂堵压裂裂缝转向及其扩展规律进行了定量分析,但受信号干扰误差较大。本文应用真三轴模拟实验装置,采用与储层物性类似的露头岩心,加载与实际储层对应的三向应力,采用自主研发的可降解酸压暂堵剂和高温清洁转向酸体系进行酸压暂堵转向实验。由露头暂堵酸压实验可知,转向酸作为压裂液明显有利于复杂裂缝的形成,加入暂堵剂后,起裂压力增加了5~10 MPa,且明显有新裂缝出现,表明暂堵剂暂堵效果显著。由暂堵酸压现场试验可知:在暂堵剂进入储层阶段,暂堵剂最高暂堵压力为66.13 MPa,比未注入暂堵剂的最高施工压力高了近20 MPa,表明暂堵剂在不断压实并封堵高渗层;在转向酸进入储层阶段,施工压力波动明显,表明转向酸向低渗层转移并不断开启新裂缝,与前期露头岩心暂堵酸压实验结果类似,验证了暂堵转向酸压技术的可靠性。