四川盆地震旦系灯影组储层改造实验与应用

为了提升四川盆地震旦系灯影组储层的改造效果,研究了高温下不同酸液的酸岩反应速率、高闭合压力下不同酸液及不同注入方式下酸蚀裂缝导流能力保持率、酸液穿透实验最低穿透时间、酸蚀裂缝形态特征数值化特征表述及暂堵球转向暂堵效果。在此基础上,提出了适合灯影组储层改造的主体酸液类型,以及适合不同储层类型的主体改造工艺,优化了施工参数。现场试验18口井,平均单井获得井口测试天然气产量45.482×10~4m~3/d。结论认为:①酸岩反应速率影响因素大小为酸液类型温度转速酸液浓度同离子效应,灯影组储层酸化要考虑酸液类型、转速(施工排量)的优化及工艺上降温措施;②采用自生酸+胶凝酸+转向酸注入顺序不但能实现深穿透,而且能同时获得较高的导流能力;③孔洞型储层采用高温胶凝酸改造,非均质性强的储层采用高温转向酸实现均匀改造,岩性致密、裂缝及孔洞均不发育的储层宜采用自生酸与主体酸交替注入造长缝改造;④除了少数裂缝发育储层外,主体工艺应以深度酸压为主;⑤解堵酸化施工排量应不低于3.5 m~3/min;⑥可溶解暂堵球转向酸化工艺技术能够调整酸液在各酸化层的注入量,以实现对非均质储层的均匀改造。     

元坝超深水平井酸压工作液体系优化与应用

元坝超深碳酸盐岩水平井具有温度高、水平段长、井眼小及采用衬管完井等特点,如何在元坝海相长水平井段实现针对性改造是酸压过程面临的主要难题。在分析元坝海相水平井分流酸压难点基础上,以满足Ⅱ、Ⅲ类储层深度酸压,各类储层交互长井段水平井分流转向酸压为目的,通过单剂及暂堵转向材料优选、分流转向酸液研发,形成了以耐高温胶凝酸+暂堵分流剂及耐高温清洁分流转向酸为主的元坝水平井酸压工作液体系,现场应用取得了较明显分流转向和增产效果。成果对国内外类似元坝超深海相长井段水平井的有效改造具有重要借鉴意义。     

SECTT产出剖面动态监测技术在碳酸岩气井暂堵酸化评价中的应用

四川盆地碳酸岩气储层厚度大,非均质性强,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储层分布范围广,不同类型储层酸化改造动用状况差异大。近年来不断尝试探索新工艺新技术优化碳酸岩气井酸化压裂改造措施,以实现各类储层均匀布酸,提高单井产量。转向酸+可溶暂堵球作为一种新型的酸压技术开始应用于碳酸岩气酸化改造,通过优化酸液用量和暂堵球投球次数及投球量,实现在不同类储层上均匀布酸。传统的生产测井只能识别储层机械分段的改造效果,不具备评价暂堵分段改造效果的能力,一种新型安全、环保的化学示踪剂产剖测试技术很好的解决了这一难题。伴随每一段酸液分别注入一种特定的气溶性和水溶性化学示踪剂,对该段酸液动用储层的产出气和返排液进行标记,根据示踪剂在返排测试阶段的产水产气情况,评价暂堵球的分级转向效果和各类储层的动用状况,以进一步指导施工方案优化,提高措施效果和经济效益。     

塔河油田水平井三层暂堵酸压工艺设计

针对塔河油田碳酸盐岩储层非均质性强,机械式封隔改造难度大、效率低,导致裸眼水平井笼统酸压过程中酸液的利用效率较低、储层改造波及范围难以控制等问题。暂堵酸压是一种有效解决该问题的工艺方法。文章通过室内实验,筛选出适合塔河油田酸压施工时发挥复合暂堵作用的纤维和暂堵颗粒。在研究测试了不同量纤维和不同量暂堵颗粒组合下承压能力的基础上,结合塔河油田地质特征,提出了转向酸预暂堵、暂堵颗粒和纤维架桥形成主暂堵层、高浓度纤维填封堵缝口的三层暂堵技术,可实现复合暂堵承压能力9～10 MPa。该类暂堵材料在施工后可实现完全降解,对储层无伤害。现场应用表明,三层暂堵技术封堵效果明显,酸压改造增产效果显著。     

元坝海相储层改造难点及技术对策

元坝海相属于礁滩相控制的复杂生物礁气藏,其资源量丰富,但大部分储层具有埋藏深、地层温度高,储层非均质性强等特征,酸压改造实施难度大。为此,在元坝海相储层特征及酸压改造需求分析的基础上,开展了酸压改造思路与方案分析,并通过酸岩反应等理论研究、酸液体系及暂堵材料优化、酸压改造工艺优化,研究形成了适用于元坝超深礁滩相强非均质储层高效深度酸压技术及长井段超深水平井/大斜度井分流转向酸压技术。该技术成果在元坝长兴组开展了27井次的现场试验及推广应用,施工成功率100%,工业气井率100%,应用效果显著。     

段内多簇暂堵压裂中暂堵球直径优化研究

段内多簇暂堵压裂过程中，持续加砂造成孔眼冲蚀，直径变大。按照初始孔眼尺寸设计暂堵球粒径对封孔封堵效果差，段内多裂缝难以实现均衡扩展，造成水平井整体改造效果不理想。为优化暂堵球直径，提高孔眼封堵效果，开展了地面矿场孔眼极限冲蚀试验，结合井下鹰眼成像监测结果，明确了极限冲蚀下孔径增大幅度。通过三维建模几何匹配方法，优化了暂堵球直径并通过地面暂堵试验和井下暂堵压裂矿场试验加以验证。研究结果表明：极限冲蚀情况下，孔眼内部冲蚀程度远大于外部，孔眼形状由规则的圆形通孔变为喇叭形孔，极限冲蚀后内径介于区间30～35 mm,优化暂堵球直径区间为15～22 mm,为避免暂堵球缩径飞出孔眼，确定暂堵球最佳直径为22 mm;地面矿场暂堵试验证实了22 mm暂堵球可以卡封孔眼不脱落且起压速度快。研究成果可为现场选择暂堵球直径提供指导，提高暂堵球坐封效率与压裂改造效果。     

元坝海相超深水平井均匀布酸技术研究及应用

碳酸盐岩水平井酸化改造的关键问题是水平段如何均匀布酸,常用方法是采用多级暂堵工艺。但元坝海相长兴组气藏由于埋藏超深、温度高,常规的暂堵剂无法满足施工要求。为此,研制了新型有机纤维暂堵剂,输送介质采用高黏压裂液,室内实验测试可降低岩心渗透率1 000倍以上,具有较好的物理暂堵效果,同时纤维在高温酸液中溶解率高,实现了暂堵后零残留。酸化前利用液氮诱喷钻井液净化水平井井筒,酸化工艺采用多级暂堵交替注入,依据水平段储层分布及衬管段确定暂堵级数,暂堵液与胶凝酸以“初期低排量、暂堵定排量、后期大排量”的方式交替注入,实现水平段的均匀布酸。该工艺在现场实施4口井,暂堵有效率近80%,增产有效率100%,表明对深层碳酸盐岩水平井改造有较好的针对性。     

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。      

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。     

层间暂堵转向工程模拟可视化实验研究及应用

塔里木A区块具有超深、超高压、超高温、储层巨厚、层间非均质性强等特点,采用传统机械分层工艺存在管柱入井过程风险大、费用高、周期长且不利于后期修井作业等缺点,目前该区块的主体改造工艺为暂堵转向酸压,采用不同粒径大小的可降解暂堵颗粒剂及纤维进行层间转向,在不下入分层工具的情况下,达到提高全井段动用程度的目的。但目前该工艺存在暂堵情况不明、效率难确定等问题。针对上述问题,从暂堵转向原理理论出发,创新性地研制了长度达到4 m的暂堵转向工程模拟可视化大型实验装置,并形成了相应的实验流程。实验评价了不同暂堵方式、材料、形状、粒径组合的暂堵剂进行层间转向的效果。实验结果表明,将暂堵球组合应用,才能实现有效暂堵,其中"纤维→3 mm暂堵球→(1 mm颗粒+粉末+纤维)"+"8 mm暂堵球"复合暂堵剂的层间转向效果最佳。通过实验结果优选出了针对库车区块最佳复合暂堵剂及施工参数,现场应用效果显著,有力地支撑了该区块储层改造工作,在类似区块也具有较好的推广应用意义。     

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...     

新型可溶金属孔眼暂堵球的研究及应用

孔眼暂堵工艺作为缝口暂堵工艺的一种,具有施工简单、经济、对储层伤害低等优势。文章针对现有暂堵球承压强度低、不可溶等缺点,根据微观原电池原理,在牌号为AZ33M的商用镁合金基础上通过添加Fe金属、X金属等元素,控制其加量和冶炼工艺,研制出一种抗压强度达到264～380 MPa的可溶合金材料,采用该材料加工的孔眼暂堵球抗压强度达到60～90 MPa。文章对影响该暂堵球溶解速率的各种因素进行了研究,分析得出该可溶孔眼暂堵球溶解速率随Fe金属、X金属等元素含量的升高、温度的升高、p H值降低、氯根含量的增加而加快。通过该类型暂堵球在川西中浅层气井及页岩气井9口井的现场应用证明,暂堵球施工暂堵效果良好,施工后返排畅通,溶解速度较快。     

异常高压深井裂缝性厚层砂岩储层“酸化+酸压”技术

塔里木油田库车前陆冲断带气藏地层压力高、天然裂缝发育,钻井过程中漏失严重。岩心造缝及岩心流动实验结果表明,常规基质酸化不能有效解除污染,需要能够使天然裂缝张开的"酸压"工艺才能有效解除深部钻井液污染;同时,针对长井段合理布酸需要,推导了黏性暂堵酸化机理,指出增大暂堵酸液黏度有利于合理布酸;结合二者,提出了针对高压天然裂缝性砂岩储层的暂堵酸化+砂岩酸压改造工艺。KS2井现场应用表明,该工艺对改造该类储层适应性强,增产效果显著,对同类储层的增产改造具有一定的指导意义。     

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。     

复合暂堵酸压技术在元坝超深水平井中的应用

元坝气田上二叠统长兴组储层超深、高温、高含硫,物性非均质性强。常规笼统酸压技术难以使II、Ⅲ类低渗层段获得有效改造而影响增产效果,这制约了长兴组水平井产量的提升。为此,针对不同暂堵对象对暂堵材料进行了性能评价与优选,对暂堵液排量、暂堵剂用量、酸压参数等进行了优化设计,形成了水平井复合暂堵分段酸压技术,可实现对水平井高渗层段的改造后有效暂堵,促使中低渗层段起裂与进酸,可有效解决元坝长兴组水平井酸压技术难题。通过多口水平井现场应用表明,暂堵后可净增压力10 MPa以上,压后平均无阻流量达430×10⁴ m³/d,增产效果显著。     

一种页岩气水平井均匀压裂改造工艺技术的应用与分析

我国页岩气资源量丰富,与美国页岩气资源量相当。压裂改造形成复杂裂缝是页岩储层获得工业油气流的关键。针对页岩的非均质性特征,页岩水平井均匀改造技术主要通过封堵已改造区域,进一步改造未压裂区域,实现改造段全覆盖,增加裂缝接触面积,提高裂缝复杂程度与作业时效的改造技术。结合组合粒径暂堵球、暂堵球+暂堵剂、暂堵颗粒+暂堵粉末等多种技术手段,优化相关关键参数,形成了3种不同的页岩储层均匀改造工艺模式:段内均匀改造工艺模式、多段均匀改造工艺模式、加密射孔均匀改造工艺模式。暂堵剂较暂堵球到位响应弱,封堵效果显著,泵送排量与封堵效果无直接关系。暂堵压力响应值最高达9 MPa。压裂施工曲线与微地震监测显示,井段均匀改造效果明显,高/低应力区域得到有效改造,监测事件响应点覆盖率100%,单段SRV体积提高40.2%~44.8%,微地震事件数量增长30.4%~53.6%。     

低孔裂缝性致密储层暂堵转向酸压技术及应用

塔里木盆地库车山前井具有超深、超高压、高地应力、 高温的特点,储层主要为低孔裂缝性砂岩,厚度中、巨厚,完井后都需要经过改造才能获得高产。针对裂缝发育的储层,通过酸压改造可以获得高产。为了提高中L巨厚储层纵向改造均匀程度和改造效果,采用暂堵转向缝网酸压技术,取得了很好的改造效果。暂堵转向剂在超高压高温酸压过程中能够憋压暂堵转向,达到纵向均匀改造的目的,施工完成后在高温条件下水解,暂堵剂失去暂堵功能,释放被堵储层产能,从而达到增产的目的。     

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。     

多级暂堵转向技术在高石梯——磨溪储层改造中的应用

在四川盆地高磨地区碳酸盐岩储层改造过程中存在施工井段长、储层非均质性强、酸液均匀铺置难等问题。为更好地解决这类碳酸盐岩储层改造酸液铺置问题,通过室内研究与现场应用,形成一种新的适用于气井的可溶球+转向酸多级暂堵转向技术。室内实验结果表明可溶球降解率高,能满足天然气井现场施工需求,同时从现场实施效果来看,多级暂堵转向后酸液转向效果显著。多级暂堵转向技术为长施工段、非均质性高温储层酸化改造提供了新的技术方法,具有重要应用价值。     

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。