松北致密气藏压裂裂缝扩展形态及压裂参数优化

松北深层致密气藏沙河子储层属超深致密气藏、纵向呈多小层分布且小层发育薄。为了提高单井产量,针对沙河子组储层水平应力差大,天然裂缝不发育等不利条件,开展基于沙河子储层物理模拟和相关数学模拟的基础研究,建立了沙河子组致密气藏复杂裂缝判断图版并形成对应的体积压裂工艺优选技术,实现了不同区块、不同岩性储层的针对性改造。现场试验14口井,5口井试气产量超过10×104 m3,压后工业气流井占比71%,整体提高了松北深层气井的开发效果。研究成果为大庆油田勘探储量的提交以及有效开发提供了有力的技术支撑,同时对国内其它相似油田的开发生产具有借鉴指导意义。     

致密气藏复杂裂缝压裂技术

大庆油田深层致密砂砾岩储层直井采用常规凝胶加砂压裂技术施工13口井,存在施工规模大、压裂后产量低的问题。分析认为由于储层致密,有效渗流距离短且应力差大,压裂形成单一裂缝,导致改造体积较小。因此,结合储层岩石脆性高的特点,利用水平井人工裂缝的相互干扰来降低应力差,并采用复杂裂缝压裂工艺扩大裂缝改造体积,提高单井产能。通过参数对比,水平井施工规模为直井7.8倍,压裂后产量是直井的17倍。应用情况表明该压裂增产工艺技术可行,为致密气储层的高效勘探开发提供了有力的技术支持。     

国产超高压压裂施工装备配套及在深层致密气藏的应用

近年来国内深层气藏勘探开发投资剧增,由于缺乏相应的钻井和完井技术手段,深层致密气藏效益较差.压裂、水平井及分段压裂是提高单井产能主要手段,超高压压裂施工需求旺盛.但国内140 MPa级别超压裂施工主要依托国外装备和技术,成本高、不配套、施工组织难.为此,配套了适合140 MPa压裂施工的全套国产超高压施工装备、地面管汇、压裂管串、井下工具,采用了压裂裂缝识别技术、多级粒径降滤技术、优化射孔等技术,在X11井等5口井中应用成功,施工最高压力达到113 MPa,最大加砂量达到83 m3,施工成功率100%,对同类深层致密气藏勘探开发超高压压裂施工具有借鉴意义.     

非对称3D压裂和裂缝无序性压裂设计理念与实践——以四川盆地川西致密砂岩气藏为例

目前致密气藏改造存在传统大型压裂与体积压裂两种技术模式,如何选取适合储层特征的改造方式令人困惑。基于对致密气藏、页岩气藏的储层地质特征、渗流特征的分析,阐释了致密气藏与页岩气藏改造理念的差异,提出致密气藏改造方式的选取应以储层地质特征、渗流特征为依据,以最大程度改善储层渗流能力为目标。据此理念,以四川盆地川西地区两套致密气储层为例提出了2种压裂设计方法:对于中浅层上侏罗统蓬莱镇组"叠覆型"储层采用水力裂缝与储层砂体空间展布、渗流能力相匹配的非对称3D压裂设计;对于中深层上三叠统须家河组五段"砂页岩交互"储层采用增加裂缝无序性的体积压裂设计。应用结果表明:采用非对称3D压裂设计方法的水平井压后平均产量较同区水平井提高了41%,该方法适用于对蓬莱镇组气藏的开发;采用增加裂缝无序性体积压裂设计方法的单井压后平均产量为2.25×10~4 m~3/d,该方法为须五段气藏的开发提供了有力的技术支撑。     

加拿大白桦地致密气储层定量表征技术

以加拿大白桦地大型致密砂岩气田的研究为基础,梳理了致密气开发过程中需要评价分析的5大品质特性,提出了表征致密气储层特征的关键参数,确定了适用研究区的致密气储层定量表征和评价技术,形成了一套指标体系:多旋回精细等时地层格架和砂体叠置结构特征分析技术以确定储层空间展布;TOC测井参数地质统计定量技术以确定有机质丰度;岩心"四性"关系标定与序贯高斯模拟的储层物性定量表征技术以确定储层物性分类级别;基于岩心应力实验和测井解释的岩石脆性指数综合判定技术以确定岩石可压性;与压裂水平井产量相关的多参数组合综合评价技术以确定有利布井区;井下微地震监测技术定量用以表征人工裂缝、优化井位部署;水平井分段压裂优化技术确定最佳压裂段数、缝间距等参数,落实分段压裂水平井单井控制体积,确定单井控制储量。通过储层和裂缝综合研究不断优化致密气藏开发井网,其中大规模水平井压裂是致密气高产的有效保障,这些技术的现场应用也取得了显著的效果。     

苏里格致密砂岩气藏水平井体积压裂技术研究与试验

近年来,体积压裂技术成为非常规油气藏开发的关键技术。鄂尔多斯盆地苏里格气田致密砂岩储层压力系数低,并且孔喉及渗流特征复杂,孔渗条件极差,属于典型的非常规气藏,前期水平井采用传统压裂技术改造单井产量低,难以实现经济有效开发。为实现气田水平井高效开发,通过分析苏里格气田致密砂岩储层天然裂缝发育程度、水平两项应力差以及脆性指数等影响体积压裂的主控因素,建立了苏里格气田致密砂岩储层体积压裂技术模式,研究试验形成了复杂裂缝网络特征压裂参数体系,创新形成了体积压裂高效工艺和液体体系。现场试验增产效果显著,总体上较常规水平井单井产量提高1.5~2.0倍,为国内致密气储层体积压裂设计提供了有益的借鉴。     

长庆气田套管滑套压裂技术的研究与应用

为提高多层系致密气藏单井产量,2009年开始长庆气田在国内率先开展了TAP分层压裂工艺试验,但受压裂工具及施工作业条件影响,施工成功率低,工艺稳定性较差。为提高该项工艺的稳定性和适应性,提出了有限级套管滑套设计思路,结合有限元数值模拟和大型物理模拟实验优化了滑套阀端口,实现了固井条件下非射孔诱导顺利起裂,同时研发配套了变径自锁复合胶塞和水溶性金属球等工具,形成了有限级套管滑套分层压裂工艺,现场试验24口井,实现了一次连续分压7层的突破,施工成功率90%,其中苏里格致密气试验区苏东X井试气绝对无阻流量8.80×104m3/d,投产32个月时日产气1.94×104m3,与邻井相比增产达到80%以上,为长庆气田致密储层实现体积压裂、提高单井产量提供了新的技术手段。     

致密气藏压裂、生产联作不压井管柱工艺技术

致密气藏是主要的气藏类型之一。本文针对致密气藏压后不便更换管柱的生产难题,分析了目前工艺现状,开展了技术攻关,形成了压裂、生产联作不压井工艺管柱技术。该技术具有分层压裂可靠、施工简单、作业及排液速度快,对储层伤害低,缩短了分层改造施工和试气周期等优点,从根本上解决了压井作业对储层的伤害,对提高致密气藏单井产能及总体效益有着积极意义。     

胜北深层致密砂岩气藏水平井细分切割体积压裂技术

针对胜北区块深层致密砂岩气藏前期直井压裂效果差、难以实现储量有效动用的问题,吐哈油田从2019年起结合区块储层地质特征,以提高储层改造体积、保证裂缝导流能力、降低压裂施工风险为核心,开展了水平井体积压裂工艺技术研究,形成了以“细分切割分段分簇+大规模体积改造+高温混合压裂液体系+高温可溶桥塞+小粒径组合粒径支撑剂+控制施工砂比”等为核心的压裂技术。截至2021年2月,共完成3口井的现场实施,单井产量取得突破,胜北503H井压裂后最高油气当量近100 t/d。现场实践证明,该技术在胜北区块深层致密气藏适应性良好,为区块致密气藏的有效动用奠定了技术基础。     

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随着国民经济对天然气需求量的日益增长,人们越来越向深层,超深层要气,现阶段开采致密气藏离不开增产改造技术,因此,要突破深层,超深层气的勘探,首先要在深层,超深层气的水力压裂改造方面取得突破,文章介绍异常高温、高压,超深,致密砂岩气藏压裂改造的特点和难点,并针对其难点进行了技术攻关,最终形成了一套针对该类气藏的优化压裂技术,在中原东濮凹陷探井濮深15井应用后,两次大型压裂均获成功,标志着在超深气勘探工作方面有了新的突破,并为进一步压裂开发超深气藏储备了技术,创造了条件。     

密切割分段压裂工艺在深层页岩气Zi2井的应用

深层页岩储集层高温、高地应力、高水平应力差特征明显,常规分段压裂后,储集层改造体积偏低,裂缝复杂程度偏低,气井测试产量偏低。主要原因是,深层页岩气井压裂施工期间高泵注压力、低施工排量在常规分段参数条件下不利于提高裂缝复杂程度,导致簇间储量动用不充分。为提高工艺技术适用性及储集层改造效果,开展了深层页岩气压裂工艺优化研究,结果表明,密切割分段压裂工艺有利于增加簇间应力干扰,提高裂缝复杂程度,提升簇间资源动用效率。Zi2井初期采用常规分段压裂工艺,在压裂设计指标执行率较低的情况下,开展了密切割分段压裂工艺现场试验,裂缝复杂程度及单井储集层改造体积提升明显,证明了密切割分段压裂工艺在研究区深层页岩气井中的适用性。     

环82 区长8 酸敏储层前置酸压裂技术研究与应用

随着油田滚动勘探开发的不断深入,长庆陇东油田长8储层部分区块物性变差,采用常规加砂压裂工艺,单井产量偏低,需要探索新的工艺以提高单井产量。针对长庆陇东油田长8储层特点,室内开发了一套适应于长8酸敏储层的前置酸酸液体系,与目前体系比较,改进后前置酸酸液体系对研究区岩屑溶蚀率提高了35.4%,对胍胶压裂液的破胶液黏度降低了42.1%,岩心伤害率降低了67.9%,体现了较好的储层适应性。通过PT软件模拟提出了前置酸压裂工艺中的前置酸酸液用量强度、施工排量、关井时间。经现场32口井试验,长8酸敏储层前置酸压裂改造技术在环82区试油日产油量提高了20.4%,取得了较好的增产效果。     

前置酸压裂工艺在低渗砂岩储层中的试验与评价

针对长庆油田陇东三叠系储层物性差、喉道半径小、填隙物含量高等特点,提出了前置酸压裂工艺。该工艺主要通过酸溶蚀与岩石反应提高储层渗透性、抑制粘土矿物膨胀、溶解压裂液滤饼及残胶、提高破胶程度、形成导流能力通道等五个方面提高单井产能。在室内对前置酸配方、酸液与压裂液的配伍性进行试验研究,对现场施工工艺进行了改进,形成了与陇东三叠系低渗储层特点相适应的前置酸压裂工艺,共试验13口井,取得了较好的增产效果。     

径向缝网压裂工艺技术在超低渗储层的应用

体积压裂工艺在长庆低渗储层应用普遍,但由于注采井网的限制,随着射孔方位的确定,大多水力裂缝只向着最大主应力方向延伸。为了能够形成复杂的缝网结构,更大程度增加泄油体积,进一步改善近井地带渗流情况,为此提出了径向缝网压裂工艺思路,该工艺结合"高能气体压裂+多级暂堵多裂缝压裂"理论,首先通过高能气体压裂手段在井筒周围形成若干径向裂缝,而后采用"多级暂堵"方式,依靠油溶性暂堵剂多次投加,使得缝内净压力产生波动,强制裂缝沿着高能气体已形成的多条径向裂缝方位延伸,沟通微裂缝,最终形成网状裂缝,改善井筒周围与远井地带的渗透性。该工艺在现场应用7口井,试验井与邻井对比,单井日增油提高1.4 t,平均单井产量提高67.5%。实践证明径向缝网压裂工艺可以对超低渗储层具有良好适用性,为超低渗储层改造效果的提高提供了有力的依据。     

深层碳酸盐岩水平井分段压裂管柱工艺研究及应用

分段压裂是水平井开发关键配套技术之一,运用分段压裂可在较短时间内一次性完成对多个储层的压裂,并最大限度地减少对储层的伤害,达到多层合采提高单井产量、最大限度提高地质储量可动用程度的目的。西部油田深层碳酸盐岩水平井分段压裂是水平井分段压裂改造的重要工艺之一,研究选配性能可靠的分段压裂管柱是实施该项工艺的关键。为此,对国内外分段压裂工艺、工具进行研究,结合深层碳酸盐岩储层水平井特点,对封隔器、开关滑套等井下工具功能特点进行分析,研究优选可靠的分段压裂管柱,通过该分段压裂管柱现场的运用成功,解决了深层碳酸盐岩水平井分段压裂的难题。     

巴喀深井致密砂岩气藏压裂改造技术实践

巴喀致密气藏具有低孔、低渗、地应力高且变化大、天然裂缝发育程度不均匀等特点。射孔后无自然产能或自然产能很低。针对气藏的特征及压裂的难点,开展了有针对性的压裂工艺技术研究和现场试验,单井日增产量明显提高,压裂改造取得了一定的效果。     

中国页岩气与致密气开发特征与开发技术异同

对比分析我国页岩气藏与致密气藏的开发特征与技术对策,对深刻认识和高效开发上述非常规天然气资源具有重要的意义。为此在研究我国页岩气与致密气地质特征和开发特征的基础上,着重对比分析了二者在开发策略与技术方法上的差异及对策。结果表明:(1)两种非常规气藏宏观上均具有储层致密、非均质性强且大面积连续分布的特点,页岩气储层集中分布,致密气储层多层分散分布;(2)两种气藏均具有异常低孔低渗特征,都需要通过改造达到工业产量,但压裂改造特征和流体渗流特征差异明显;(3)气井产量曲线均为"L"形,但页岩气早期产量递减更快、低产期的生产时间更长;(4)开采均需要优选相对富集区,采用小井距、优快钻井工艺技术,核心工艺是压裂改造,采用单井自然递减、井间接替的生产方式;(5)但上述二者的开发对策和技术方法各有所侧重、解决的关键问题不同。结论认为:(1)页岩气开发对工程技术手段的依赖性更强,对开发技术要求更苛刻;(2)致密气储层的渗透性相对较好,压裂后仍表现出"相对均质"的开发特征,但受地层水影响,致密气高效开发技术同样面临着更高的要求;(3)致密气以成本为目标导向的开发技术是页岩气降低开发成本的主要方向,页岩气工厂化作业及新型压裂工艺技术有助于低品位资源的有效动用。     

苏里格气田致密砂岩气藏压裂技术新进展

鄂尔多斯盆地苏里格气田具有"低渗、低压、低产、多层比例高、非均质性强"的特点,为提高开发效益,"十二五"期间开展了压裂改造关键技术的攻关,取得了一系列新进展:1水平井多段压裂形成了水力喷砂、裸眼封隔器两大主体技术,研发了速钻复合桥塞、重复开关滑套核心工具,打破了国外技术垄断;2直井多层压裂形成了机械封隔器、套管滑套、连续油管三大技术系列;3研发了3套低伤害压裂液体系;4水平井加体积压裂、小井眼开发试验取得重要进展,致密气藏压裂关键技术系列的建立,实现了工艺技术能力的显著提升(直井分压由3层提高到11层、水平井分压由5段提高到23段),单井产量大幅提高,为致密砂岩储层有效开发提供了重要技术支持。按照中国石油长庆油田公司5 000×104 t稳产要求,以提高单井产量、降低开发成本为目标,下一步气田压裂技术主要开展水平井加体积压裂、工厂化压裂作业、老井重复改造三大技术系列的攻关。     

高压深层低渗透储层改造技术的研究与应用

水力压裂是目前国内外高压深层低渗透油气藏开发的主要技术之一，能够有效改善低渗透油气藏的渗流条件，提高单井产量，但是对于裂缝影响比较显著的注水开发油气藏，实践证明严重的储层非均质性和天然裂缝是控制这类油气藏油井产能的重要因素，故常规的单井压裂技术并不能取得理想的效果。文章针对研究区块为高压深层低渗透油藏的储层特征和实际情况，在室内理论研究的基础上，研究了深层低渗透储层整体压裂改造数值模拟、深层低渗透油气田压裂配套技术、压裂优化设计、实施监测和评估技术，进一步深入和完善了裂缝性深层低渗透油气藏整体压裂改造的配套技术。在此基础上，研制了OGFRACS三维压裂优化设计软件。该研究通过现场实施，增产效果显著，从而也验证了本研究比单井压裂设计更加合理和科学。     

三塘湖盆地马56区块致密油重复压裂实践

针对三塘湖盆地马56块致密油衰竭式开发引起地层能量下降、单井产量递减较快、采出程度较低的问题。以提高单井最终采收率为目标,开展了致密油重复压裂技术研究。通过地质研究与评价,形成了优选重复压裂"甜点"层段,补充地层能量与暂堵转向压裂工艺相结合的技术思路。在马56区块进行了6井次重复压裂现场应用,压裂后稳定日产油是压裂前的2.24倍,取得了明显的增产效果。该技术组合对致密油藏重复压裂具有重要借鉴意义。