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。     

低温气藏压裂改造技术研究与应用

针对低温、低压力系数气藏压裂存在的压裂液破胶时间长、返排效率低,压裂效果差等问题,研究开发了低温水基交联液氮增能泡沫压裂液体系。通过优化裂缝长度,采用低温活化破胶技术、液氮增能技术、多级支撑剂段塞等多项压裂工艺优化技术,探索出一条适合低温、低压力系数气藏压裂增产改造的工艺方法和配套技术.经现场应用取得了良好效果。     

水平井全通径分段压裂工艺的研究和应用

川西低渗致密气藏压裂施工中采用常规Y 341套管封隔器分段压裂,发现压裂液返排不够通畅,影响了返排及压裂改造效果。通过调研评价全通径压裂工艺技术,优选连续油管拖动底封分段压裂工艺、K 344封隔器分段压裂工艺进行现场试验。详细介绍了这两种工艺的原理、特点及现场试验情况,并对现场试验结果进行了分析,得出这两种工艺都可实现井内的全通径,保证了压裂液返排和天然气产出通畅,但连续油管拖动底封分段压裂工艺的喷砂射孔设计还须进一步优化,现场试验证明K 344封隔器分段压裂工艺在川西气田具有更好的适应性。     

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。     

低渗油藏水平井低伤害压裂液技术

低渗油藏水平井开发是一项复杂而又有实际价值的工程技术。如何能更有效地利用水平井压裂化学配套技术来提高压裂效果,面临着诸多难题。如污染、支撑荆沉降速度控制、返排困难等。文章从水平井压裂的储层保护、压裂液的携砂性能以及分段破胶快速返排及强制闭合压裂配套技术方面进行了探讨,为改善水平井开发低渗透油田效果提供了技术支撑。     

川西水平井纤维加砂压裂工艺研究与应用

常规水平井加砂压裂工艺存在支撑剂回流现象严重、铺置效果不理想等问题。针对川西气田水平井压裂后压裂液返排效率低、支撑剂回流现象严重等问题,研制出可降解纤维及与之配套的纤维降解剂,形成了可降解纤维材料体系,以提高压裂液返排效率,改善裂缝导流能力,并防止支撑剂回流,改善支撑剂铺置效果,进而提高压裂改造效果。通过在川西气田水平井采用可降解纤维材料体系实施纤维加砂压裂工艺,有效提高了压裂后压裂液返排效率,减少了支撑剂回流量,改善了压裂效果,为水平井防支撑剂回流提供了借鉴经验。     

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．     

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。      

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。     

水力压裂工艺中的分段破胶技术

针对水基冻胶压裂液常规破胶过程中破胶时间长、水化液粘度高、液体返排率低、对地层污染严重等问题,研究了储层温度、破胶时间、破胶剂浓度等对破胶效果的影响。室内研究表明,破胶剂浓度越大,破胶温度越高,破胶时间越长,则水化液粘度越小。在此基础上,根据不同施工阶段及液体经受的剪切时间和温度环境的不同,研制出适应于水基冻胶压裂液体系的分段破胶技术,使压裂液在施工过程中既能保持较高的携砂粘度,又能在压后快速破胶水化。应用该技术在现场进行了10井次压裂施工,压后平均关井时间为4h,返排周期为10.6d,平均返排率为89.     

高庙气田砂岩气藏水平井分段压裂技术研究与应用

川西地区高庙气田沙一气藏储层低渗致密,受窄河道控制,井位部署空间受限,水平井压后返排时间长,返排率通常较低。为高效经济地开采储量,通过川西地区近几年的水平井压裂实践,研究应用了裂缝参数优化技术+脉冲式柱塞加砂技术+超低密度支撑剂+K344封隔器的组合技术。通过裂缝参数优化技术分析合理的裂缝间距和裂缝导流能力,采用脉冲式柱塞加砂技术和超低密度支撑剂可形成更加有效的裂缝支撑剖面,应用K344封隔器分段压裂增加返排通道,以降低对储层的伤害。该组合技术在沙一气藏进行了两口水平井的先导性试验,施工成功率100%,24小时内返排率均达到60%以上,增产效果显著。     

水平井全通径分段压裂工艺在川西气田的研究和应用

由于常规Y341套管封隔器分段压裂,压裂液返排不够通畅,影响了返排及压裂改造效果。通过调研评价全通径压裂工艺技术,优选连续油管拖动底封分段压裂工艺、K344封隔器分段压裂工艺等全通径分段压裂工艺进行现场试验。介绍了这两个工艺的原理、特点及现场试验情况,对现场试验结果进行了分析。     

页岩气水平井分段压裂排采规律研究

目前页岩气水平井压裂后排采主要依靠现场经验,规律性不强。为此,通过挖掘气藏数值模型的功能,并结合井筒流动模型,初步研究了页岩气水平井分段压裂排采规律。基于正交设计原理,考虑了页岩基质参数、裂缝参数及生产参数等13个影响因素。结果表明,影响压后返排率的因素按影响程度排序依次为破胶液黏度、压力系数、井底流压、段数、单段注入量、裂缝半长、日排液量、返排时机、导流能力、束缚水饱和度、裂缝形态、裂缝支撑剖面和吸附气含量。为了取得最好的压裂后排采效果,上述不可控参数可作为选井、选段的重要依据,而可控参数可用来对压裂施工参数进行优化调整。该成果已在涪陵焦石坝区块的页岩气水平井压裂中成功应用,压裂后排采效果显著,多口应用井压裂后获得10×104 m3/d以上的产量,且稳产前景良好。      

瓜胶压裂液体系示踪剂的筛选

在油气田开发过程中,多数油气井压裂通常是采取分段压裂,各层段一起合排,此过程目前常用总的返排量来判断整体压裂液的返排效果,而无法了解各个层段压裂液的返排情况。为了评价各层段压裂液的返排效果,可在各层段压裂过程中加入一定浓度的不同示踪剂,在返排时对压裂液返排液进行连续取样,检测返排液中各种示踪剂的浓度,从而判断各层段的返排效果,计算压裂液在地层中的残留量。而在压裂中所用示踪剂需要与压裂液配伍,对油田常用的几种示踪剂进行了实验评价。实验研究结果表明,小分子醇类和无机阴离子(SCN-和Br-)不适合作为瓜胶压裂液示踪剂,2种微量物质TA和TB与瓜胶压裂液配伍,不会对压裂液成胶和破胶产生影响,并且由于其在地层环境中有较低的吸附量,不会对定量测量造成影响,可初步选为压裂液示踪剂。     

基于早期返排历史数据的水平井分段压裂效果评价方法

压裂液早期返排历史数据可用于评价水平井分段压裂效果,而有效裂缝孔隙体积是反映压裂效果的重要参数,但目前基于压裂液返排历史数据的有效裂缝孔隙体积计算方法存在准确性不高的问题。为此,基于北美最新的基于返排历史数据计算初始有效裂缝孔隙体积的研究成果,应用产量不稳定试井中的流动物质平衡方法,结合传统的产量递减方法,提出了一种利用返排历史数据定量求取有效裂缝孔隙体积的方法,并以国内某口分段压裂的致密油水平井为例,详细介绍了该方法的计算分析过程,计算发现,仅有21%的注入压裂液对裂缝导流能力有贡献。研究结果表明,该方法能有效提高有效裂缝孔隙体积计算结果的准确性,可以对水平井分段压裂效果进行正确评价。      

苏里格气田水平井裸眼完井分段压裂技术研究

在介绍水平井裸眼完井分段压裂工艺的基础上,分析了苏里格水平井裸眼分段压裂工艺管柱结构。水平井裸眼完井分段压裂工艺在苏里格气田遇到的主要问题是压裂管柱下入遇阻严重、回插管柱密封不严、丢手丢开困难、压后返排率不高、压差滑套打不开及砂堵等。对管柱下入遇阻严重问题设计了Ф151 mm×1.5 m的大铣柱,与小铣柱配合使用,建议在较长的油管段接扶正器;对回插管柱密封问题设计了模块式密封;在悬挂封隔器上端设计丢手工具可解决丢手丢开困难问题;设计了压差滑套辅助压力阀解决滑套打不开问题。现场应用结果表明,提出的措施均能很好地解决苏里格气田水平井裸眼完井分段压裂工艺存在的问题。     

水平井液体胶塞分段压裂工艺及应用

目前,在油田开发中存在一定数量的大段连续射孔、固井质量差、易套变的水平井,无法采用常规机械分段压裂工艺,存在卡管柱风险.水平井液体胶塞分段压裂技术是采用封堵顶段压裂底段,或封堵底段压裂顶段2种工艺管柱,通过注入液体胶塞剂至所需封堵层位,成胶后进行压裂.液体胶塞抗温60～100℃,承压40～50 MPa,无需填砂,成胶时间30～90 min内可调,破胶时间5～72 h可控.压裂封隔器耐压70 MPa,耐温90℃.该工艺在大庆油田现场试验5口井,工艺成功率100％,取得较好的压裂效果,具有很好的应用前景.     

提高低压气藏改造效果的关键技术——以川西LD气田为例

川西LD气田为典型的低压低渗透致密气藏,该类气藏因地层压力低,加砂压裂改造时压裂液滤失量大,返排速度慢,返排率低,导致储层及裂缝受到伤害而影响改造效果,使依靠压裂建产的LD气田的稳产形势面临巨大挑战.通过室内实验,研制了低质量分数的稠化剂增能压裂液体系,降低了压裂液残渣对储层的伤害,结合储层地质特征,在液氮增能设计方法优选及施工关键参数计算方法研究的基础上,形成了液氮增能压裂技术,提高了压裂液的返排速率和返排率,最终形成了提高LD气田低压气藏改造效果的关键技术.现场10口井l8层的应用结果证实,气井返排速率明显加快,压裂后平均测试时间由前期的10 d缩短到2 d,气井见气点火时间明显缩短,平均产气量为0.7623×10(4) m3/d,比2008年增加了0.5495×10(4) m3/d,有效实现了低压气藏低伤害压裂,为低压气藏开发提供了有效手段.     

胭脂红示踪剂在评价压裂液返排中的应用

针对川西地区SF气田近期部分水平井压后返排率和测试产量较低的问题,采用胭脂红示踪剂来评价压裂液返排情况。将胭脂红定量加入到水平井某一分段的压裂液中,通过检测返排液中胭脂红的含量来评价返排率。针对返排液中的杂质影响测量准确性的问题,建立简便可靠的比色卡法来判断返排液中的胭脂红浓度。在SF气田应用了4口水平井,定量描述了2口井的返排情况,定性判断另外2口井示踪压裂段液体并未返排。应用结果表明,胭脂红作为示踪剂能够定性/定量评价示踪段的返排情况,为水平井的压裂设计提供重要的理论依据。     

水平井体积压裂技术研究与应用

水平井体积压裂技术是有效开发低渗致密油气藏的关键技术。在深层及超深层碳酸盐岩油藏、致密砂岩油气藏和页岩气等领域,持续开展了裂缝与起裂扩展规律描述方法、裂缝参数优化方法、射孔工艺参数优化、多尺度压裂工艺参数优化方法、分段压裂工具、低伤害压裂酸化工作液体系、压后同步破胶及返排优化、体积裂缝诊断及效果评估方法等研究工作。在调研水平井体积压裂技术研究与现场应用最新进展的基础上,形成了以压前储层综合评价、油藏数值模拟、体积压裂优化设计方法、高效压裂液酸液体系、分段压裂工具/裂缝监测与诊断、压后返排优化控制等为主要内容的储层改造技术链,经华北鄂尔多斯致密砂岩气藏、新疆塔河超深层油藏及四川盆地深层页岩气等试验及推广,效果显著,极大地提高了裂缝的有效改造体积和勘探开发效果。对国内类似油气藏的压裂改造和增储上产均具有重要的借鉴和指导意义。