拖动管柱水力喷射分段压裂工艺在HH42P1井的现场试验

红河油田长9储层属于低孔、特低渗油藏,该油藏油水关系复杂,勘探开发难度大。区块单井自然产能较高,但含水上升较快,产量递减明显。为了经济有效开发该类难动用油气资源,进一步提高单井产能,针对长9油藏水平井试验区油藏地质及HH42P1井水平井段储层特点,采用拖动管柱水力喷射分段压裂技术进行分段压裂试验。同时利用全三维压裂设计软件对压裂施工程序进行优化,筛选了适合水平井水力喷射分段压裂改造的射孔位置、喷嘴类型及型号、压裂液及支撑剂体系。该井分5段进行了压裂改造,压后增产效果明显,平均日产液量20.15 m3,平均日产油量6.39 t。该工艺与常规加砂压裂工艺相比,不仅降低了油井的含水率,实现了油井增产,而且延长了油井稳产周期,适合在红河油田油水关系复杂的长9储层推广应用。     

直井与水平井的产能对比

油藏开采可以选用直井,也可以选用水平井,可以对油井进行压裂,也可以不进行压裂。矿场上选用何种增产措施,除了要考虑成本之外,还要考虑措施的增产效果。分油井压裂与不压裂2种情形,对比了直井与水平井的产能,同时通过计算示例分析了泄油面积、储集层厚度、压裂裂缝条数、储集层渗透率和原油黏度对增产效果的影响。研究表明:普通水平井的增产效果不如压裂直井;厚油层适合采用直井开发,薄油层适合采用水平井开发;增大泄油面积不能有效提高油井产能,但能延长稳产期;增加压裂裂缝条数能显著提高水平井产能,体积压裂及多级压裂均是水平井的有效增产途径;未压裂水平井的增产效果十分有限;中高渗透油藏可以采用任意油井开发,而低渗透油藏则必须采用压裂水平井开发;中低黏度油藏可以采用任意油井开发,而高黏度油藏或稠油油藏则必须借助于热力采油。研究结果可为矿场上选择油井类型及增产措施提供参考。     

腰英台油田裂缝发育储层水平井压裂技术研究

腰英台油田属于低孔特低渗油藏,储层物性条件差,层内、平面非均质性严重,天然裂缝发育,压裂施工难度大,施工成功率低。2012年在腰东地区进行水平井评价,共实施水平井分段压裂4井次(31段),施工成功率54.3%,加砂符合率低。本文通过开展前期压裂施工情况及难点分析,找出的主要问题是储层天然裂缝发育,压裂时容易形成多裂缝,压裂液滤失大导致早期砂堵。为此针对性地开展了水平井完井及压裂方式优化研究、多裂缝控制技术研究和压裂液体系优化研究,形成了适合于裂缝发育储层水平井压裂技术系列,成功解决了腰英台油田裂缝发育储层水平井压裂施工成功率低的问题。增产效果较好,为腰英台油田的高效开发提供了技术支持。     

顺9井区致密油藏水平井一体化开发技术

顺9井区志留系碎屑岩储层存在埋藏深、温度高、物性差和底水发育,前期直井压裂后无法获得稳定产能的问题,为此,开展了水平井一体化开发技术研究。按照钻井、完井和压裂一体化设计的思想,水平井方位角设计为137.7°,与最大主应力方向正交,以提高压裂后泄油面积;使用油基钻井液钻进,保证井径规则,便于分段完井工具坐封;优选耐温130℃、耐压差70 MPa的裸眼封隔器,保证分段成功,并将压裂端口置于储层发育段,便于裂缝起裂;通过降低胍胶浓度和优化添加剂用量,形成耐温130℃的低伤害压裂液;采用油藏数值模拟方法优化压裂施工参数,应用常规压裂+人工隔层控缝高技术实现避水高度30 m,控缝高、深穿透压裂,形成顺9井区致密油藏水平井一体化开发关键技术。现场试验表明,水平井压裂后产能较直井提高4倍,2口井累计产油量达1.02×104 m3。水平井一体化开发技术提高了顺9井区致密油藏开发效果,对国内同类致密油藏开发具有一定借鉴意义。      

鄂尔多斯盆地致密油水平井体积压裂优化设计

鄂尔多斯盆地长7致密油储层致密、油藏低压。储层天然微裂缝发育程度和岩石脆性评价表明,盆地致密油储层物性对水平井分段体积压裂具有良好的适应性。以提高水平井多段压裂井网形式和布缝的匹配性为目的,优化了与注采井网相适配的施工参数,结果表明,实现体积压裂的排量为4~8 m3/min,单段砂量40~80 m3,入地液量300~700 m3,并形成了"低黏液体造缝、高黏液体携砂、组合粒径支撑剂、不同排量注入"的混合压裂设计模式。矿场井下微地震监测对比了体积压裂与常规压裂对裂缝扩展形态的影响,结果显示致密储层采用体积压裂的改造体积和复杂指数是常规压裂的2倍左右,且与井网适配性良好。通过开展致密油开发矿场先导性试验,水平井单井初期产量达到8~10 t/d,第1年累计产油量达2 000 t左右,且无裂缝性见水井,证明对于鄂尔多斯盆地的致密油开发,采用水平井五点井网+混合水体积压裂可以获得较高的单井产量和良好的开发效益。该项技术对其他油田的非常规储层开发有一定的借鉴意义。     

泾河油田致密低渗油藏水平井重复压裂技术

泾河油田致密低渗油藏受储层物性差、非均质性强,以及注水驱替系统难以建立等因素的影响,部分水平井产量递减快、采收率低.重复压裂面临工艺优选、新缝开启与老缝延伸、储层保护等难点.文中研究了初次改造不充分的水平井油藏压力和剩余油分布特征,利用重复压裂与补充地层能量相结合的水平井储能压裂技术,优化重复压裂施工参数,优选压裂液体系和配套压裂管柱,形成增大储层改造体积、补充地层能量、提高油水置换效率的一体化水平井重复压裂技术.在泾河油田致密低渗油藏X井开展重复压裂,优化重复压裂6段16簇,水平段加砂强度和进液强度分别为1.3,15.4 m3/m,是初次压裂的4.2倍和9.1倍,有效改造体积为1.76×106m3.此项技术可为同类致密低渗油藏重复压裂改造提供参考.     

义104 － 1 侧井砂砾岩储层大型压裂技术研究与应用

针对渤南地区砂砾岩油藏储层物性差、自然产能低、常规加砂压裂改造增产效果差及稳产周期短的现状,在义104-1侧井开展了大型压裂技术的研究与应用。根据储层地质特征及井况条件,在分析义104-1侧井压裂技术难点的基础上,分别从射孔井段参数优化、压裂规模优化、压裂液和压裂支撑剂优选与评价及配套技术措施等方面进行了研究。于2009年7月19日对义104-1侧井实施大型压裂,施工历时180min,累积泵入压裂液量为 1002.9m3,支撑剂量为 120m3,最大施工排量为7.2m3/min,压裂后30d的平均自喷产液量为45.2t/d,平均产油量为31.7t/d,增产效果显著。     

大港油田陆相页岩油滑溜水连续加砂压裂技术

针对页岩油水平井采用常规滑溜水压裂时存在用液量大、砂比低、增产效果不理想等问题,通过优选聚合物降阻剂,优化黏土稳定剂、破乳助排剂和过硫酸盐类破胶剂的加量,形成了调节聚合物降阻剂加量即可调控滑溜水压裂液黏度的变黏滑溜水压裂液体系。通过支撑剂导流能力模拟试验,优选了70/140目石英砂和40/70目陶粒的支撑剂组合,经先导性试验,形成了大港油田陆相页岩油滑溜水连续加砂压裂技术。该技术在G页2H井进行了现场试验,有效提高了施工效率和单位液体的携砂量,减少了压裂液用量,形成了较好的缝网体系,提高了储层改造程度,取得了良好的压裂增产效果。现场试验表明,该技术能够满足页岩油水平井滑溜水连续加砂压裂要求,可以为页岩油高效开发提供技术支撑。      

海安凹陷阜二段致密油藏体积压裂技术

苏北盆地海安凹陷阜二段属于典型的低孔低渗致密油藏,为了评价该探区的储层物性、含油性以及为水平井井位部署提供设计依据,对该地区一口直井预探井进行了体积压裂。研究了储层的岩性、脆性、物性,在此基础上,为了满足在体积压裂时尽可能提高铺砂浓度的要求,优选了滑溜水和线性胶压裂液体系。为达到认清各小层的目的,采用了桥塞分层压裂、分层试油、打捞桥塞合层求产的技术措施。在施工前进行小型压裂测试来保证主压裂的顺利进行,并在施工时采用地面微地震技术来监测缝网体积。现场施工排量达到4.5~5.0 m3/min,累计加砂140 m3,最高砂比12%。裂缝监测表明各层的造缝效果较好,裂缝形态较为复杂。试油效果达到地质设计预期。     

压裂防砂技术在胜利油田低渗敏感稠油油藏的应用

为进一步提高低渗敏感稠油油藏开发效果,胜利油田引进了压裂防砂技术。利用有限元模拟方法定量分析了压裂防砂技术增产及防砂的内在机理,明确了该技术对低渗敏感稠油油藏具有较强适应性;开展了压裂防砂施工工艺优化,确定最优造缝长度为70 m,优选0.425~0.850 mm陶粒作为支撑剂,合成聚合物压裂液作为施工用液,前置液用量比为35%~45%。2013年压裂防砂技术在胜利油田草13区块现场试验15井次,油井投产初期平均单井日产油5.4 t,与挤压充填防砂井日产油相比,单井增产1.8倍,能够很好地满足现场要求。压裂防砂技术对于低渗敏感稠油油藏具有较强的针对性和适应性,可为该类油藏高效开发提供新的技术支持。     

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。     

鄂尔多斯盆地页岩油水平井体积压裂改造策略思考

鄂尔多斯盆地页岩油具有压力系数低、脆性指数低、纵向夹层多以及非均质性强等特点,采用水平井体积压裂技术可以大幅度提高单井产量,但低油价下难以实现经济有效开发。以该盆地矿场实践大数据为基础,建立了体积压裂效果定量评价方法,提出了体积压裂改造策略和下步工程攻关方向。在建立水平井地质工程综合品质分段分级评价新标准和储层类型精细分类的基础之上,基于9口水平井112段产液剖面测试结果得出：I类和II类储层改造段数占比为85.2%,产出占比高达96.4%,为主要产能贡献段;III类储层改造段数占比为14.8%,产出占比仅占3.6%,贡献程度最低;应优先改造I类和II类储层,III类储层选择性改造。影响产能的主控因素依次为：油层长度、进液强度、布缝密度、脆性指数、加砂强度、渗透率、施工排量、孔隙度、水平应力差及含油饱和度。储层物质基础是获得高产能的首要条件,提高缝网波及体积是实现非常规油气产能最大化的重要途径。研究成果可为盆地页岩油水平井体积压裂优化设计提供科学依据,有力助推页岩油规模效益开发。     

低渗透储层多级转向压裂技术

低渗透储层采用常规压裂工艺改造后,存在压裂改造波及体积小、有效期短和改造效果差等问题。为了提高低渗透油气田增储上产水平,根据油藏地质特点和多级转向压裂起裂机理,研制了溶解度高、溶解速度快、残渣含量少和对储层渗透率伤害小的高性能水溶性暂堵剂,并形成了多级转向压裂技术。在地层压开裂缝后,实时向地层中加入该高性能水溶性暂堵剂形成瞬时暂堵,提高缝内净压力,通过暂堵转向产生微裂缝和分支缝,从而形成复杂的网络裂缝,实现体积改造的目的。多级转向压裂技术在新疆油田X区块应用后,产油量大幅提高,单井日增油量为常规压裂井的2.0倍;稳产时间长,有效期较常规压裂井延长50%。多级转向压裂技术解决了低渗透砾岩储层改造难题,为低渗透砾岩储层开发后期稳产提供了新的技术手段。      

压裂液对致密油储层人工裂缝渗透率的影响分析

对于致密油储层来说,目前国内外对其开采主要是通过压裂形成人工裂缝增加储层的渗流能力,提高原油产量。然而在压裂施工的过程中势必会造成压裂液对地层的伤害及对支撑裂缝导流能力的伤害。弄清压裂液对人工裂缝渗透率的影响因素,对于提高致密油储层压裂改造效果及提高原油产量有着重要的意义。本文是针对致密油储层的真实岩心人工裂缝,进行室内试验研究,主要从压裂液破胶液对人工裂缝的伤害出发,研究了破胶液对人工裂缝的伤害及对渗透率的影响,支撑剂的分布对人工裂缝渗透率的影响及破胶液对支撑剂分布的影响等几个方面进行了系统的研究。并得出了影响人工裂缝渗透率的主要因素是裂缝断面粗糙度、支撑剂的运移及裂缝表面的性质等。     

鄂尔多斯盆地致密油应力循环压裂技术

鄂尔多斯盆地长7致密油Ⅱ类储层脆性指数低、水平两向应力差较大、天然裂缝不发育,常规混合水压裂难以形成复杂裂缝,单井产量低,为此研发了应力循环压裂技术。通过物模实验明确了该压裂技术增产机理,完成了工艺优化和工具配套。该工艺采用应力循环压裂工具泵注高砂浓度液体,在环空注入净液体,根据压裂过程中地层响应和压力变化,实时控制井底砂浓度和排量,对储层加载循环应力,使储层受到疲劳破坏,实现缝网压裂。现场试验37口井,平均施工规模与常规混合水压裂相当,施工排量仅为常规混合水压裂的一半即可实现多次缝内升压,较对比井有效改造体积增加44.5%,单井日产油量提高1.6 t。     

长庆超低渗透油藏低产水平井重复改造技术研究及应用

受储层致密低压、完井改造程度低、长期注采驱替难以建立等因素影响,鄂尔多斯盆地部分水平井产量递减大而低产。通过对水平井典型注采井网的生产动态进行历史拟合,研究了油藏压力和剩余油分布特征。以扩大储层改造体积、增加裂缝复杂程度、恢复缝网导流、解除深部堵塞和提升地层能量为目的,集成体积压裂与补充能量为一体进行重复改造设计,形成了水平井“高排量注入、两级暂堵升压、多功能压裂液、压后关井扩压”的分段补能体积复压工艺模式和配套的压缩式双封单卡组合管柱。优化施工排量为4~6 m3/min,缝口缝内两级暂堵转向,单段液量为800~1 000 m3,单段压后关井1~2 d。在鄂尔多斯盆地超低渗透油藏开展了5口水平井现场试验,单井补能体积复压5~6段,井均日产油量由1.6 t提高至6.2 t,达到了本井投产初期产量,与同区块常规复压井相比日增油提高了1倍。井组地层能量上升2~4 MPa,1年累计增油量超过1 200 t,与本井初次压裂投产相比年递减率降低38%。该技术对其他非常规储层提高水平井老井产量及最终采出程度有一定的借鉴。     

红台204井致密气藏大型压裂技术应用实践

针对红台区块小草湖洼陷低压低渗致密气藏自然产能极低,常规加砂压裂改造方法增产效果差的现状,在红台204井研究应用了大型压裂改造技术,主要包括裂缝规模合理确定、大型压裂施工参数优化设计以及低伤害助排压裂液等关键技术。入井压裂液772.6m3、砂量100.6m3,压后初期最高产气量达16×104m3/d,稳定产气量达9.6×104m3/d,凝析油8.3m3/d,是压前产气量的14倍,增产效果和经济效益显著。大型压裂技术的成功应用,使红台气藏勘探获得重大突破,可采储量得到升级,为类似气藏的开发提供了经验。     

松辽盆地北部非均质致密油水平井增产改造设计优化技术

松辽盆地北部致密油储层为半深湖—深湖相夹三角洲前缘亚相和河流相沉积,具有纵向不集中、横向不稳定、甜点单体规模小、连片程度差、物性变化大、含油性差异大等非均质特征;非均质性强导致的力学差异易导致裂缝延伸不均衡、压裂段数多、规模大,对支撑剂、原材料及施工设施都要求高,等裂缝间距压裂设计不适应该地区。为此展开攻关,形成了增产改造设计优化技术,其中裂缝间距优化、压裂井段划分、射孔优化、裂缝长度与高度优化、裂缝导流能力优化等方法,解决了非均质储层体积压裂改造裂缝系统优化问题;同时压裂液、支撑剂、地面设施的优化与配置,满足了松辽盆地北部致密油大规模体积改造的需求。现场试验10口井97段,单井压后产量平均达40m3/d,是周围同物性条件直井的17倍,实现了陆相非均质致密油的有效改造,对大庆油田致密油增储上产具有重要意义。     

煤系烃源岩凝析气藏改造技术研究与应用

针对煤系烃源成藏的H凹陷凝析气藏部分储层与邻近煤层之间的隔层应力差较小、裂缝高度不易控制的改造难点,通过理论研究制定了用线性胶携带多级支撑剂段塞控制裂缝高度的工艺方法,改变以往采用下沉剂控制裂缝向下延伸的控缝高的技术思路。针对储层泥质含量较高易伤害的特点,优选了低浓度羧甲基羟丙基瓜胶压裂液体系,并在前置液阶段混5%~10%柴油进行乳化降滤,降低储层伤害。通过改变工艺措施和工作液方案,确保了加砂压裂施工成功率和压后效果。在H10井进行了先导性试验,分压3层,采用三级段塞加砂,单层最大加入20~40目陶粒支撑剂35 m3,砂浓度最高570 kg/m3（砂比35%）,平均砂浓度478 kg/m3（砂比27.5%）。3层压前无产量,压后返排率48%,合层试气求产日产天然气4×104 m3,凝析油0.4 t/d。井温测试和模拟分析表明,缝高、滤失和多裂缝均得到了有效控制。该井加砂压裂改造先导性试验的成功实施,为同类储层改造提供了借鉴。     

吐哈油田鲁克沁深层稠油油藏层内分段压裂改造技术

吐哈油田鲁克沁稠油油藏埋深3300～3800m,储层胶结程度弱,岩性疏松,砂体厚度较大,常规压裂支撑剂充填、造缝困难,厚油层不能得到充分改造;另外,稠油粘度高(地层温度下原油粘度200～300mPa·s),流动性差,且对温度敏感性强,冷伤害造成的钻井液和压裂液等胶体滤饼的堵塞问题会大大降低油井的压裂效果。历年压裂数据统计,压后单井平均日增油4.2t,平均有效期小于60d,效果较差,严重影响了稠油油藏的高效开发。为此,开展了提高稠油油藏压裂改造效果的研究,并形成了大孔径射孔、压前预处理、层内分段压裂、大粒径陶粒、降粘压裂液体系等配套技术,在现场试验3井次,施工成功率100%,有效率100%,平均单井日增油6.3t,取得了较好的压裂效果,为稠油油藏的高效开发提供了技术思路。