降低异常破裂压力储层压裂施工压力技术

异常破裂压力储层埋藏深、岩性致密,构造应力作用强,地层孔隙压力高及储层伤害严重,地层破裂压力和裂缝延伸压力较高,造成地面施工压力过高,难度增大;同时也对储层改造的设备、管柱、工艺等提出了极高的要求。从储层地质和工程因素两个方面分析了异常破裂压力的成因,提出了应用酸化预处理、射孔优化、加重压裂液、降低施工摩阻等措施来降低施工压力,为异常破裂压力储层的压裂改造提供技术依据。     

酸处理降低破裂压力的研究与现场应用

储层改造是致密砂岩气藏获得商业气流的重要手段,一些致密砂岩储层中,有些井由于储层地质原因、钻井液污染、射孔密度等因素使得地层破裂压力异常较高,压开难度大,施工压力高,导致施工失败,如何降低破裂压力成了人们关注的焦点,酸化预处理是降低破裂压力的措施之一。文章以砂岩为研究对象,通过实验模拟酸对岩石力学参数的改变,以及酸化预处理技术在现场成功应用来充分证明了酸处理降低储层破裂压裂的可行性。     

酸处理降低储层破裂压力机理及现场应用

压裂改造是提高低渗透油气藏采收率的重要手段,而地层破裂是储层压裂改造的关键。在低渗透储层的改造过程中,由于储层段埋藏深、构造应力异常、泥质含量高、钻完井过程中地层伤害严重等原因,某些井层破裂压力异常高,导致了施工失败。以砂岩岩样为研究对象,通过对标准、泥浆污染及酸处理前后岩样的微观、物理性质和力学性质的测试实验,分析了酸处理降低储层破裂压力的机理。该项技术在川西须家河致密气藏的改造中得到了成功应用,保证了储层改造的顺利实施,充分证明了酸处理降低储层破裂压力的可行性。     

巴什托油气田异常破裂压力预测研究

地层破裂压力异常高是制约深层致密油气压裂改造的技术难题,因此破裂压力的准确预测对低渗透致密油气藏开发是至关重要的。文章根据岩石破坏的最大张应力准则,在背斜构造地应力和考虑污染等因素的基础上,建立了巴什托油气藏破裂压力预测模型,并据储层污染与否的破裂压力预测公式进行了实例计算。     

川西高破裂压力储层压裂改造配套技术优化研究

针对川西须家河组地层埋藏深、储层致密、破裂压力高而导致压裂改造时"施工压力高、加砂难度大"的问题,对能适应高破裂压力储层的超高压压裂配套的工具、管柱、井口级别进行了优化研究,形成了一套适合川西地区超高压压裂的配套技术,并就井下工具的选择制定了优选原则。对适应高破裂压裂储层压裂施工的井下工具进行了优选,高压条件下的加砂压裂改造,建议和Y241配合使用或采用Y341封隔器+双水力锚组合。     

复合压裂技术在高应力地层的应用

勒10块J2X储层具有岩性致密、物性差、自然产能低、地应力高的特点。压裂施工时压力较高,成功率低,严重影响了压裂效果。结合储层特点及前期压裂情况,应用了满足高应力地层改造的复合压裂技术。主要做法是：压裂前对地层进行酸化预处理或实施高能气体压裂,以降低压裂时的地层破裂压力,然后进行正式压裂施工。现场应用表明,复合压裂的施工成功率较高,增产效果明显。     

压前酸处理在异常高破裂压力油藏的应用

压裂工艺是目前得到广泛应用的增产措施之一,而破裂压力则是水力压裂设计的关键参数。随着青海油田的开展,越来越多的具有异常高破裂压力的高温深井投入生产,而如何降低高温深井的破裂压力就成为提高压裂成功率及有效率的关键。本文通过对压前酸处理技术在红柳泉油田及七东潜伏构造等两个异常高破裂压力地层的成功应用,说明了该技术在青海油田异常高破裂压力地层的适宜性。     

碳酸盐岩储层酸处理降低破裂压力研究综述

我国具有丰富的低渗透油气资源,压裂酸化改造是提高低渗透油气藏开采效果的重要手段,而地层破裂是储层压裂酸化改造成功的关键。在低渗透储层的改造过程中,由于储层段埋藏深、构造应力异常、泥质含量高等原因,某些井地层破裂压力异常高,导致了施工失败。本文以碳酸盐岩储层为研究对象,通过对碳酸盐岩岩石力学强度的本质分析,综述了岩石的矿物组成、结构特征、构造、水或者化学溶液作用以及缺陷对碳酸盐岩岩石力学性质的影响。为酸处理降低岩石力学强度,从而降低地层破裂压力提供了重要理论依据。     

冀中凹陷高家堡地区异常破裂压力储层

针对冀中凹陷高家堡地区储层破裂压力异常高、压裂裂缝?、加砂难、易砂堵的特点,结合地层倾角测井资料、三轴岩石力学试验参数和室内kaiser地应力测试资料,从孔径、孔密、孔深、相位角、打开程度等参数进行了降低储层破裂压力的射孔优化设计,根据优化的射孔方案,配合多级段塞压裂工艺、20~40目和30~50目的中小粒径组合陶粒工艺、增大井底注液压力工艺措施,有效降低了冀中凹陷高家堡地区异常破裂压力储层的破裂压力,大大提升了该地区压裂改造的平均砂比和加砂规模。     

川西致密储层单井破裂压力计算方法综合研究

川西须家河组气藏属于低孔低渗致密深层气藏,地层压力高,5口井压裂施工其中3口井施工未成功。施工时,最高井底压力高达159．6MPa。破裂压力高,影响储层压裂改造。综合Eaton法、实测法和测井法等三种计算方法,对典型井破裂压力进行了预测,得到三口典型井破裂压力在147．0—163．7MPa之间。研究发现,测井资料求取破裂压力使用方便,易于推广。     

深层气藏压裂改造降低施工摩阻技术

川西深层气藏属于深—超深、致密—超致密砂岩气藏,储层具有破裂压力高和延伸压力高的特点,经过分析,降低施工摩阻是降低施工压力的有效手段。通过施工管柱合理配置、注入方式优化、纤维加砂、延迟交联压裂液、支撑剂段塞等方式,形成了深层气藏压裂改造降低施工摩阻工艺技术体系,并在LS1井进行现场应用。采用多级段塞、小粒径陶粒、低砂比、低伤害压裂液、纤维加砂等降低施工摩阻集成技术,近井摩阻降低了9.47 MPa,弯曲摩阻降低了7.61MPa,同时延程摩阻降低了4～5 MPa,成功完成了80 m3加砂压裂改造。压后日产气1.098 0×104m3/d,日产水为10.7 m3/d。     

致密碎屑岩储层岩石破裂特征及脆性评价方法

研究致密碎屑岩储层岩石破裂特征及脆性评价方法对致密油压裂优化设计具有重要意义。文章以辽河盆地沙河街组致密碎屑岩储层为例,开展了不同岩性岩石的三轴压缩实验,分析了宏观破裂行为和压后岩石显微裂缝的发育类型,通过对比常规的弹性参数法和矿物组分法等脆性评价方法,建立了基于三轴压缩破裂过程中能量守恒的新脆性评价方法。实验表明,岩石破裂特征受控于岩石脆性和岩石所处的围压条件。一方面,脆性较强的岩石主要发育穿晶张裂缝,随着脆性程度减弱,裂缝数量逐渐减少,类型则以晶内裂缝为主;另一方面,随着围压增加,压裂后岩石内部微裂缝类型从穿粒张裂缝向晶内裂缝过渡,说明围压极大地抑制了微裂缝的扩展。传统弹性参数法表征的脆性结果与实验描述的脆性破裂特征相反（即脆性指数高,而岩石破裂程度差）,而矿物组分法不能描述不同围压下岩石的脆性程度。本文提出的新脆性评价方法,可以连续地描述岩石从超脆性到韧性变形的力学演化过程,脆性指数不仅与峰前的杨氏模量有关,而且还与峰后应力降梯度（软化模量）有关。利用该方法表征了不同围压下致密砂岩脆性程度,其结果与实验描述岩石脆性破裂特征相符合,证实了方法的可行性。     

微地震监测技术在吐哈油田西山窑油藏蓄能压裂中的应用

西山窑油藏低孔特低渗储层开发过程中产能低、稳产差,采用大液量施工、补充地层能量、提高地层压力的蓄能压裂工艺方法,以达到扩大储层改造体积、增加流体渗流通道的目的;同时加入暂堵剂对天然裂缝及人工裂缝进行暂堵,迫使裂缝转向,避免单一主裂缝沿高渗通道延伸。蓄能压裂工艺方法是致密油储层改造的新探索,需要准确的压裂效果评价技术,微地震监测技术被广泛用于致密油气储层改造效果评价,具有实时性、准确性的特点,可以评价蓄能压裂工艺改造效果。对致密油储层三口井压裂微地震监测实例进行分析研究表明,微地震监测可以有效识别压裂中天然裂缝影响、评价蓄能压裂工艺储层改造以及暂堵转向工艺效果。     

牛东火山岩油藏压裂技术研究与应用

火山岩油藏由于岩性坚硬、致密、裂缝分布范围小且复杂,因而沟通性差,开发程度低。以牛东火山岩油藏为背景,研究形成了火山岩油藏压裂技术。该技术以低排量,控制缝高、连续段塞加砂以及高砂比等技术相结合,实现深穿透、造有效长缝,克服了火山岩油藏压裂的技术难点。并采用胶囊和APS双元破胶技术,解决了压裂液在40℃以下破胶慢的难题,1 h完全破胶,破胶液粘度小于3 mPa·s。通过现场应用效果,证实该技术适用于低温火山岩油藏的压裂施工作业,增油效果显著。     

异常高压会压裂地层吗？

异常高压地层是指压力系数大于1.2 的地层。文中研究了异常高压能否压裂地层的问题,结果发现,由于孔隙之间压力的压制作用,仅靠内压的增大不能在地层中产生裂缝,地层中的裂缝都是由于外压的改变导致的。异常高压地层的岩石通常十分致密,岩石压缩系数不可能像人们通常认为的那样很高,而是很低。     

二氧化碳无水蓄能压裂参数优化

二氧化碳无水蓄能压裂技术在形成地层高导流裂缝的同时,通过与原油相互作用表现出了一系列有别于常规压裂的增产特性,包括降黏、体积膨胀和混相等。因此其优化设计过程也不同于常规压裂优化设计。首先利用地层原油取样进行室内二氧化碳与原油相互作用实验,获取最小混相压力;利用液态二氧化碳压裂时裂缝长度与储层物性参数关系模板,确定裂缝参数;以最小混相压力为条件,以裂缝参数和井底注入压力为基础,利用三维油藏数值模拟方法预测二氧化碳波及范围、混相带范围,最后确定最优的二氧化碳用液量。利用FracProPT拟三维压裂裂缝模拟软件,结合沿程摩阻损失,以保证井口和井下管柱结构安全稳定为设计前提,从水马力效率和经济效益角度优化施工排量;建立压后地层温度压力计算模型,模拟关井后混相带面积,确定最优关井时间为混相带面积最大时即压后井底压力大于最小混相压力的时间。吉林油田二氧化碳无水蓄能压裂技术已成功应用于致密油井,二氧化碳无水蓄能压裂后产油量均较压前有显著提高,6口井压后平均日产油是同区块常规重复压裂的2.7倍。研究结果表明,该二氧化碳无水蓄能压裂参数优化设计方法是合理可行的。      

G43断块油藏整体压裂技术研究与应用

G43区块主力产层为中孔中渗储层,地层饱和压力低,弹性采收率低;岩石塑性较强,造成支撑剂嵌入,前期压裂效果差。为提高压裂开发效果,进行了整体压裂技术研究。通过原油性质测试表明,区块原油胶质沥青质较重,在前置液前加降黏液以避免原油乳化;岩石力学试验表明,区块岩石易发生支撑剂嵌入,且储层为中孔、中低渗储层,压裂设计应以提高裂缝导流能力为主,具体措施包括通过单剂优选和整体性能测试,优选出适合G43区块的压裂液体系,该体系具有携砂性能好、低摩阻、低残渣的特点,可减少压裂液对地层及支撑裂缝的伤害;通过支撑剂导流能力试验,结合整体压裂裂缝参数优化,采用大粒径陶粒或组合陶粒压裂技术提高支撑裂缝导流能力。3口井的现场实施表明,G43断块整体压裂各项技术措施针性强,压后增产效果显著,推动了G43区块压裂开发的有效实施。     

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。     

新型低聚物压裂液在牛圈湖油田的应用

牛圈湖油田西山窑油藏具有低孔、特低渗以及低温、低压特征,单井自然产能极低,绝大多数油井都需经过压裂改造才能获得高产。根据油藏特征,分析了压裂改造技术的难点:压裂液破胶返排困难、要求裂缝高导流能力及适当控制缝高延伸。针对上述难题,研究开发了低聚物压裂液体系,体系具有耐温、耐剪切性能好、残渣含量低、地层伤害小、现场配制方便、摩阻低、成本低等性能优点。该液体体系应用于牛圈湖油田,增产效果显著,取得了较好的经济效益,为同类油藏的开发提供了强有力的技术保障。     

大港油田深探井压裂改造技术

大港油田深层油藏渗透性差，地层温度高，破裂压力高，给压裂改造带来了困难，为此研制开发了延迟交联高温压裂液，有效地降低了压裂液的流动摩阻。针对深层高闭合应力特点，筛选了高强度支撑剂。采用了压前地层评价分析，小型压裂测试及分析，配套了深层压裂改造工艺技术，进行了深层油气层的压裂工艺优化设计和现场实施。