在线聚合物压裂液的研究与应用

为了解决压裂液废液处理困难和减少压裂液对地层与环境的污染,研制开发出了一种在线聚合物压裂液体系。室内对在线聚合物压裂液的稠化剂、交联剂、黏土稳定剂、助排剂进行了研究与优选,对压裂液的溶胀性能、携砂性能、破胶性能、耐温抗剪切以及对地层的伤害进行了评价,优选出了适合地层温度60~120℃在线聚合物压裂液配方。使用该压裂液在华北油田压裂施工4口井,成功率100%,取得了较好的效果。压裂施工时将低分子聚合物乳液、多效添加剂与过硫酸铵通过计量泵直接打入混砂车内,与混砂车中的水、支撑剂混合就能完成压裂施工,最高砂比可达50%。这种方式直接将配制和施工紧密结合在一起,其优点是:①不用提前配制压裂液,操作简便,施工效率高;②随配随用,使用多少配制多少,不留残液,返排液可用来重新配液,不污染环境;③压裂液体系的pH值呈中性,无残渣,对地层伤害小。      

无残渣压裂液的研制与应用

聚合物压裂液残留物对压裂裂缝支撑带和地层渗透率造成难以恢复的伤害,严重影响了压裂改造效果。研制开发出了无残渣压裂液,该体系无聚合物,是一种粘弹性表面活性剂压裂液,由羧酸衍生物(NRF01a)组成。在盐水中,表面活性剂形成可变形的棒状或球状胶束,使溶液具有粘弹性,该液体遇水或碳氢化合物自动破胶,无残留物。通过评价该压裂液的流变性、破胶性能、伤害率和防膨性能得知,无残渣压裂液对裂缝支撑带的伤害率为6.9%,对储层基质的伤害率平均为19.4%;适用于110℃以下油气藏的压裂改造。现场试验表明,无残渣压裂液压裂后8d开始返排,返排率高达94.1%,返排液粘度为1.5mPa·s,表面张力为26.5mN/m,说明采用无残渣压裂液压裂,能更有效地启动油藏,并取得显著的增产效果。无残渣压裂液不污染环境,现场配制工艺简便。     

低渗致密气藏压裂过程中伤害实验研究

水力压裂是川西低渗致密气藏勘探评价及开发建产的关键技术,但压裂过程中由于液相的浸入、压裂液破胶不彻底、压裂液残渣的滞留、压裂液老化等因素,大大降低了压裂增产效果。针对压裂过程中的各种伤害,通过实验进行了评价。研究结果表明,水锁与压裂液滤失是造成储层伤害的2个主要因素。水锁增加了启动压差,使得压后返排困难,破胶液在地层中长时间逗留,加大了压裂液对地层的伤害。压裂液滤失形成的滤饼大大降低了储层的渗透率,一般可达50％以上。研究结果表明,压裂施工中可以通过减少压裂液中的固相颗粒与加快返排速度等措施来减少对地层的伤害。     

压裂液返排率的理论计算

压裂液返排率是评价压裂效果的一个重要参数,而返排率的求取往往是压裂施工结束后现场液体收集得到,缺乏相关理论模型进行预测。为了丰富压裂设计及评价理论体系,从压裂液返排机理出发,考虑裂缝闭合前后压裂液返排不同的返排过程,根据物质平衡原理、岩石力学和渗流力学,建立了返排率计算的数学模型,分析了地层渗透率、孔隙度、裂缝导流能力、破胶压裂液黏度对返排率的影响,计算结果表明,地层孔隙度对压裂液返排率影响较小,破胶压裂液黏度、裂缝导流能力、地层渗透率对返排率影响较大,提高破胶压裂液黏度和裂缝导流能力对于返排率的提高有重要的意义。     

乌夏断裂带二叠系风城组油藏压裂返排异物成因分析及对策

针对新疆油田准噶尔盆地乌夏断裂带二叠系风城组油藏压裂返排出现返胶和返排异物的情况进行了研究和成因分析。研究发现返排异物为胍胶和无机盐的混合物,返排液碱性强,且富含地层矿物离子。分析原因是由于地层矿物离子极易溶于胍胶冻胶中,导致胍胶压裂液冻胶脱水,溶解的CO2-3,HCO-3增强了压裂液的碱性环境,胍胶基液与地层中的交联离子作用加强了交联结构使得压裂液不能完全破胶。根据返胶及返排异物成因分析,研究开发了酸性疏水缔合聚合物压裂液体系,并现场实施9井次,压后无返胶和返排异物情况出现。     

低聚物压裂液将成为吐哈低产区块的“解药”

吐哈油田井下公司压裂酸化分公司使用新型的JX-D低聚物压裂液在温米油田温气11井进行压裂。据了解，这种新型的压裂液在油田应用成效明显，在3口井压裂中成功应用，压后平均每口井日增油达9m^3。JX-D低聚物压裂液是一种新型清洁型压裂液，具有携砂性能好、残渣含量低、返排率高、对地层伤害较小等优点。这种压裂液配置完成后破胶完全，比通常采用的无聚物压裂液返排效果更好。2007年10月，压裂酸化分公司根据吐哈油田地层特点，完成了低聚物压裂液的室内试验和检测，并在温米油田的温8—206井作业时成功应用。     

煤层气井用非离子聚丙烯酰胺锆冻胶压裂液优选

活性水、瓜胶压裂液是国内煤层气井压裂最常用的压裂液,但活性水压裂液流变性能差,瓜胶压裂液破胶残渣含量高对煤层的伤害大,限制了这两类压裂液在煤层压裂中的应用。为此,针对煤层温度和渗透率低的特点,在分析影响锆冻胶压裂液性能因素的基础上,优选出了适用于煤层气井压裂的非离子型聚丙烯酰胺锆冻胶压裂液配方(0.400%PAM+0.035%ZrOCl2)。通过室内试验对优选出的非离子型聚丙烯酰胺锆冻胶压裂液的性能进行了评价,结果表明,该压裂液具有耐剪切、滤失量低、易破胶、携砂性能好、无残渣、对煤层伤害低、易返排的特点,适用于低温煤层压裂。      

苏里格气田致密气藏压裂改造技术研究应用

针对苏里格气田致密砂岩气藏压裂改造后产能不理想的问题,分析了低压致密气藏改造的难点,建立了低压致密气藏改造后的产能渗流模型和产能方程,分析了影响改造后产量的关键因素,并对比了两口井不同压裂工艺下的生产效果。结果表明,致密气藏压裂对地层的伤害包括压裂液本身造成的伤害及施工返排工艺造成的伤害,压裂液返排时间对低压气藏伤害影响较大,采用低伤害无残渣清洁压裂液和采用压裂液的快速返排工艺是提高低压致密气藏改造效果的关键。     

新型共聚物压裂液性能研究及在低渗透油藏的应用

针对低渗透致密油气储层在压裂施工过程中使用的常规植物胶压裂液对储层伤害严重的情况.研制的新型多元共聚物压裂液体系,残渣含量少、易破胶、返排彻底.压裂液体系的主材料稠化剂CH99通过引入磺酸抗盐单体和支链剂具有很强的耐剪切性能,溶解快速,便于现场配制,无残渣,对储层伤害小;压裂液体系室内性能评价完全能达到低渗透致密油气藏压裂施工要求.在鄂尔多斯盆地南部红河油田长8储层的现场应用表明,新型多元共聚物压裂液体系比常规压裂液携砂性能好,对地层伤害低,取得了很好的增产效果.图5表5参6     

液氮助排技术研究与应用

液氮助排技术,是采用延迟胶联技术在压裂液的前置液中加入氮气,形成均匀泡沫冻胶,用来撑开地层,并且在压裂后,靠释放出的氮气反推破胶水化液排出地层,提高压裂液的返排率,减少压裂液对地层的伤害,提高压裂效果。研究结果表明,延迟胶联时间可控制在2～3.5min之间,氮气在高压管汇出口处加入后有充分的时间混合,形成均匀的泡沫冻胶,它具有滤失低、粘度高、耐温能力强等特点;适合高温、低渗透、敏感性地层的改造。1992年,使用该技术现场施工两口井,均取得成功,压裂液的返排率达90％以上,效果明显。     

压裂液性能对压裂效果的影响分析

本文把对压裂效果影响的压裂液性能分为影响造缝作用和影响储层及填砂裂缝渗透率的压裂液性能,重点针对水基体系讨论了压裂液粘度、滤失造壁性、摩阻性、配伍性以及破胶水化液等性能对压裂处理效果的影响,并提出了相应的控制方法．     

羧甲基酸性压裂液在安塞油田的应用

普通胍胶压裂液,由于它低廉的价格和较好的流变控制特性,多年来一直用于油气井的储层改造,尤其是羟丙基瓜尔胶-硼所形成的水基冻胶压裂液携砂性能较好、具有抗剪切性好、热稳定性好、控制滤失能力强,成本低等诸多优点,是长庆油田低渗透储层压裂改造较为成熟的压裂液体系。然而,安塞油田长_(10)储层绝大部分粘土矿物均能与碱发生反应,致使粘土水化,膨胀,运移,生产沉淀而堵塞地层,所以各类粘土矿物都存在碱敏损害问题,而普通胍胶压裂液利用的是有机硼交联,交联的环境要求为弱碱性。羧甲基酸性压裂液是在酸性条件下交联的冻胶压裂液体系,避免常规水基压裂液的以上不足,从而更加有效地改造储层特别是碱敏地层,该压裂液体系在长_(10)储层的现场应用中,压裂施工过程平稳,增产效果明显。     

大规模滑溜水压裂参数优化研究与应用

针对延长油田浅层低渗油藏压力低、地层能量不足、物性差、油井压后产量低、稳产时间短以及递减较快的问题,在充分研究目标区域油藏特征的基础上,结合室内实验,优选出一种可循环使用的低伤害减阻剂滑溜水压裂液体系,同时采用Fracpro压裂软件优化了压裂施工参数.结果表明:1)0.1％含量的JHFR-2减阻剂和0.2％含量的JHF...     

煤层压裂工艺技术初探

煤储层的机械性质及煤层气的形成、储集、运移、产出机理 ,均与常规油气储层不同 ,因而煤层气的压裂具有特殊性。本文针对煤粉的产生及危害、煤层压裂处理压力过高、压裂液对煤储层的危害、压裂液滤失的危害及控制等几方面原因对煤储层的特性进行了系统分析 ,提出了煤层压裂设计中应选择合适的压裂模型、适宜的压裂液及支撑剂。结合国内外煤层气勘探开发经验 ,对比分析了目前常用的压裂方法 (凝胶压裂、加砂水压裂、不加砂水压裂及泡沫压裂 )的压裂效果     

超低浓度HPG在延长致密油藏的研究与应用

为了降低延长致密油藏压裂施工成本,针对致密油藏低孔、低渗、低压力等特点,室内从降低压裂液残渣和地层伤害的角度出发,通过系统评价开发出一套超低浓度胍胶压裂液体系。结果表明:该体系具有良好的耐温抗剪切性能、破胶性能,破胶液表面张力为24.51 mN/m,界面张力为0.784 mN/m,压裂液残渣含量为193 mg/L,岩心伤害率平均为21.21%。该体系在延长深层油藏进行了现场试验的4口井/5井层,试验井试油累计产油量比邻井提高29.04%,增产效果显著。超低浓度胍胶压裂液技术开发有效降低施工成本。     

有限厚度地层中水平缝滤失计算模型研究

压裂液向地层的滤失速度是压裂设计和压后评估分析时确定裂缝几何尺寸最关键的因素之一.现有的水平缝滤失计算模型是针对均质储层而建立的,不能用于裂缝性储层压裂液的滤失计算.基于裂缝性储层的流体渗滤理论,建立了有限厚度裂缝性地层中通过水平缝的压裂液滤失模型,采用付氏正交变换原理对模型进行求解,获得了便于实际应用的解析解.应用表明,裂缝性油藏水平缝滤失速度随滤失时间而降低,但等效的综合滤失系数却随滤失时间的增加而增加.采用滤失速度与滤失时间的平方根成反比的经典滤失理论计算水平缝中受净压力影响的压裂液滤失速度会带来较大误差.论文模型和计算结果对于水平缝的压裂设计具有一定指导意义.     

苏10区块单井压裂优化设计方法研究与实施

根据苏里格气藏石盒子组和山西组的地质、工程情况,结合辽河油田压裂工艺实践,有针对性的筛选了适合该气藏的压裂增产工艺技术,即对施工井产层段的施工规模、压裂液体系、用砂强度等进行了优化,成功地实现了提高产能的目的,为苏10区块乃至苏里格气田低孔低渗气藏难动用储量的开发提供了压裂改造技术思路和技术保障。     

复杂岩性储层压裂改造技术在歧口凹陷的应用

为解决大港油田歧口凹陷沙一下储层物性差、水敏性强、裂缝发育情况复杂和压裂施工成功率低等难题,研究出与储层配伍性较好的低伤害、高黏度压裂液。该压裂液残渣含量低、防膨性能好,并相应配套了加砂时机优选技术、前置液多级支撑剂段塞技术和压裂液流变性优选技术。该技术现场应用9井次,施工成功率由60%提高到100%,平均增产倍数由1.5倍提高到10.8倍,压裂效果明显。     

川西马井气田蓬莱镇组气藏压裂工艺技术新进展

川西马井气田蓬莱镇组气藏是典型的低渗透致密砂岩储层,由于储层条件复杂,以前的储层改造效果不明显,措施成功率和有效率均较低。2005年以来,开展了低伤害压裂液和多层压裂、纤维支撑剂压裂、线性加砂等工艺技术研究及应用,使压裂液残渣含量下降了16%,措施成功率和有效率分别提高到90%、86.6%,单井平均压后增产倍数达到12.62,取得了较好的增产效果,压裂工艺技术在马井气田获得新的重大进展。     

压裂液对宝浪低孔低渗储层伤害因素的研究

实验考察了压裂液对岩心膨胀及润湿吸附性的影响、压裂液浸泡对岩心的影响、压裂液矿化度和pH值以及压裂液破胶液粘度对储层伤害率的影响,结果表明,造成储层伤害的主要因素为：储层毛管阻力高,对水的润湿吸附严重,造成水锁伤害;压裂液在储层滞留时间长,岩心浸泡后粘土微粒运移对孔道伤害;压裂液破胶不彻底,当压裂液的破胶液粘度大于7 mPa·s时会造成储层的渗透率明显降低。不适当的压裂液矿化度和pH值也会对储层造成较大伤害,则压裂液KCl加量应大于2%,压裂液的破胶液和滤液pH值应小于11。