川渝碳酸盐岩储层胶凝酸配方研究

酸压是碳酸盐岩储层改造增产的主要措施,而优选适合的酸液体系是实现酸压成功的重要前提。通过分子结构设计,研发设计了共聚物型耐高温胶凝剂和集络合、防膨、助排功能于一体的多功能剂,同时优选耐高温缓蚀剂,形成了一套适合于川渝碳酸盐岩储层特点的胶凝酸配方体系。综合评价表明,配方的抗剪切、缓蚀、络合、防膨等性能指标均满足标准要求,在不提高酸液黏度的基础上,有效降低了H+传质速率,使酸岩反应速率变小,并降低对储层造成的伤害。利用旋转岩盘酸岩反应测试系统、酸蚀裂缝导流能力测试系统,对胶凝酸体系酸岩反应动力学、裂缝导流能力及刻蚀形态进行系统评价。结果表明,该体系具有优异的缓速性能,在闭合压力60MPa下,酸蚀裂缝导流能力可达到8.48μm2·cm。激光扫描结果表明,酸液非均匀刻蚀程度提高120%,对裂缝形貌改变明显。     

葡萄花外围薄差储层大排量压裂技术探索与实践

葡萄花油田进入开发后期,高含水井及重复压裂井逐年增多,具有改造潜力且发育较好的葡萄花储层不断减少,薄差储层成为油田后续措施改造的重点。受此类储层物性及自身条件限制,采用常规压裂改造工艺增油效果不理想。葡萄花外围薄差储层主要分布于敖南及台肇区块,在这两个区块开展了多层段大排量压裂现场试验6口井,施工排量达到4.0~7.5m~3/min,平均单井压裂2.1个层段,单层有效厚度0.5m,平均单层施工液量115m~3,单层加砂9m~3。试验初期,平均单井产液强度1.83t/d·m,产油强度1.83t/d·m;与同区块储层条件相近的11口压裂投产井相比,初期产油增加1.7t/d,产液强度增加0.68t/d·m,平均单井年累计多产油207.3t。现场监测表明,大排量压裂在葡萄花外围薄差储层上产生了主缝与微缝共同存在的复杂裂缝网络,实现了提高裂缝改造体积的目的。     

低渗砂岩酸压增注技术研究与应用

辽河油田ZQ区块储层物性差,平均孔隙度为12%,渗透率分布在0~1mD之间,属于典型的中孔-低渗透油藏。长期以来,该区块约有30%的注水井存在注水压力上升快、长期注水高压、注不进等现象,采用常规酸化增注措施后,平均有效期只有61d,注水状况无法彻底改变。借鉴国内类似储层的注水井增注经验,提出了ZQ区块酸压增注措施。通过建立油藏和压裂裂缝的二维渗流模型,对比了酸压增注与常规注水的压力扩散和增注量,证实酸压增注的理论可行性;通过室内岩心柱刻蚀实验,证实砂岩岩面酸蚀后能够形成导流裂缝;同时对酸液进行优化,采用有机酸体系减缓酸岩反应时间,增大酸蚀处理半径。在现场应用了5井次酸压增注施工,措施后平均日注量24.3m~3/d,同时邻近油井平均动液面上升120m。酸压增注为低渗透砂岩油藏改善注水效果提供了一项有效技术手段。     

闭合时间对裂缝导流能力影响实验研究

在室内测试裂缝导流能力实验中,闭合时间是影响裂缝导流能力的一个关键参数,闭合时间的长短对实验数据的可靠性及人员和设备的占用率都有影响,且两者互相制约。测试裂缝导流能力的闭合时间越短,则实验效率越高,但实验数据的准确性较低;闭合时间越长,则实验数据越准确,但人员和设备占用率高。因此,在测定裂缝导流能力过程中,究竟多长的闭合时间所获得的实验数据准确、人员和设备占用率低,且实验数据可靠,这对研究酸蚀裂缝短期导流能力具有重要的参考作用。在实验基础上,得出导流能力随闭合时间变化的规律,利用统计学方法拟合公式来计算导流能力随闭合时间的变化,既保证了实验数据的准确性,又降低了人员和设备占用率,大大提高了导流能力测试实验的效率。通过拟合裂缝短期导流能力降低斜率,可以预测酸压后裂缝导流能力随生产时间的变化,为酸化压裂设计和施工提供依据。     

碳酸盐岩酸压裂缝内净压力变化规律研究

酸化压裂是开发碳酸盐岩储层最常用的增产技术,而酸压裂缝内净压力是反映裂缝扩展特征、推断裂缝几何形态的重要参数。以水力压裂裂缝延伸机理为基础,基于酸岩反应理论,考虑酸岩反应导致的缝宽变化、CO₂气体膨胀、酸液滤失及岩石力学性质变化,结合PKN模型,建立酸压裂缝内的净压力计算模型并进行验证。研究分析酸压裂缝内净压力的影响因素及其规律,结果表明：距缝口距离越远,水力裂缝与酸压裂缝的缝宽均越小,酸液的溶蚀作用会使裂缝宽度增大。随着液体的滤失,离缝口越远液体越少,水力裂缝与酸压裂缝净压力逐渐减小,越靠近裂缝尖端净压力衰减越快。随着作用时间延长,酸压裂缝缝宽逐渐增大,前期随着大量CO₂生成,净压力迅速增大,随着酸液消耗与滤失增加,之后逐渐减小并趋于稳定。随着排量的增大,滤失增大,酸压裂缝缝宽及净压力均逐渐增大且增量越来越小。在黏度较小的情况下,滤失较大,净压力逐渐减小;在黏度较大的情况下,CO₂膨胀作用大于滤失作用,净压力逐渐增大。随着酸液浓度的增大,酸岩反应速率增大,反应生成CO₂增多,净压力逐渐增大。     

南海东部特低渗油田压裂改造实践与效果评价

南海东部F油田WC组属于特低渗油藏,具有埋藏深、渗透率低、储层跨度大的特征,常规测试产量低,需压裂改造提高产能。WC组A5井压裂时存在储层纵向改造不充分、裂缝失控风险高、砂堵风险高、井斜角大造成裂缝弯曲、压裂规模小等难题。在前置液中加入小粒径段塞,打磨射孔炮眼和弯曲裂缝,减小砂堵风险,同时降低压裂液滤失,增加隔层应力,避免裂缝向下延伸。优化施工排量为4m³/min、支撑剂加量为50m³,达到支撑裂缝半长125.9m,支撑缝高51.4m。优化海上平台压裂设备摆放,满足4台压裂泵作业需求,并采用连续补砂工艺,满足单次加砂50m³的要求。A5井压后初期平均日产油22m³/d,增产倍比达4倍以上。采用生产测井技术对压后效果进行评价,压后射孔段内有4个主要产液段,产液段长度占总射孔厚度的36%;4个产液段中,产液量占比最高达45%,最低为14%。分析认为,多裂缝、储层纵向非均质性是影响压后增产效果的主要因素。建议在该类储层后续压裂改造中,采用水平井或大斜度井,对储层进行精细划分,优选甜点段射孔和改造,提高对甜...     

页岩油复杂裂缝形态段塞处理技术研究

松辽盆地古龙凹陷页岩油是大庆油田重要的接替领域。由于古龙页岩油储层地质条件独特,水平页理纹层发育,压裂时在近井端易形成复杂裂缝形态,裂缝转角大,易脱砂,导致主压裂施工中加砂困难,压力波动幅度大,无法有效连续加砂。为降低连续加砂施工难度,基于流体力学理论和颗粒冲蚀理论建立模型,利用有限元迭代法模拟低砂比段塞阶段支撑剂对裂缝转角的冲蚀效应。模拟结果表明,裂缝转角处的冲蚀效应与排量和砂比呈正相关,与压裂液黏度呈负相关。基于模拟结果建立排量、砂比及压裂液黏度与冲蚀效应的关系图版,并依据图版对试验井低砂比段塞阶段压裂液物性排量等施工参数进行优化,施工排量16m³/min,在砂比5%、压裂液黏度20mPa·s条件下缝内冲蚀效果最好。充分利用段塞加砂阶段,打磨裂缝转角,控制近井端裂缝形态,降低连续加砂施工难度。     

低腐蚀性加重酸室内研究及应用

加重酸化是针对深井、超深井高破裂储层酸压改造的降低地层破裂压力的预处理技术。但因深井、超深井地层温度高,加重酸液体系的腐蚀性强,其应用受到很大限制。针对四川元坝地区储层埋深大、温度高,破裂压力高等特点,开展了加重酸液类型、主体酸浓度和加重剂、缓蚀剂等添加剂的实验优选及配方优化,获得了适合元坝地区深井/超深井高温、高破裂储层酸压改造的低腐蚀性加重酸液体系。优选获得的加重酸液密度达1.8g/cm3以上,在160℃高温条件下,其动态腐蚀速率小于30g/(m2.h),放置稳定性好(室温放置8d不分层、不沉淀)、溶蚀能力好,属典型低腐蚀性加重酸液体系。元坝YB2-X井须二段4600～4640m储层,此前采用密度为1.98g/cm3泥浆两次试挤,井底压力梯度超过3.71MPa/100m,地层仍无破裂迹象,随后采用40m3密度为1.85g/cm3低腐蚀性加重酸进行试破,施工排量由1.0m3/min升至2.4m3/min,酸化吸酸指数最大达19.38L/(min.MPa),地层具明显压裂显示。采用加重酸化技术,对深井超高破裂压力储层进行预处理,可取得较好增产效果。     

胶凝酸在裂缝型灰岩储层中的滤失量计算方法研究

裂缝型碳酸盐岩储层天然裂缝和孔洞十分发育,导致酸液滤失非常严重,为现场酸压施工带来很多困扰。国内酸液滤失实验一直采用的是压裂液的计算方法 ,酸液滤失一直处于数学模型阶段,并未应用于实际施工。以玉北某井的裂缝型灰岩储层为研究对象,选取微裂缝为70~80μm的人工劈裂岩心作为实验对象,以胶凝酸在裂缝型灰岩岩心的动滤失实验结果为基础,利用数字化方法 ,得到酸蚀蚓孔的裂缝间距等值线图和三维图。考虑到酸液与压裂液的不同滤失特性,引入酸液突破时间的概念,提出新的酸液动滤失实验方法。利用胶凝酸动滤失实验数据并结合前人经验,提出酸液滤失量计算方法;利用酸液滤失量计算方法并结合研究区域的地质特征和泵注情况,计算出胶凝酸的滤失量,根据计算滤失量的方法来选取合适的酸液浓度与泵注排量,优化施工设计。该研究为今后现场施工提供了方便可行的滤失量计算方法,并为控制酸液滤失措施提供了依据。     

巨厚低渗砂砾岩储层控缝高蓄能缝网压裂技术研究及应用

二连探区勘探开发的低渗透砂砾岩油藏具有储层物性差、非均质性强、纵向上砂层厚度大、夹隔层薄、存在微裂缝、分层控高压裂难度大等特点,采用常规压裂技术投产后表现为初期产量高,后期递减快,注水效果差,一旦注水见效后易形成注水大通道,导致储层水淹,严重影响开发效果。针对上述问题,根据砂砾岩脆性强、天然裂缝发育、两向水平主应力差值小等特点,采用低黏度变排量二次加砂组合控高工艺控制裂缝高度,研发了具有较强的洗油、润湿、破乳助排和黏土稳定性能的新型低伤害蓄能压裂液体系,应用了滑溜水+基液+弱交联冻胶组合工作液体系,形成了“组合控缝高工艺+规模缝网+最优主缝”蓄能缝网压裂技术。研究成果现场实施3口井,有效率100%,其中Ba77-21X井微地震裂缝监测解释储层改造总体积约为36.9×10~4m~3,压裂后井温测井显示裂缝高度有效控制在30m。     

定北区块复杂储层压裂工艺技术研究与应用

定北区块上古生界储层具有低孔、致密、高温、天然裂缝发育、基本无自然产能等复杂特征。勘探前期因地层参数缺乏．采用常规硼交联压裂液体系及常规压裂技术实施作业,压裂工艺的针对性不强,施工过程中极易出现砂堵现象。为此．开展了高温暂堵压裂液体系及测试压裂工艺技术应用研究,研制了有机锆交联高温暂堵压裂液体系,并选择定北7井2储层首先开展了小型压裂测试,获取了储层、压裂裂缝、压裂液等相关参数。根据测试压裂结果,对该储层进行压裂设计与施工：设计排量4．5m3／min．前置液比例37％,平均砂比24％,加砂量38m3,全程使用有机锆交联高温压裂液．前置液添加l％屏蔽暂堵剂。压裂施工结束后,对主压裂数据进行压力拟合,结果显示,研制的高温暂堵压裂液体系能满足区块高温、微裂缝发育储层的压裂造缝、携砂等施工需要,压裂改造达到了预期效果。     

超支化压裂液在川西致密气藏的应用研究

压裂液是影响支撑裂缝导流能力的主要因素之一.但常规胍胶稠化剂水不溶物含量高、压裂液破胶残渣多,给川西中浅层高效开发带来了极大挑战.通过低伤害压裂液优选,提出了采用超支化压裂液,降低压裂液成本、降低对储层伤害的思路.采用“准一步法”工艺,合成了超支化聚合物稠化剂,并通过交联剂、黏土稳定剂及破胶剂功能团优化设计和合成,研究形成了一种超支化压裂液体系.室内评价表明,该压裂液具有配方简单,交联后挑挂性好,耐温耐剪切性好,易破胶,破胶液表面张力低,残渣少等优点.成本对比表明,该超支化压裂液成本约为常规胍胶压裂液的77％,是一种“清洁”、低成本的压裂液体系.通过在川西某气田探边井应用表明,该压裂液施工摩阻约为常规胍胶压裂液的30％～50％,具有摩阻超低的特点,并且压后排液速度快、返排率高,在川西致密储层大型压裂改造中具有突出的成本与技术优势.     

塔河油田碳酸盐岩储层酸压酸岩反应影响因素研究

由于地质因素的复杂性,碳酸盐岩储层的酸压效果与酸岩反应的各项影响因素关系密切,通过研究温度、酸液浓度等影响因素,可以采取有效措施控制酸岩反应速率,从而提高酸压效果。     

低伤害压裂液在川西侏罗系致密气藏后期开发中的应用

针对川西侏罗系致密气藏储层物性差、孔隙结构差、喉道微小、储层敏感性强和常规压裂液残渣形成滤饼及压裂液水相滤失量大和地层压力低而储层伤害大等难点,通过降低常规压裂液稠化剂浓度和调整其他添加剂等技术处理,形成了低浓度稠化剂低伤害水基压裂液体系,并将CO2泡沫压裂液和自主研发的自生热增压型“类泡沫压裂液”应用于川西侏罗系致密气藏后期开发中的加砂压裂改造。经对比实验研究证实,低浓度稠化剂水基压裂液能显著降低残渣形成滤饼后对储层的伤害,显著提高了支撑裂缝的导流能力,压后天然气增产效果明显,泡沫压裂液和自生热增压型“类泡沫压裂液”的滤失系数及伤害性远比常规压裂液小,增压助排作用明显．压裂返排率比常规压裂液高．采用“类泡沫压裂液”施工时,返排率最高达92％,平均为77．3％,比常规液氮拌注的平均返排率高38.3％。采用3种低伤害压裂液的施工井获得的天然气增产效果远比采用常规压裂液施工的井好,现场效果明显。     

莫里青敏感性低渗透油藏压裂工艺技术

莫里青油田储层具有埋藏深、温度高、低孔低渗、水敏性强、岩石成熟度低的特征。为了提高压裂效果,主要从压裂过程中的储层保护和优化压裂设计两个方面进行研究。应用柴油和原油两套低伤害乳化压裂液体系、提高压裂液效率、合理的压后返排程序、优化射孔段、整体优化压裂设计等手段,获得理想的矿场施工效果,推动敏感性低渗透油藏压裂工艺技术的发展。     

天然气水合物储层水力压裂研究进展

天然气水合物是一种广泛分布于海底地层中重要的未来战略能源,但在开采过程中,由于水合物储层介质颗粒粒径较小,孔隙多被固态水合物占据,储层渗透率低,制约着天然气水合物开采的产业化进程。当今水力压裂技术已广泛应用于低渗透油气藏的增产作业中,本文总结了近年来国内外对天然气水合物储层应用水力压裂技术的研究现状,从压裂实验、数值模拟和压裂液等方面进行了讨论。结果表明,水力压裂可以创造人工裂缝,扩大水合物解离面积,提高储层渗透率和天然气产量,有利于商业开发。储层的脆性响应问题、开发新型压裂液以及压裂对水合物储层地质安全的影响,都是水合物储层水力压裂研究亟待解决的问题。     

抗高温硼交联压裂液体系研究

常规体系压裂液在高温下受热、剪切黏度降低过快,无法满足超深井压裂改造的要求,通过对配方主剂研究及体系性能的测试,形成了新型高温压裂液体系。实验表明,该体系耐温性能、破胶性能、降滤失性能均优于常规压裂液体系,在170℃高温环境中性能稳定,配伍性良好,在显著提高耐温、抗剪切性能的同时,没有增大对地层渗透率的伤害,使压裂工艺应用范围得到显著扩大。现场应用中最深施工井段达4899.0m,最高井温达169.5℃;该高温压裂液体系在辽河油田的应用,井深超过4000m的压裂井累计达23井次,最高加砂量为100m3,最大用液量为763.8m3,成功率达100%,有效验证了该体系的高温稳定性及可靠性。该体系未对深层油藏及气藏不同特性进行区分,下一步应开发出更有针对性的油气储藏压裂液配方。     

河北献县东部雾迷山组碳酸盐岩热储酸化压裂试验研究

通过对河北献县东部雾迷山组碳酸盐岩进行大尺寸高地应力酸化压裂物理模拟试验与小尺寸温度应力耦合环境下酸化压裂试验,讨论地应力、温度、酸液排量以及压裂模式等因素与碳酸盐岩压裂效果之间的关系,找到碳酸盐岩储层压裂裂缝的生长规律。研究表明：将裂缝发育与裂缝不发育储层碳酸盐岩压裂曲线对比发现,储层岩石裂缝发育程度可明显降低破裂压力;压裂试验中储层岩石内裂缝激活对破裂压力具有显著影响,现场压裂过程中应当考虑到储层工程地质中裂缝发育程度的问题;酸液处理可显著降低破裂压力,更有利于形成复杂裂缝网络,破裂过程中诱发更多声发射事件,同时储层岩石裂缝发育程度直接影响到压裂效果。     

合采井分层产量确定方法研究

分层产量劈分技术是油藏动态分析和数值模拟的基础,目前主要有试油、生产测井、地质分析以及油藏地球化学方法。为此,孤东采油厂研发了智能分层测试技术,安装一套具有防砂功能的井下智能开关,配合多级封隔器．进行分层测试或轮替采油,可以完整地录取油井分层产量、含水、压力、流体性质及储层参数的变化等资料．测取资料齐全,节约作业时间,降低作业费用,避免了井筒干扰和压井液的影响。引进了气相色谱分层产量劈分技术．基于油藏流体的差异,利用高灵敏检测器将原油组分逐一分离、测定其含量,辨别和对比色谱指纹,根据不同储层原油的成分差别确定其对合采层系的贡献,从而确定分层产量。气相色谱法成本低、耗时短,不影响产量,精确度较高。     

新疆油田火山岩气藏体积压裂机理研究及应用

进行火山岩气藏压裂改造时,通常采用形成单一裂缝的增产改造技术,气井稳产时间较短.借鉴页岩气开发理念,深入研究火山岩气藏体积压裂机理.根据缝内压力传导的力学模型,研究不同液体体系对压力传导的影响,分析无滤饼压裂液体系对体积压裂的作用,优选出压裂液体系;建立不同角度天然裂缝开启的力学模型,确立体积形成的关键力学条件,并针对火山岩气藏压裂目的层的地应力结构进行实际分析.从储层矿物角度出发,研究对比火山岩储层的脆性系数;根据力学条件,结合压裂工艺过程,建立相关模型,优化研究体积压裂关键工艺参数,包括排量、压裂规模等;分析降阻水、线性胶、浓胶液三种不同黏度液体对裂缝网络的作用.在上述研究基础上,针对新疆油田DX1413井实际地质条件,分析该井进行体积压裂的有利条件,并进行压裂设计与改造施工,对施工曲线、施工过程、施工结果进行分析,得到了一些有益的结论,这些结论对火山岩气藏的开发有重要的启迪作用.