支撑剂段塞冲刷的水力压裂新工艺

水力压裂是一项高投入、高产出、高风险的复杂系统工程,其高风险体现在施工成功和施工效果上.从人工裂缝的形成来看,有三大因素制约施工①近井裂缝扭曲;②主体裂缝宽度不够;③液体滤失过大,动态缝的空间不足.而近井裂缝扭曲对施工成功的影响最大,需要在实践中探索和创新一种工艺,从而消除或降低近井裂缝扭曲,确保施工成功.通过近年来不断摸索、总结和借鉴,我们已初步形成了一种新的压裂工艺--支撑剂段塞冲刷,该工艺根据测试压裂分析的近井裂缝摩阻数据,科学合理地进行段塞冲刷设计,并实时分析评价段塞冲刷的效果,合理调整携砂液阶段的砂浓度和砂量,并最大限度地提高施工砂浓度,确保施工成功和施工效果.文章介绍了近井裂缝扭曲摩阻的成因、判别和解决办法,并举例说明段塞冲刷工艺在水力压裂中的应用情况以及支撑剂段塞冲刷对压裂施工效果的影响.     

水力压裂中近井筒效应分析及支撑剂段塞技术在中原油田的应用

中原油田定向斜井和长井段射孔井日益增多，使近井筒效应成为影响水力压裂施工成败的重要因素，通过采用支撑剂段塞技术，有效地降低了压裂砂堵的风险，提高了压裂施工的成功率。文中对近井筒效应进行了分析，并介绍了降排量测试方法及支撑剂段塞技术在中原油田的应用情况。     

大斜度探井压裂工艺技术研究与应用

对江苏油田大斜度探井压裂施工砂堵、工艺不成功的原因进行了分析研究。通过对各种措施方法进行研究和现场实践，提出了解决大斜度探井压裂近井筒效应问题的前置液不交联加支撑剂段塞技术，并在江苏油田大斜度探井压裂中应用，形成了一套大斜度探井压裂的工艺措施和方法，有效地提高了大斜度探井的压裂成功率。     

斜井压裂工艺技术及其应用

针对斜井水力压裂中易出现的问题(产生多裂缝,裂缝扭曲,易发生砂堵),开发了斜井压裂工艺技术。所用工作液和材料有:含有机氟表面活性剂的预前置液;HPG/有机硼OB 99低伤害冻胶压裂液;高强度陶粒支撑剂;支撑裂缝处理剂。采用FracproPT软件进行压裂设计,建立的整套高效能低伤害压裂工艺特点如下:先用高粘(87mPa·s)压裂液在低排量下施工,形成主裂缝后改用中粘(60mPa·s)压裂液并逐渐加大排量;使用预前置液支撑剂段塞;降低前置液量;提高砂比;欠顶替;裂缝强制闭合;分段破胶;地层预处理和后处理。压裂施工方式多样,随储层和井况而定。采用该工艺技术在中原油田进行10井次压裂,施工井井斜41°～53°,施工成功率为90%,原先仅为65%。10口斜井压裂后油(气)产量均增加。表3参6。     

支撑剂段塞用量计算模型与影响因素分析

支撑剂段塞技术是裂缝性储层降低压裂液滤失的重要工艺措施,目前段塞用量都凭借工程设计人员的经验确定,无有效的定量计算理论,难免对压裂施工效果造成一定影响。依据支撑剂颗粒在幂律性压裂液中的沉降规律,在缝高方向上将裂缝分为n个单元,由颗粒的垂向沉降时间来确定水平运移距离,从而计算封堵每个单元的段塞用量,建立了设计压裂裂缝长度上支撑剂段塞的定量计算模型,并计算分析了其影响因素,对支撑剂段塞技术更好的现场应用具有一定的促进作用。     

压裂过程中支撑剂的应用效果

本文主要介绍了采用低粘度压裂液、低浓度支撑剂的水基压裂技术,及其在油田中的应用实例。采用该项技术,在节省压裂费用的同时,可大幅更提高压裂措施效果。     

压裂支撑剂在裂缝中的沉降规律

水力压裂是油气藏增产的一项重要技术,形成高导流能力的填砂裂缝是水力压裂成功的关键.通过研究支撑剂在垂直裂缝中的沉降规律,建立了受压裂液性能和裂缝几何尺寸等多种因素影响的支撑剂沉降数学模型,编制了相应的计算机软件.通过敏感性分析,研究了影响支撑剂沉降的主要因素以及支撑剂在携砂液中的沉降规律.以胜利油区大北11-29井为例,以获得最合理的支撑剂分布为目标,对施工排量、支撑剂和压裂液参数进行了优化,该井经压裂后日产油量增加了5.7倍,获得了较好的增产效果.     

斜井的定向射孔压裂技术研究

通过真三轴模拟试验及数值模拟研究了斜井的定向射孔压裂技术,利用弹塑性力学分析了斜井井周以及炮孔孔眼处的应力分布,制定出了一套进行射孔优化的步骤：①确定地层原始地应力的大小和方向;②利用编制的程序,确定最佳射孔方位．进行射孔的优化设计。③采用大孔径深穿透聚能弹,高孔密进行射孔操作。探索出了定向射孔形成一条平整大裂缝的途径,以提高压裂成功率和压裂效果。     

气悬浮支撑剂技术在长庆致密气压裂中的应用

滑溜水压裂液对致密储层伤害较低,但携砂能力弱,难以实现高砂比、长距离携砂,造成支撑缝面积远低于改造缝面积。通过气悬浮支撑剂技术,对支撑剂表面进行特殊改性,使其具有吸附气泡的能力,吸附气泡后的支撑剂体积密度大幅降低,运移能力大幅增强。室内实验表明,经气悬浮剂改性的20/40目及以下粒径的支撑剂,在常温、常压、黏度为15 mPa·s的滑溜水中可100%悬浮,观察2 h无沉降。动态输砂实验表明支撑剂在裂缝中呈整体均匀铺置,高温高压条件下气泡仍能对支撑剂有效悬浮。岩心伤害实验表明,破胶液和含气悬浮剂的破胶液对岩心渗透率的伤害率接近,且均低于10%,说明气悬浮剂不会对储层带来明显的附加伤害。该气悬浮支撑剂压裂技术在长庆油田鄂尔多斯盆地东部致密砂岩气藏开展了7口井先导实验,以黏度9～15 mPa·s的滑溜水在5 m³/min排量下施工,压后产量为邻井常规压裂的1.2～1.9倍。气悬浮支撑剂将对压裂液黏度的需求从40～80 mPa·s的线性胶降至10 mPa·s左右的滑溜水,大幅降低了对压裂液黏度的依赖,从而降低了储层伤害,同时增加裂缝铺置效率,有利于提高单井产量及开发效益。     

陶粒砂支撑剂压裂工艺在志丹探区的应用

水力压裂是低渗-特低渗油田的主要增增产措施,志丹探区属低渗-特低渗油田,油井主要生产层位为三叠系延长组。延长组油层埋藏探,岩石致密,平均孔隙度10.48%,渗透率4.49×10^-3μ,含油饱和度46%,物性差,采用水力压裂求产,以往以石英砂作为支撑剂,由于石英砂圆度,球度低,破碎率高,闭合压力低,导流能力较低,从而影响油井产量,故引进性能较好的陶粒砂为支撑剂进行水力压裂,从而达到油井增产的目的。     

透油阻水支撑剂在近水层油层压裂中的应用

当水层距离压裂油层较近时,在施工过程中即使采取相应的缝高控制措施其水层被压开可能也在所难免,这就会导致油井压后大量产水甚至水淹,措施失败。研究分析了一种新型的透油阻水支撑剂,该支撑剂在油水流过时能对水相起到一定阻挡作用而让油相自由通过。通过Y井现场应用,该井由压前试油不出液到压后产液量为5.7 t/d,产油量为2.5 t/d,累计投产24个月,含水率一直稳定在55%~60%。W井由压前含水率83.8%到压裂后投产16个月含水率基本稳定在20%之内,该透油阻水型支撑剂在近水层油层压裂中取得了较好的增油控水效果。     

水力泵送桥塞压裂技术在长庆油田的应用

长庆油田水平井体积压裂工艺技术迅速发展,但常规的分段压裂技术已不能完全满足体积压裂工艺的需要。水力泵送桥塞分段压裂技术采用射孔和座桥塞带压联作,通过压裂泵车送入水平段预定位置进行座桥塞射孔,提高了体积压裂的效率。在长庆陇东区域开展了5口井的试验,试验表明,水力泵送桥塞压裂技术具有封隔可靠、分段压裂级数不受限制、压裂周期短的特点。水力泵送桥塞压裂技术的成功实施,初步探索出针对该区块的一套有效储层改造技术手段,为下一步陇东区域大规模、高效体积压裂开发积累了宝贵的现场经验。     

致密厚油层斜井多段压裂技术

华庆油田长 6储层属典型致密油藏,油层厚度 30~60 m,渗透率在 0.3 mD左右,纵向非均质性强。为进一步提高单井产量,利用丛式大井组布井井斜度大、井眼穿透油层厚度大等有利条件,提出了致密厚油层斜井多段压裂技术,在油层内造多缝扩大泄流体积提高单井产量。绘制了斜井多段压裂选井条件模版,明确了纵向上形成多条独立裂缝的单井井斜角和井眼方位角的具体条件。通过压力拟合、 DSI偶极声波测井等分析手段,证实了斜井多段压裂可以提高致密厚油层改造体积,单井产量较对比井高 0.8 t/d左右,是致密厚油层增产的有效途径之一。     

液态CO2压裂技术在煤层气压裂中的应用

煤层气是一种非常规天然气资源。煤层气储层与常规天然气储层相比具有很大的差异。煤层通常以多个煤层组形式存在，各组之间相距的距离不等，这一特征加上煤岩本身的一些特性，使得煤层压裂与常规储层压裂之间存在一些差异。文章介绍了液态CO2压裂技术的原理、优缺点以及工艺技术特点。对利用液态CO2施工的步骤及效果进行了对比分析，建议在煤层气压裂中有针对性地利用谊项技术；     

控制水力压裂支撑剂返排的玻璃短切纤维增强技术

介绍了用玻璃短切纤维增强技术(FRP)控制水力压裂支撑剂返排的作用机理,建立了介质塑性滑移机制的细观力学模型,对玻璃短切纤维的性能进行了测试,并对适用于控制支撑剂返排的玻璃短切纤维最佳参数进行了试验评价。     

巴喀深井致密砂岩气藏压裂改造技术实践

巴喀致密气藏具有低孔、低渗、地应力高且变化大、天然裂缝发育程度不均匀等特点。射孔后无自然产能或自然产能很低。针对气藏的特征及压裂的难点,开展了有针对性的压裂工艺技术研究和现场试验,单井日增产量明显提高,压裂改造取得了一定的效果。     

薄层压裂中的近井筒效应及对策

随着油田开发对象转向二类、三类储层以及细分层系调整、井网加密调整的实施，平面上薄注厚采、薄采厚注现象更为普遍，薄层改造是层间、层内挖潜、增储稳产的重要课题。详细介绍了薄层压裂中的砂堵分析、近井筒效应的机理，讨论了解决的对策，并在生产实际中得到验证。     

支撑剂段塞在压裂中的应用

随着油田井下压裂措施的广泛应用,针对复杂的地层,对压裂裂缝的产状要求也越来越高,通过支撑剂段塞的加入,对于控制压裂造缝的长度和宽度以及高度具有重要的意义。     

大厚段砂砾岩储层压裂工艺技术研究及应用

大厚段砂砾岩储层具有物性差、可动流体饱和度低的特点,压裂是该类储层增产、稳产的重要措施,压后效果的好坏取决于人工裂缝与储层物性的匹配关系.大厚段砂砾岩储层压裂具有支撑缝长与缝高匹配困难;多裂缝发育、压裂液滤失严重,砂堵风险大;存在支撑剂嵌入,裂缝导流能力损失严重.通过技术攻关,形成了使用大排量、高粘度压裂液充分造缝;控...     

可钻式复合桥塞多层段压裂技术的现场应用

国内正逐渐开始对致密砂岩气、页岩气、煤层气等非常规油气藏进行勘探开发,针对这类非常规油气藏,多层段压裂改造是提高单井产量的必要手段.可钻式复合桥塞多层段压裂技术作为目前国内外进行页岩气藏等非常规油气藏开发使用的主体储层改造技术,该技术具有不受分段压裂层数限制、工具管柱简单、不易造成砂卡、解除封堵快捷、桥塞钻铣完后保证了井筒的畅通便于后续工艺管柱的下入等诸多的优点,文章从压裂工艺原理、技术关键和现场应用等几方面进行了分析.该技术在现场的成功应用取得了显著的增产效果,同时也为国内非常规油气藏的多层压裂改造提供了新的技术支撑及开发思路.