压裂井高效返排技术的完善及应用

川西气藏具有低渗、致密、压力低的特点，常规压裂后返排时间长，返排率通常较低，势必要求加快排液速度，降低对储层的伤害。通过多年的探索和研究，发展了一套高效返排技术:液氮助排＋纤维防砂＋优化放喷技术，探讨了液氮降滤、助排－纤维固砂和携砂的机理，优化了液氮加量、纤维加量和放喷油嘴尺寸，并对液氮的加入方法进行了优化研究，完善了该套返排技术。在川西进行了6口井现场应用，施工成功率100％，24 h内返排率均达到68％以上，返排中未见出砂现象，增产效果显著。该技术的完善和应用，为同类气藏的高效开发提供了很好的思路。     

苏里格气田防支撑剂回流压裂液快速返排技术研究

苏里格气田属于典型的“三低”气田,自然投产后单井产量总体偏低。理论和实践都证明,通过适度规模的压裂改造,可以显著提高开采效果。由于压裂井均有一个压后排液过程,排液速度过快或不控制放喷均会造成支撑剂回流。为此,要在不同的排液阶段选择合适的油嘴,并根据地层条件优化压裂施工顶替液量,同时,应用纤维加砂压裂技术,提高压裂改造效果。     

压裂液返排过程中支撑剂回流规律研究

油井压裂结束后,均有压裂后返排过程。返排过程中支撑剂回流是评价压裂效果的重要因素,因此有必要对其进行研究。考虑压裂返排过程中缝宽的动态变化,根据质量守恒定律和伯努利方程,考虑返排过程压裂液的滤失,得到缝内任意垂直截面的流速计算模型;对回流过程中支撑剂进行力学分析,得到支撑剂发生回流的临界条件,进而提出控制支撑剂回流的合理返排方案。根据建立的支撑剂返排模型,对吉林油田嫩平1井进行压裂液返排设计,制定出合理的控制支撑剂回流的返排施工方案。     

气田防支撑剂回流压裂液快速返排的研究

苏里格气田属于典型的"三低"气田,决定了自然投产后单井产量总体偏低。理论和实践都证明通过适度规模的压裂改造,可以显著提高开采效果。由于压裂井均有一个压后排液的过程,排液速度过快或不控制放喷均会造成支撑剂回流,从而影响储层压裂改造的效果。因此,掌握压裂后防支撑剂回流压裂液快速返排技术是提高改造效果的重要环节。     

支撑剂返排控制优化

在压裂过程中,支撑剂起着保持裂缝高导流能力的重要作用,同时支撑剂的回流也会影响压裂井的正常生产,损坏井下和地面设备,增加生产成本和修井费用。为保持支撑剂在裂缝中形成有效支撑,文中根据支撑剂在幂律流体中的沉降规律,结合颗粒干扰和壁面效应对沉降速度的影响,对沉降速度进行了修正,从而建立了支撑剂沉降距离的计算模型;根据临界流速,计算出支撑剂的临界返排量。应用该理论模型,结合实例进行优化设计分析,针对不同的井口压力选择对应的油嘴直径。计算结果表明,该模型对指导现场施工具有积极意义。     

大规模压裂水平井压裂液返排方法探讨

水力压裂是油、气藏增产最有效的措施之一,压裂液的返排与增产效果关系密切。低渗透油层超长水平井多级压裂,压裂液用量大,采用单一油嘴控制放喷返排,已经不能满足精细施工的需要。针对大规模压裂水平井的压裂液返排,建立了不同油嘴下压力对应产量和临界流量的计算公式,采用系列尺寸的油嘴控制压后放喷,达到提高一次返排率、提高压后产能、防止支撑剂回流的目的。     

压裂返排液复配钻井液技术

针对压裂返排液成分复杂、处理难度大,在勘探前期区块回注、回用处理施工受限的问题,开展压裂返排液复配钻井液技术研究,丰富压裂返排液处理手段.通过活化脱稳、化学除垢、定位除杂、成分调节、精细过滤工艺流程,将压裂返排液处理后,按照清水与处理液不同比例混合进行钻井液复配,并开展钻井液性能评价,当清水与处理液水样混合比例≥5:5...     

低渗透油气藏压裂返排一体化工艺技术

随着油田的不断勘探开发,大量优质的低渗透油气藏被发现。酸化压裂是针对这类储层的主要增产措施,但若这类油气藏压裂后不能及时返排出压裂液,就会污染地层。因此为减少对地层的污染、缩短作业周期,研发了压裂抽汲联作抽油泵技术,并配套应用连续抽油杆和探井连续试油装置,实现了酸化、压裂措施管柱与抽油、试采生产管柱一体化。现场应用表明,采用低渗透油藏压裂返排一体化工艺技术实施后转抽时间由原来的平均6.9 d缩短为19 h,缩短了排液周期,减少了地层污染,改善了压裂效果。     

压裂返排液处理技术的研究进展

介绍了压裂返排液的性质及其处理技术,归纳了各处理技术的特点及处理效率。压裂返排液的成分复杂,处理难度大,一种方法对压裂返排液进行处理很难达到国家对返排液排放的要求,必须将几种方法联合起来对返排液进行处理。研究新型高效环保的压裂液体系和环保的生物处理剂,开发可使压裂返排液循环使用的工艺,利用油气田开发伴随的能量处理压裂返排液是将来压裂返排液处理技术发展的方向。     

正渗透压裂返排液处理技术研究进展

随着页岩气开采力度不断增大,压裂返排液的净化处理问题是目前国内外面临的一个共同难题。正渗透技术是近年来兴起的一项新型水处理技术,已在海水淡化等领域得到成功应用,但在压裂返排液处理中的应用则刚刚起步。本文将介绍正渗透技术处理压裂返排液的研究进展。通过对比传统压裂返排液处理技术,阐述其优点;通过介绍国内外最新的现场应用情况,探讨该项技术在压裂返排液处理中的发展前景。     

海上高气油比致密油藏压裂返排技术

水力压裂是低渗油气藏高效开发的关键技术之一,实施压裂作业后,需进行放喷返排作业;同时,考虑环保要求,海上平台对返排液的处理极其严格,返排技术是否科学直接决定压裂的改造效果。着重分析了海上生产平台实施压裂返排的问题和难点,并针对高气油比的致密油藏,研究出了一套通用有效的压裂返排技术,为海上实施平台化压裂提供了借鉴。     

压裂井支撑剂回流预测研究

新疆油田准东、石西和陆梁油田部分油井在压裂后出现支撑剂回流现象,影响了油井的正常生产,降低了压裂效果。针对压裂井支撑剂回流问题,开展了支撑剂回流预测研究,建立了支撑剂回流预测模型,以便在压裂设计阶段预测支撑剂回流趋势、采取适当的控制措施。在建立模型时,考虑了地层力学性质、地层流体、人工裂缝和支撑剂的影响。裂缝导流能力和地层渗透率决定了产出液在裂缝和基质之间的分配关系;在建立裂缝临界流量模型时,首先推导出理论临界流速,然后考虑缝宽、闭合应力和支撑剂的影响对其进行修正。现场实例计算表明,模型的预测结果与现场生产实际相符合。     

压裂液助排剂GCY-3的研制及室内评价

针对压裂液返排造成的地层伤害问题,采用季铵盐阳离子表面活性剂及醇复配了一种价格低廉、制作工艺简单的压裂液助排剂GCY-3,确定了其最佳配方。依据行业标准对该助排剂进行室内评价,结果表明,GCY-3具有较高的表面活性和良好的热稳定性,它不仅降低了破胶液的表面张力,还能提高川西常用压裂液的抗剪切能力。     

压裂返排液取水应用技术

为了解决非常规储层压裂改造过程中水资源的大量消耗以及日益增多的废液污染问题,研究了压裂返排液经过化学处理后用于重新配制压裂液的新方法。以长庆油田压裂返排液为例,分析了主要矿物离子Ca2+、Mg2+及残存破胶剂(过氧化物)和硼离子交联剂对重新配制的压裂液主要性能的影响,开发了通过络合反应降低压裂返排液中矿物离子的处理剂TR-1、通过氧化-还原反应处理残余破胶剂的处理剂TR-2及通过屏蔽残余硼离子交联剂从而阻止硼离子与植物胶多糖上的羟基交联的处理剂TR-3。应用该方法,2013年在长庆油田处理了15口水平井、125个水平段,回收处理液量14 000 m3,占施工液量的23%,达到了压裂返排液的重复利用效果并减少了对环境的污染。     

压裂液快速返排泵的研制及应用

针对传统油井压裂工艺残液返排率低,造成地层污染严重,压裂效果不理想的问题,研制了系列压裂液快速返排泵。该泵主要由特制泵筒总成、柱塞总成、特制固定阀总成等组成,可满足油田压裂和酸化施工要求。使用时,该泵可作为压裂管柱下入井中,措施完成后,下入特制固定阀,无需重新起下油管,即可实现快速排液及抽油,减少一次起下泵及油管的作业措施。同时,残液得以及时返排,减少了压裂液对地层的二次污染,压裂效果提高10%左右,增效10余万元。节约作业费和入井工具费约3万元,具有较好的应用前景。     

水力加砂压裂技术在苏里格气田的应用

目前苏里格气田水力加砂压裂在压裂液优化、支撑剂选择、泵注程序参数确定和液体返排技术方面存在较多问题.针对这些问题进行了认真研究,优选出了适合该区块的压裂液配方和支撑剂,优化了压裂液配置程序,提出了"适度规模、小排量、造长缝、合理砂浓度、有限导流能力"的水力压裂改造思路.经现场试验,桃7-8-5和桃7-9-14井均获得大幅增产,效果显著.     

支撑剂回流控制技术优化设计研究

包覆支撑剂用来控制压裂井返排和生产期间的支撑剂回流。包覆支撑剂上的包覆层在地层条件下固化,将支撑剂胶在一起,阻止普通支撑剂或者地层砂向井筒的运移以达到控制支撑剂的目的。以最优化理论为基础,以压裂施工的净现值为目标函数。以砂量、砂比和施工排量为决策变量,建立了包覆支撑剂控制支撑剂回流优化设计模型。所建立的优化模型为多元非线性规划,采用优化方法——因素交替法求解。对每个单变量,采用均匀分批试验法求得最优值。依次对每个变量进行优选,就可求得局部最优解。该设计模型不依赖于裂缝几何尺寸模型与产能预测模型,可在保证支撑剂回流控制效果的基础上,从经济角度确定最优的包覆支撑剂量、包覆支撑剂段的砂比和包覆支撑剂段的施工排量等施工参数。采用该模型进行了实例计算,求出最优的包覆支撑剂加砂量为8m^3,最优砂比40％,最优施工排量为3m^3·min^-1。计算结果表明,所建立的模型对指导现场施工有积极意义。     

长宁-威远地区页岩气压裂返排液处理技术与应用

针对长宁-威远地区页岩气开发存在的压裂返排液无害化处理难、现场施工配液用水缺乏等问题,分析了该地区页岩气压裂返排液的主要成分,明确了细菌、悬浮物以及高价金属离子的浓度是影响压裂返排液回用的主要因素。通过杀菌剂灭菌、絮凝沉降悬浮物、化学沉淀高价金属离子以及过滤絮体和沉淀等措施,开发出了适合长宁-威远地区页岩气压裂返排液回用的处理方法及处理工艺单元化的撬装处理装置,并在W204井区集气站进行了成功应用。处理后的压裂返排液清澈透明,水质满足行业标准要求,并成功回用于W204H4平台施工,施工性能稳定,实现了节能减排。     

预防支撑剂回流的纤维增强技术实验研究

支撑剂回流对压裂井有着不利影响,油气田上提出了多种方法来消除或减少支撑剂的回流,其中以纤维增强支撑剂技术最具发展潜力。通过配伍性实验,从5种纤维材料中筛选出了在压裂液中分散性好、不影响压裂液性能的纤维材料A样。把A样纤维和支撑剂混合后,进行了不同闭合压力、不同压裂液粘度和不同纤维浓度的支撑剂充填层稳定性测量实验,并优选出合适的纤维加量为0.9%-1.2%。实验结果表明,加入纤维后,支撑剂充填层的临界出砂流速提高了10倍以上,明显增强了支撑剂充填层的稳定性,对预防支撑剂回流返吐非常有效;同时纤维对支撑剂导流能力的影响可以忽略不计,即不会降低压裂井的增产效果。