低渗致密油藏水平井缝网压裂裂缝参数优化

水平井缝网压裂在提高低渗致密油藏水平井产能、延长稳产时间方面发挥了重要作用。目前,针对低渗致密油藏缝网压裂裂缝参数优化的研究还很少,且普遍没有考虑储层的低渗特点。为此,文中考虑了启动压力梯度和井筒摩阻的影响,采用Eclipse数值模拟工具,建立了缝网压裂的模型;并运用正交试验设计优化思路,以黄陵长6浅层低渗透致密储层为基础,开展了水平井缝网压裂裂缝参数优化研究;分析了缝网特征对缝网压裂改造效果的影响,为缝网压裂裂缝参数优化提供了一套完整思路。黄陵地区现场应用了11口井,均取得了良好效果,为低渗致密油藏水平井缝网压裂设计提供了有效指导。     

缝网压裂工艺技术研究及在泾河油田的应用

缝网压裂技术是非常规油气藏改造的关键技术之一。泾河油田属于致密砂岩油藏,为了实现其水平井高效开发,根据缝网压裂作用机理和影响因素分析,对水平井缝网压裂适用性进行了分析,同时利用数值模拟软件对缝网压裂参数进行优化。结果表明:泾河油田满足缝网压裂改造的基本要求;现场试验效果表明,缝网压裂工艺技术实施效果要好于常规水平井压裂工艺,取得一定的增产效果,具备推广应用的前景。     

体积压裂技术在低孔致密油藏的应用

阐述了体积压裂技术的来源、概念及其在吉林油田低孔致密油藏的初步应用,主要包括缝网压裂工艺技术、直井多层压裂工艺技术及水平井多段压裂工艺技术。体积压裂技术不仅可以大幅度提高单井产量,还能够降低储层有效动用下限,最大限度提高储层动用率,通过现场应用,多口井获得高产工业油流,取得了较好的压裂效果,为松南中浅层探区提高产能奠定了基础。     

非裂缝型砂岩储层缝网压裂技术

为了保证致密砂岩储层的压裂成功率和改造效果,研究了缝网形成机理和主控因素。通过压裂裂缝扩展分析,确定缝网形成的条件是产生应力释放缝,与主裂缝的夹角为75°。通过分析应力释放缝的岩石力学性质、净压力、最小主应力及应力差等力学影响因素,以及致密储层缝网形成机理,明确了影响缝网形成的主要控制因素,建立了工艺选井选层方法,并以实现缝网压裂为目标进行缝网压裂工艺优化。通过现场试验,建立了一套适合大庆致密油气储层的缝网压裂技术,明显提高了该类储层压后产能。     

高强微弹水泥浆在延长油田致密油水平井中的应用

为了提高延长油田致密油水平井的环空密封能力、保证多级缝网压裂开发效果,对水泥浆进行了功能化改性。结合该油田南部致密油储层特征、水平井井身结构和多级缝网压裂对固井水泥浆性能的要求,建立了套管–水泥环–地层受力模型,分析得到了水泥石杨氏模量与界面压力的关系图版,并据此设计了水泥浆;对丁苯胶粉进行了粒径优选、表面处理,并与甲酰胺及无机盐复配制得高强微弹剂,辅之以其他外加剂,形成了满足性能要求的高强微弹水泥浆。研究发现,水泥石杨氏模量越低、地层杨氏模量越高、压裂施工压力越低、井眼扩大率越小,则满足环空密封要求的水泥石抗压强度越小;与空白样相比,高强微弹水泥浆抗压强度提高51.8%、杨氏模量降低10.5%、抗折抗拉强度提高75.0%以上。该水泥浆在延长油田南部10余口致密油水平井进行了现场应用,水平段固井质量合格率达95%以上,分段压裂时未发生窜流。研究结果表明,高强微弹水泥浆可以提高延长油田致密油水平井压裂后的环空密封性,具有推广应用价值。      

缝网压裂技术在鄂尔多斯盆地S区块特低渗透砂岩油藏水平井开发中的应用

鄂尔多斯盆地S区块延长组长8油层属于特低孔、特低渗致密砂岩储层,该类储层常规井单井产量低、产量递减快、注水开发效益差、整体开发效果不理想。为此,在该区块开展水平井缝网压裂技术应用试验。根据S区块相关数据,目的层水平主应力差异系数满足缝网压裂的地应力条件,可产生缝网;根据缝网压裂施工要求,在研究区完成了4口水平井缝网压裂试验,压后初期平均单井日产液40.9 m~3,日产油23.3 t。,获得了较好的开发效益。     

裂缝型致密砂岩油藏缝网压裂技术试验

缝网压裂技术是非常规油气藏改造的关键技术之一。泾河油田属于裂缝型致密砂岩油藏,为了实现水平井的高效开发,提高油藏的最终采收率,分析了缝网压裂工艺在该油田裂缝型致密砂岩油藏中的适用条件,认为储层天然裂缝发育,脆性特征指数在38.4%~42.4%,水平应力差异系数小,净压力大于水平最大、最小主应力之差,满足实现缝网压裂的必要条件。在此基础上,优化了压裂液、支撑剂及施工参数,并在JH69P25井进行了试验,净压力分析表明压后形成了复杂的缝网系统,日产油2.55 t,取得了较好的改造效果。     

延长油田水平井开发技术浅析

水平井具有占地少,单井储量控制大,投入产出比高的特点,延长油田自2002年起开始水平井开发试验,至目前已完钻并投产水平井500余口,已形成适应其地质特征的水平井钻井、完井、压裂、投产等工艺技术,特别是浅层大位移水平井钻完井技术、体积压裂技术的试验成功,为延长油田难动用储量和致密油开发提供了技术储备,一定程度上提高了油田的资源储量和开发水平,提高了油田的开发效果。     

致密油藏缝网压裂产量数值模拟

缝网压裂是致密油藏开发的重要技术手段。考虑致密油藏压裂缝网系统中基质、天然裂缝、压裂裂缝具有的显著多尺度特征,将致密油藏视为由均匀各向同性基质系统和裂缝系统组成且为同一空间中复合的两个彼此独立又相互联系的水动力场,分别针对裂缝系统和基质系统建立达西渗流数学模型,采用局部网格加密和等效渗流原则求得数值解,实现了致密油藏正交裂缝网络模式下的缝网压裂生产模拟。缝网压裂与常规双翼缝压裂动态对比表明:压裂后二者累计产量虽均随储层基质渗透率、人工裂缝长度增加而增加,但缝网压裂的增产效果更显著;致密油藏缝网压裂能极大地提高单井产量。研究方法为优化压裂裂缝参数提供了手段。     

致密油藏水平井压裂裂缝参数优化方法北大核心CSCD

致密油藏基质渗透率极低,往往采用水力压裂的方式进行开发。压裂缝网决定了油井的产能,因此缝网参数的优化是致密油高效开发中的关键问题。本文在致密油藏非线性渗流数值模拟方法的基础上,研究了水平井单井压裂裂缝的数量、位置分布、长度、开度、方位角等参数对致密油藏衰竭式开采产量的影响规律,并进行了优化设计,形成了基于模拟退火算法的参数优化方法。基于优化结果,本文提出了一种哑铃交错型水平井压裂技术,为现场压裂方案的优选提供了借鉴。     

致密油藏水平井压裂裂缝参数优化方法

致密油藏基质渗透率极低,往往采用水力压裂的方式进行开发。压裂缝网决定了油井的产能,因此缝网参数的优化是致密油高效开发中的关键问题。本文在致密油藏非线性渗流数值模拟方法的基础上,研究了水平井单井压裂裂缝的数量、位置分布、长度、开度、方位角等参数对致密油藏衰竭式开采产量的影响规律,并进行了优化设计,形成了基于模拟退火算法的参数优化方法。基于优化结果,本文提出了一种哑铃交错型水平井压裂技术,为现场压裂方案的优选提供了借鉴。     

浅层裂缝性致密油藏缝网压裂技术

缝网压裂技术在基质渗透率极低、天然裂缝发育的致密油藏开发中有独到优势。利用数理分析方法研究了缝网压裂工艺的适用条件,认为储层天然裂缝发育和净压力大于水平最大、最小主应力之差是实施缝网压裂的必要条件。优化了压裂液、支撑剂、施工参数,并在J-10井进行了试验。净压力拟合结果表明,压裂后形成了裂缝网络系统,试验井日产油2t,取得了较好的改造效果。     

致密油层多区体积压裂产能预测

致密油层物性极差,天然裂缝发育,体积压裂是实现该类油层有效开发的重要手段。为研究致密油层体积压裂缝网设计参数对产能的影响,基于缝网形成特征,将压裂的致密油层划分为支撑主裂缝、缝网区和未压裂区,缝网区又划分为支撑次裂缝区和未支撑次裂缝区,考虑致密油非达西渗流和油层应力敏感效应,将缝网区与未压裂区简化为双重孔隙系统和单一孔隙系统,建立致密油层体积压裂产能模型,模拟分析体积压裂裂缝参数对产能的影响。研究结果表明：体积压裂可以大幅度提高致密油层产能,并且改造体积和支撑改造体积越大,开启天然裂缝越密,支撑主裂缝越长,支撑主裂缝、次裂缝导流能力越高,则致密油层产能越高,但存在最优值。     

致密油直井多层缝网压裂产能预测方法

大庆油田垂向多层发育、主力层不突出的致密油储层,采用直井细分层大规模缝网压裂的开发方式取得了较好的生产效果。针对直井缝网压裂产能预测方法不成熟、常规计算方法误差较大的问题,结合致密油储层地质特征和渗流特征,通过裂缝基质流动耦合求解,建立一种考虑储层垂向非均质性的致密油直井多层缝网压裂产能预测方法。与实际产量对比,该方法预测符合率可达90%以上。该方法对于指导致密油开发方案编制以及理论研究具有重要意义。     

安塞致密油藏混合水体积压裂技术研究与应用

安塞油田已进入开发后期,单井产能和采收率逐渐降低,为了老油田的持续发展,充分挖掘渗透率小于0.1×10-3μm2的致密油藏的资源潜力,已成为安塞油田后期开发改造的主攻方向。借鉴北美致密储层的开发经验,针对鄂尔多斯盆地致密储层特性,按照"体积压裂"理念,在传统压裂方式的基础上改进创新,开展了混合水体积压裂技术攻关试验。通过混合水压裂,迫使天然裂缝张开,在主裂缝形成的同时,天然裂缝不断扩张,伴随脆性岩石的剪切滑移,实现对天然裂缝、岩石层理的贯通,形成较大的缝网系统,更大程度地扩大泄油面积,提高单井产量。现场实践对比表明,改造后裂缝体积增加40%,油井单井产油量提升30%。该技术为实现安塞油田致密油藏有效开发提供了技术支持。     

低渗透油藏缝网压裂可行性和井网优化研究

作为开发低渗透油藏的主要开发方式,缝网压裂技术的可行性和合理井网井距的研究十分重要。为进一步改善油田的开发效果,在详细研究Z油田地质特征和合理井网井距论证方法基础上,结合储层岩石力学和地应力场的特点,从岩石矿物成分、脆性指数等角度论证直井缝网压裂的可行性;并利用压力叠加理论和直井、压裂井地层压力分布函数,确定直井、缝网压裂井的极限技术井距,为油田缝网压裂技术的大规模开展提供一定的理论支持。     

D油田致密储层直井缝网压裂试验

随着油田开发的不断深入。剩余储量资源品质变差多为致密储层,表现为低孔、低渗、排驱压力大、渗流能力差、单井产量低,常规方式达不到效益开发要求。通过对压贡资料研究明确了致密储层孔喉结构特点,并开展了缝网压裂试验,探索有效动用方式,结合开发效果分析,认为本井或邻井有效储层发育是缝网压裂取得成功的前提。     

致密油藏缝网压裂模式的渗透率界限

缝网压裂技术在近期非常规储层改造中取得重要进展,已经得到形成裂缝网络的力学控制条件。针对双重介质致密油藏、采用EQ-LGR方法描述压裂裂缝网络系统建立离散正交缝网数值模型;忽略致密油藏中吸附作用、高速非达西渗流影响和裂缝导流能力变化,模拟不同地层渗透率下实施缝网压裂和常规压裂时的增产效果和裂缝网络对压裂产能的贡献。缝网压裂的增产效果始终高于常规压裂,且致密油藏中缝网压裂后单井产量增加更显著;而相对高渗储层实施缝网压裂与常规压裂的效果较为接近。考虑实施常规压裂更能降低成本和风险,首次明确提出实施缝网压裂的临界渗透率为1.00×10~(-3)μm~2。研究成果不仅为优化压裂裂缝参数提供了手段,也为优选压裂工艺提供了理论依据。     

基于缝控压裂优化设计的致密油储集层改造方法

针对致密油储集层水平井多段多簇施工时多条裂缝同时扩展引起的应力干扰,以及大规模压裂时压裂液进入储集层基质引起润湿性反转、改变储集层物性等特点,建立了非平面三维裂缝扩展模型,并引入润湿反转表征参数、相对渗透率曲线变化等修正了压裂水平井生产动态预测模型,编制了地质工程一体化压裂优化设计软件(FrSmart),提出了基于缝控压裂优化设计的致密油储集层改造方法,并分析了该方法的适用性、优化了致密油储集层水平井裂缝参数。研究表明,缝控压裂技术适用于致密油储集层等品位级别的非常规资源;缝控压裂人工裂缝参数优化可实现对致密油储集层等非常规油气资源井控单元内储量的最大动用。采用缝控压裂技术优化设计的主要关键点包括:提高水平段长度,缩小水平井排距;大幅度提高段内射孔簇数,缩小裂缝间距;避免新井老井压裂干扰。现场试验证实,缝控压裂技术可以提高单井产能进而提高区块采出程度。缝控压裂技术与油气田开发进一步融合,可大幅度提高中国致密油等非常规资源的开发效益。图9表4参20     

胜利油田致密油储层体积压裂技术及应用

胜利油田致密油储量丰富,储层埋藏深、物性差、岩性复杂,常规压裂后产量低、递减快,开发效益差。通过技术攻关和配套完善,形成了适合于致密油储层的组合缝网压裂等压裂新工艺,在提高改造体积的同时,大幅度提高裂缝导流能力,提高压后效果,并针对纵向多层系油藏特点,形成了水平井多级分段压裂和直斜井多级分段压裂两类改造模式;研发了可以在线连续混配施工的速溶型低浓度瓜尔胶压裂液体系,以及可与地表水、热污水混配、可回收再利用的乳液缔合型压裂液体系,有效解决了大规模连续施工压裂液的配置、水源等问题;同时完善了井工厂实施模式和裂缝监测技术。应用该技术成功开发了Y227、Y22、Y104等致密油区块,大幅度提高了单井产能、延长了有效期,提高了区块开发效益,带动了一批难动用储量投入有效开发,大幅提高了胜利油田致密油藏经济有效动用程度。