前置酸加砂压裂新工艺试验研究及现场应用

通过整合酸压和加砂压裂技术优势，集成为前置酸加砂压裂工艺技术。该工艺技术主要通过酸液溶蚀提高储层渗透性、抑制粘土矿物膨胀、溶解压裂液滤饼及残胶、酸压缝内填充支撑剂提高导流能力等4个方面的作用来提高改造效果。结合不同试验区储层特征，优选了酸液体系，创造性地形成了与长庆低渗透储层特点相适应的前置酸加砂压裂工艺技术，在镇53等5个区块共计试验百余口，取得了较好试验效果，为长庆低渗油田的改造提供了一项新技术措施。     

柴西地区低孔低渗储层改造配套技术及其应用

青海柴西地区储层为典型的低孔、低渗泥灰岩储层,储层中碳酸盐岩、碎屑岩、泥岩各占有基本相同的比例,对于这类既不同于纯碳酸盐岩也不同于纯砂岩的储层,在改造工艺上有很大难度。通过实施胶凝酸酸压技术、水力加砂+返排技术、醇酸酸化技术和油基压裂技术,在该地区各类探井上共进行措施改造43井次,其中酸化12井次、酸压20井次、加砂压裂11井次,从施工成功率来看,酸压、酸化施工的成功率远大于加砂压裂,现场施工参数和设计符合率在85%以上;施工效果显示,80%的井经过储层改造后产液量有所提高,液体的返排率平均为65%。     

加砂压裂技术在高温深井碳酸盐岩储层成功应用

酸化压裂技术是碳酸盐岩储层增产改造的成熟、有效技术,对于深层碳酸盐岩储层由于其储层温度高、地应力大,酸蚀作用距离短、有效缝长不足,酸压改造效果,特别是稳产效果往往不尽人意。将常规砂岩压裂改造的成熟技术——加砂压裂技术应用于高温深层碳酸盐岩的改造,采用包括小粒径支撑剂,低损害压裂液,砂浓度以低起点、小台阶、多步、控制最高砂浓度泵注程序等技术路线,加砂压裂改造工艺获得成功。经过十年的跟踪研究表明,累计增油10.3×104m3、天然气0.51×108m3,加砂压裂技术应用取得了良好的增产、稳产效果,为高温深层碳酸盐岩储层增产改造提供了新思路和途径。     

塔中志留系储层重复改造选井和产能预测方法

塔中志留系低孔、低渗特低渗储层物性差,自然条件下油气产能低,实施酸压和加砂压裂改造后,油井初期增产效果十分明显,但产量下降较快,有效期短,采出程度低。重复改造是主力油田进入中高含水期后老井挖潜和提高采收率的重要治理措施,由于影响重复改造效果的因素较多,重复改造选井存在着诸多不确定性和复杂性,因此采用灰色关联理论研究了塔中志留系低渗透砂岩储层重复改造效果的影响因素及其影响程度,采用多元回归法建立了产能预测模型。利用产能预测模型对塔中志留系低渗透砂岩储层8口井进行了产能预测,结果表明预测产能与实际产能的相对误差仅为7.79%,处在工程允许的误差范围内。塔中志留系储层的现场实践也表明,运用该方法选择的重复改造井压后增产3.0倍,稳产时间增长80天。该方法能够为低渗透油气藏的重复改造选井提供参考和借鉴,达到提质增效的目的。     

交联酸携砂压裂工艺在碳酸盐岩储层的应用

近年来,针对碳酸盐岩的储层改造,中外已形成了以深度酸压为主体的各种酸压技术,同时还尝试了加砂压裂改造。在分析酸压和加砂压裂不足的基础上,针对长庆气田下古生界碳酸盐岩储层特点开发了交联酸携砂压裂工艺,交联酸压裂液具有黏度高、滤失低、摩阻低、易泵送、酸岩反应速度慢、造缝效率高、返排容易、流变性好、能携砂等一系列优点,从而实现酸液体系深穿透、提高酸蚀裂缝导流能力、延长压后有效期、提高单井产能的目的。从2006年以来先后运用该技术在靖边气田对碳酸盐岩储层进行交联酸携砂压工艺改造试验,与邻近井的其他施工工艺增产效果相比有一定的优越性。     

低渗透油田多组分前置酸压裂技术研究与应用

多组分前置酸压裂技术主要针对低渗透油田的储层特征,在压裂之前先行挤注低伤害缓速酸液体系,依靠压裂和酸液的酸蚀指进压开地层并使裂缝扩展。本技术主要通过酸液溶蚀提高储层渗透性、抑制粘土矿物膨胀、溶解压裂液滤饼及残胶、酸压缝内填充支撑剂提高导流能力等4个方面的作用来提高改造效果。通过在姬塬油田的现场的试验,措施后,油井产液、产油上升较快,含水平稳,有效率100%,有效期长,平均单井日增油2.35t,取得较好效果,对低渗砂岩储层有较好的适应性,为长庆低渗油田的改造提供了一项新的技术措施。     

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。     

储层改造技术在包界地区须家河致密气藏的应用

“河包场-界石场”储层具有低压、低孔、低渗、高束缚水饱和度的特点，是四川盆地低压致密砂岩气藏的典型代表。该气藏单井自然产能低，气井压裂前基本不具备经济开采价值。水力加砂压裂工艺技术是该气藏获得工业性开采的必要手段，但前期压裂效果表明，常规的低渗透水力加砂工艺技术在该区域改造效果不明显。文章基于“河包场-界石场”低压致密气藏阶段研究成果，从储层压裂潜力识别、岩石力学、地应力以及水力加砂压裂优化设计等方面，探讨了水力压裂改造技术在低压致密气藏的应用效果。     

靖边气田白云岩储层交联酸酸压技术实践

近年来,针对碳酸盐岩的储层改造,中外已形成了以深度酸压为主体的各种酸压技术,同时还尝试了加砂压裂改造.在分析了酸压和加砂压裂不足的基础上,提出了携砂酸压工艺.在大量室内实验的基础上,对靖边气田纯度较高的白云岩储层进行了交联酸携砂酸压的研究与实践.先后运用该技术施工11井次,成功率达100%,有效率为100%,最大加砂量为25.1 m3,加砂规模接近该地区普通加砂压裂的规模.压裂前每口井均无气产出,而压裂后试气的无阻流量或井口产量为1.031 8×104～37.023 6×104m3/d,返排率均大于79%,与邻近井的其他施工工艺增产效果相比有一定的优越性.     

川西马井气田蓬莱镇组气藏储层改造技术研究应用

马井气田蓬莱镇组气藏埋藏深,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,措施成功率为72．8％、有效率仅为49．2％。自2005年来针对该气藏工程地质特征调试出低稠化剂压裂液, 研究形成了优化加砂浓度、多层压裂工艺、线性斜坡式加砂工艺、低密度支撑剂应用、加大规模加砂压裂等集成技术。项目期间施工21口井,压后累计无阻流量179．1648×10^4m^3／d,平均单井无阻流量8．5317×10^ 4m^3／d,单井压后增产倍数达到12．60,压后单井平均无阻流量是2005年前的4．5倍,措施成功率90％,有效率提高到86．6％,效果明显。该集成技术为推动川西地区中浅层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。     

海上过筛管压裂工艺研究及应用

针对渤海油田中高渗疏松砂岩储层低产、低效井,分析了过筛管压裂射孔方式,建立了50～1000 mD中高渗储层压裂支撑裂缝半缝长和支撑裂缝导流能力优化经验公式。结合海上压裂作业及海水的高矿化度、高钙镁离子等特点,形成了海水基压裂液体系。支撑剂优选方面,研究了考虑支撑裂缝防砂临界流速的支撑剂粒径优选方法,同时评价了固结支撑剂在50～180℃不同温度下的固结强度。根据已实施11口井的过筛管压裂作业,9口井压裂之后增液、增油效果十分显著。实践证明过筛管压裂工艺可有效解决海上中高渗疏松砂岩储层低产、低效的难题,具有一定推广价值,但长期有效防砂是过筛管压裂工艺的关键。     

压裂防砂技术在南堡35-2油田大斜度井的应用

南堡35-2油田明化镇组储层为中高孔、中高渗疏松砂岩稠油油藏,需要压裂防砂来实现增产和防砂。根据端部脱砂压裂的原理,并结合南堡35-2油田A16井明化镇组储层特点,优选出适合该井压裂防砂的清洁压裂液、支撑剂和工具,针对井斜大的特点优化了压裂防砂工艺,采用一趟管柱对明化镇1油组和0油组成功进行了压裂防砂施工。压后油井产液量提高明显,且不出砂,证明压裂防砂达到了增产和防砂的双重作用,是开发疏松砂岩稠油油藏的一项进攻性措施。     

“酸敏”砂岩储层的酸化适用性探讨

酸化压裂技术在鄂尔多斯盆地长庆气区部分特低渗透砂岩储层改造中取得了一定的效果,但对于该工艺在酸敏储层的适用性存在争议。酸敏评价实验标准中所用酸液类型及浓度并不是针对具体储层特征的最佳优化结果,因此该类实验得出的敏感性结论并不能作为储层是否可采用酸化处理的依据。为此,开展了酸液岩心流动评价实验,通过研究储层的损害类型和分析储层中矿物含量,进而优化出了酸化工作液体系,形成了以有机酸为主的酸液体系。岩心实验结果表明,该酸化工作液对酸敏砂岩储层进行酸化是适用的,可有效地提高酸化效果。     

疏松砂岩油藏压裂裂缝延伸规律数值模拟

压裂充填防砂可实现增产与防砂双重目的,是疏松砂岩油藏的一种重要完井方式。疏松砂岩具有高孔、高渗特点,且强度低、塑性强,裂缝起裂与延伸机理较为复杂。为研究疏松砂岩储层压裂裂缝延伸机理,揭示压裂工艺参数对裂缝形态的影响,建立了考虑储层岩石弹塑性变形、裂缝起裂与延伸、压裂液流动与滤失以及储层孔隙流体渗流复杂耦合作用的流固耦合有限元数值模型,针对渤海油田绥中36-1区块典型疏松砂岩储层,开展了压裂裂缝延伸规律数值模拟计算,并重点分析了压裂液效率、排量对于裂缝延伸规律的影响。结果表明:低效率压裂液在疏松砂岩中仅形成极短而窄的裂缝,裂缝两侧伴随着一定范围的剪胀高渗带,难以容纳支撑剂,无法实现充填防砂目的;效率高压裂液可在疏松砂岩中形成压裂充填防砂工艺所需的短宽裂缝,裂缝壁面两侧存在轻微压实现象,对渗透率的影响较小;提高压裂液排量,裂缝长度减小,裂缝宽度增加。研究结果可为疏松砂岩压裂充填设计提供一定理论参考。     

特低渗透砂岩储层敏感性评价与酸化增产液研制

酸化是特低渗透砂岩油藏的重要增产措施,若酸液体系使用不当,会对储层造成敏感性伤害。为此,以吐哈盆地鄯善油田三间房组砂岩储层为例,通过XRD衍射分析、扫描电镜、储层敏感性评价实验及现场资料整理等方法,研究储层敏感性特征及损害机理,并研发一种酸化增产液,该酸化增产液可与土酸组合使用,提高酸化效果。研究表明：三间房组储层岩石类型以长石岩屑砂岩为主,黏土矿物以高岭石和蒙脱石为主,属于高黏土矿物储层;储层物性整体表现为低孔特低渗特征,原油为轻质原油,油藏为正常地层压力的未饱和油藏;储层具有中等偏弱速敏、碱敏、水敏、盐敏以及弱酸敏特性;增产液与土酸组合酸液体系可溶蚀大孔隙、微孔隙等多种尺度孔隙后形成孔隙网络系统,可使目标储层岩心渗透率最大提高至原有渗透率的2.68倍。现场应用效果显著,与酸化前相比,平均单井日产油量增加1.29 t/d。研究成果可为特低渗砂岩油藏酸化增产提供技术支持。     

富油凹陷二次勘探复杂储层油气藏改造模式——以冀中坳陷、二连盆地为例

富油凹陷二次勘探是实现老区持续增储的关键,但面临越来越多的深层、低渗透、特殊岩性等复杂油气藏,需要措施改造才能获得工业油气流。以渤海湾盆地冀中坳陷和二连盆地为例,针对低渗透薄稠油层改造易伤害、流动差、缝高控制难的技术难题,形成了“规模适度、中等砂比、全程防膨、高效降黏”的精细改造模式;针对超深超高温超高应力的碳酸盐岩潜山油气藏难以实现深度酸压改造的技术难题,研制了耐200 ℃高温耐剪切性能的超高温聚合物压裂液,优选出缓速效果突出、具有固液转向功能的清洁酸液体系,形成了“前置探缝、固液转向、多级注入、闭合酸化”的体积酸压改造模式;针对高含黏土砂砾岩低渗透储层改造易伤害、易敏感、易砂堵的技术难题,研制了岩心损害率由以往的38.6% 降低到13.4% 的滑溜水及低浓度压裂液体系,并配套形成“复合压裂、前置投球、多层分压”的低伤害复合体积改造模式。在蠡县斜坡、牛东潜山、阿尔凹陷综合应用106 井次,整体改造效果较以往提高1.5 倍以上,有效支撑了富油凹陷二次勘探新领域的增储上产。     

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天然气欠平衡钻井完井技术是一项新技术，可以实现从钻井到完井全过程储层无外来流体的伤害，它可将储层伤害减小到最低程度。近几年四川石油管理局经过攻关，研究形成了天然气欠平衡钻井完井技术。文章介绍了天然气欠平衡钻井完井的实施条件，利用欠平衡钻井数值模拟软件对井内压力分布规律、环空速度分布、环空岩屑浓度分布及井口回压影响规律进行了分析，讨论了地层出液对天然气钻井的影响，分析了天然气排量与井底压力的关系，介绍了天然气欠平衡钻井注入参数的确定、循环流程及天然气欠平衡钻井完井技术措施。应用该套技术，在井浅2井、平落19井和白浅111H井进行了现场实践，取得了良好的技术经济效益。     

砂岩油藏非活性硝酸粉末液酸压实验研究

传统的观点认为砂岩油藏进行酸压是不可行的,然而近年来砂岩油藏的酸压在某些油田取得了成功。就砂岩油藏酸压进行实验评价研究,对现场具有指导意义。非活性硝酸粉末液是一种新型酸化材料,正常状态下呈非活性,激活后可分解出具有强氧化性的HNO3,它能够剧烈地局部溶蚀岩石及其堵塞物,而不破坏地层结构,从而疏通油路,提高地层的渗透率。与常规酸相比,非活性硝酸粉末液具有解除无机物堵塞、暂堵、穿透深、二次污染小的优点。因此,实验中采用非活性硝酸粉末液作为处理液。通过溶蚀实验、酸蚀裂缝导流能力实验、酸化后的刻蚀形态和酸蚀裂缝导流能力影响因素分析,认为在砂岩油藏进行酸压是可行的。     

CO_2干法压裂液体系的研究与试验

为提高低压、低渗透、强水锁/水敏伤害致密砂岩储层压后产量,开展了CO2干法压裂液体系的研究。采用分子模拟技术,研究液态CO2与提黏剂分子间微观构型,评价不同CO2提黏剂对液态CO2的提黏效果,优选提黏剂,并建立CO2干法压裂液体系配方。通过研究发现,在62~63℃、15~20 MPa条件下,CO2干法压裂液体系黏度提高至5~10 m Pa·s,较超临界CO2的黏度提高240~490倍;对气井岩心渗透率平均损害率为2.75%,对油井岩心渗透率平均损害率为0.98%。该压裂液体系在苏里格气田成功进行了国内第1口CO2干法加砂压裂现场试验,增产效果明显。