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中原油田属于地质构造复杂的断块油气田，储层物性差，具有低渗、埋藏深、温度高、层多、层薄、跨距大、射孔井段长、非均质性严重、单井产量低的特点，大部分井层需经过压裂改造方可投入生产，水力压裂改造是中原油田油气井增产稳产的主要手段。目前油田已处于开发的中后期，为有效地开采地下剩余油，所打的新井大部分均为定向斜井，这些井也需要进行压裂改造才能投入生产。在对这些斜井进行压裂改造的初期，采用常规的工艺方法，施工过程中时而发生砂堵现象，施工成功率不高。在对砂堵的原因进行分析后，认为相对于直井来说，斜井压裂更易产生弯曲裂缝及多裂缝，而弯曲裂缝及多裂缝是造成近井地带脱砂而发生砂堵的主要原因。为解决弯曲裂缝及多裂缝造成的问题，除采用提高施工排量、适当增加前置液比例、适当提高压裂液粘度、不过分追求施工后期高砂比等工艺措施外，主要就是应用了前置液支撑剂段塞工艺，减少了斜井压裂施工过程中的砂堵现象，施工成功率得以大幅提高。     

低渗裂缝型气藏斜井压裂技术研究

中原油田户部寨气田是一个低渗致密裂缝型砂岩气藏，生产井多为斜井，投产需要进行压裂改造，前期效果不理想的原因是气藏的天然裂缝和斜井压裂中产生的人工多裂缝的双重作用会造成支撑缝长、裂缝宽度和导流能力降低，易使支撑剂过早发生桥塞，产生砂堵，从而影响压裂效果。以往压裂施工中为消除多裂缝的影响采取的主要措施是前置液加入大量的粉砂，但对裂缝导流能力有不利影响，使得压裂效果较差。为此，分析了斜井压裂多裂缝产生的原因，集成应用避射、射孔优化、支撑剂段塞、变排量、变黏度施工等技术，有效地降低了大斜度井压裂所产生的弯曲摩阻，控制了裂缝条数，同时又实现了大斜度井压裂不加粉砂和环空注入方式的突破，简化了压后作业程序，并以部1-14井大斜度定向井压裂施工为例进行了压裂效果分析，取得了好的成果。     

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。     

福山复杂断块油气藏大型压裂工艺技术

针对海南福山油田储层温度高、孔喉细小、多薄层、油气井斜度大、射孔跨度大、塑性强等特点,分析了在该油田实施大型加砂压裂存在着大跨度多段连续射孔且无法分层的斜井容易出现早期砂堵、高温条件下长时间施工液体携砂难度大、大液量注入储层伤害大等难题。增加前置液段塞级数和砂量打磨近井多裂缝降低弯曲摩阻,采用30～50目和20～40目支撑剂组合,降低施工砂堵风险;优选耐高温低伤害压裂液体系,提高携砂流变能力和返排效率,降低储层伤害,在实现深度改造储层的同时,提高了多薄层储层纵向剖面动用程度。该技术在福山油田实施12口井,成功率和有效率均达到100%,大幅度提高了油气井单井产能,较好地解决了大跨度多段连续射孔斜井的增产改造难题,对类似油气井的增产改造方案设计提供一定的借鉴作用。     

大庆探区深层火山岩气藏压裂施工控制

大庆探区深层火山岩储集层孔洞-裂缝发育,施工中存在多条裂缝同时破裂延伸的特点,导致施工易早期砂堵,压裂成功率低、改造规模小、增产效果差.通过对深层火山岩地质特征的研究,建立了火山岩压裂破裂和延伸模型,引入了与时间相关的漏失因子、尖端因子和模量因子,描述了特殊岩性地层主裂缝与微裂缝的开启与延伸过程,在此基础上,探讨了压裂过程中存在的"三高"现象(即停泵压力梯度高,近井摩阻高和滤失系数高)的评价方法,并通过现场实践,形成了以胶塞处理近井高摩阻、粉砂封堵天然裂缝以及调整前置液比例、多段粉砂段塞注入为主的综合处理措施,使火山岩气藏压裂成功率由以往的36.0%提高到目前的90.0%以上,提高了火山岩气藏的压裂增产效果.     

定向井压裂优化设计及现场应用

定向井压裂具有破裂压力异常、近井摩阻大、裂缝特征复杂等特点，与直井压裂相比普遍存在施工难度大和压裂后增产效果差等问题，其主要原因是近井效应显著、裂缝空间转向，存在弯曲裂缝和多裂缝。压裂优化设计时主要从减少多裂缝和近井摩阻的角度出发，达到增加裂缝长度和宽度、降低施工难度以及提高压裂施工效果的目的。对定向井压裂施工砂比、前置液量、施工规模、变排量施工和压裂材料等施工参数进行优化，通过在川西MJ地区现场试验，推广应用了9口井，压裂前平均单井天然气产量为0．1294×10^4m^3／d，压裂后平均单井天然气产量为5．16×10^4m^3／d，增产效果显著。     

斜井压裂砂堵原因分析及解决办法

斜井或定向井在压裂过程中，经常因出现砂堵导致施工失败。造成砂堵的原因在于多裂缝发育及裂缝发育形态复杂，近井摩阻高，支撑剂进入裂缝困难。采用小型压裂试验可以帮助了解地层情况，分析造成砂堵的原因，为主压裂设计的改进提供可靠依据。根据小型压裂试验结果，通过在主压裂中延长低砂浓度加砂时间，降低近井摩阻，消除多裂缝的方法，使主压裂顺利进行。     

段塞式加砂技术在页岩气缝网压裂中的应用

页岩储层裂缝扩展及延伸机理不同于常规储层,且微裂缝发育,压裂液滤失量大,常规的连续阶梯状加砂压裂工艺在页岩气开发中不适用。段塞式加砂工艺采用段塞＋中顶＋段塞的不连续加砂模式,具有降低近井摩阻、提高裂缝复杂程度实现缝网压裂、提高施工成功率等作用。此技术在国内某页岩气井压裂施工中得到了应用,施工一次成功率100％,并取得了较好的产能。     

冀东油田火成岩压裂技术研究

冀东油田火成岩储层的埋藏深、特低渗、储层跨度大、天然裂缝发育等特点使储层压裂改造施工存在很多困难。针对压裂液在井筒流动距离长、摩阻高,导致地面泵压高的困难研发了耐高温、抗高剪切、低摩阻压裂液技术和压裂管柱优化组合工艺;针对天然裂缝发育形成了前置液多级粉陶段塞降滤失、提高前置液比例及支撑剂粒径优选及多粒径组合技术;针对火成岩压裂压后返排率低,采用了阶梯排量泵注液氮助排技术和特种增效助排剂技术。在冀东油田压裂施工4次,压裂井深最深达到5124 m,最大加砂量102.1 m3,储层温度最高达到176℃,施工成功率100%,形成了比较完善的超深层火成岩储层压裂配套工艺。     

深层气藏压裂改造降低施工摩阻技术

川西深层气藏属于深—超深、致密—超致密砂岩气藏,储层具有破裂压力高和延伸压力高的特点,经过分析,降低施工摩阻是降低施工压力的有效手段。通过施工管柱合理配置、注入方式优化、纤维加砂、延迟交联压裂液、支撑剂段塞等方式,形成了深层气藏压裂改造降低施工摩阻工艺技术体系,并在LS1井进行现场应用。采用多级段塞、小粒径陶粒、低砂比、低伤害压裂液、纤维加砂等降低施工摩阻集成技术,近井摩阻降低了9.47 MPa,弯曲摩阻降低了7.61MPa,同时延程摩阻降低了4～5 MPa,成功完成了80 m3加砂压裂改造。压后日产气1.098 0×104m3/d,日产水为10.7 m3/d。     

基于CO2特性的无水加砂压裂技术研究与应用

吉林油田致密油资源潜力大,储层物性差,常规水力压裂改造技术易造成储层污染、能量补充不及时,油井产量递减快。CO₂无水压裂技术具有增加地层能量、降低储层伤害、原油混相等技术优势。基于液态CO₂压裂液体系的黏度、携砂性及滤失特征方面的研究,开展了CO₂无水压裂技术加砂试验。通过优选增稠剂Ⅱ型压裂液提高CO₂的黏度,采用段塞与连续加砂相结合的加砂方式、优化前置液比例,完善加砂工艺,提高加砂规模,压裂液体系黏度增加15～45倍,效果明显好于增稠剂Ⅰ型。CO₂无水加砂压裂技术实施的10口井压后日产油是常规重复压裂的2倍以上,折算单井节约水资源1 512 m³。      

透镜状砂岩储层压裂规模的优化问题

实践证明,压裂改造储层是高效开发气藏的有效手段,其优化设计是需要考虑的重要方面。根据Elkins理论,储层渗透率越低,施工规模愈大,支撑裂缝越长,压裂后产量越高。但作业现场表明,透镜砂岩储层的压后产量与压裂规模的关系并不完全遵循Elkins理论,即压裂后的产量不单纯随着压裂规模的增大而增加,而存在一个适度的最优化压裂规模问题。为此,以四川盆地马井气田侏罗系蓬莱镇组储层为例,从地质构造、矿物沉积等角度分析了透镜状砂岩储层的成因和特点,从地应力方向、储层展布特征、裂缝评估、试井分析、压后效果统计等方面论证了透镜状砂岩储层对压裂规模的限制作用。基于储层厚度、砂体横向展布及压裂裂缝延伸特征,提出了透镜状砂岩储层压裂改造优化设计的方法,并成功地进行了现场应用。其成果对于我国类似透镜状砂岩储层的压裂优化设计具有指导借鉴作用。     

压裂气井出砂机理研究

油田上普遍使用水力压裂增产技术来提高低渗透性气藏的产量,否则,气藏便会失去商业开采价值。然而,经过压裂施工后,发现有支撑剂回流到地面,导致气井出砂严重。这不仅将造成生产设备严重损坏,而且会严重降低支撑裂缝的导流能力,引起气井产量的大幅度下降,从而减少了由增产措施所带来的经济收入。文章以长庆气田榆2 6 - 12井为例,根据岩石力学理论,采用三维压裂模拟设计软件,研究了压裂气井的出砂机理,从而为压裂气井的出砂提供了理论依据     

川西深层须家河组气藏压裂改造难点和工艺技术对策

川西地区须家河组砂岩气藏埋藏深,温度高,异常高压,岩性致密,作为勘探开发核心技术的压裂改造技术能否获得突破,将直接制约深层气藏的勘探开发进程。通过工程地质特征分析,指出压裂改造的主要难点是破裂压力超高、闭合压力超高、施工压力超高、压裂液综合性能要求高和排量提升困难。详细分析了川合148井测试压裂和主压裂的成功作业过程和川合139井不成功的压裂作业。通过这2口井现场试验的对比分析,认为深层须家河组气藏的加砂压裂改造是可行的,但由于异常复杂的地质特征,压裂改造的难度仍然很大。为了有效解决这些技术难题,提出了一系列有针对性的工艺技术对策,以期能为深层气藏下一步压裂改造技术攻关提供有益的参考。     

水力喷射环空压裂技术在合川区块的应用

连续油管喷砂射孔环空压裂工艺依据Bernoulli原理,利用安装在连续油管上的水力喷射装置产生的高速流体穿透套管、水泥环,在地层岩石中射开一定深度的孔眼,通过油套环空泵注施工,改造完成后用支撑剂掩埋已施工层段,用以隔离已压裂段和其后的未压裂段,最后用连续油管冲砂并开始生产。现场应用表明,该工艺可减轻地层伤害、缩短施工周期、降低开发成本、提高作业安全性并显著增加产能,对开发低渗透、薄互层的油气田具有较大的适应性。     

少水压裂技术及展望

针对常规水力压裂用水量大、无水压裂难以达到高砂液比和泡沫压裂难以形成复杂裂缝等问题,提出了少水压裂技术的概念,即充分利用水力压裂、无水压裂和泡沫压裂的技术优势,在满足压裂造缝体积要求的基础上,最大限度地减少用水量。重点介绍了超临界二氧化碳与低黏度滑溜水复合破岩技术、基于多因素的多簇裂缝均衡延伸控制技术、造缝及携砂全程加砂技术和压裂后返排及生产全生命周期管理等少水压裂关键技术,给出了大幅度提高压裂液的造缝效率、最大限度提高多尺度水力裂缝的砂液比和应用微泡沫压裂液等少水压裂关键工艺。少水压裂技术的提出,对国内压裂思路转变和开发效果提升具有较强的理论价值和现实指导意义。      

红台204井致密气藏大型压裂技术应用实践

针对红台区块小草湖洼陷低压低渗致密气藏自然产能极低,常规加砂压裂改造方法增产效果差的现状,在红台204井研究应用了大型压裂改造技术,主要包括裂缝规模合理确定、大型压裂施工参数优化设计以及低伤害助排压裂液等关键技术。入井压裂液772.6m3、砂量100.6m3,压后初期最高产气量达16×104m3/d,稳定产气量达9.6×104m3/d,凝析油8.3m3/d,是压前产气量的14倍,增产效果和经济效益显著。大型压裂技术的成功应用,使红台气藏勘探获得重大突破,可采储量得到升级,为类似气藏的开发提供了经验。     

水力射孔射流压裂工艺在长庆油田的应用

水力射孔射流压裂集水力喷砂射孔和射流加砂压裂于一体，是一项重大革新型的增产工艺。该工艺采用水力喷射专用工具，首先依靠高速射流作用实现套管射孔，并在射流状态下直接进行压裂作业，既可用于水平井多段压裂改造，也可用于直井单段或多段压裂改造。现场应用表明，对于水平井，该工艺可缩短施工周期、降低施工费用、提高作业安全性；对于直井，除具有传统压裂的作用之外，可在近井地带产生高导流缝穴，有利于增产和稳产。该工艺具有施工高效性、经济性、安全性以及明显的增产能力，对于低渗透油气田的开发意义较大。     

晋城亚行煤层气井水力压裂技术研究

项目区位于晋城无烟煤集团寺河煤矿预备采煤区,地面上已钻煤层气井100口。通过对该项目煤层气井区块地质情况、煤层性质、水力压裂施工入井材料以及施工工艺技术的研究,初步形成了一套适合晋城无烟煤煤层气井压裂施工的工艺技术。该项目100口井的压裂施工,加砂率达100%的占压裂总井数的94.9%,加砂率少于90%的只有2口井。压裂施工后有11口井自喷,排采后平均单井产量超过3 000 m3,取得了较好的施工效果。     

水力压力波动注入压裂增产工艺的力学原理

为了提高水力压裂的改造增产效果, 解决连续油管环空水力压裂作业中高泵压的难题, 提出了一种新的水力压力波动注入压裂增产工艺。基于水力压裂原理, 解释了水力压力波动注入条件下井筒压力系统变化规律; 根据流体力学、弹性力学及波动力学理论, 建立了水力压力波动注入压裂增产工艺的基础力学原理。分析结果表明, 水力压力波动注入条件下, 井筒内流动流体发生了能量转换, 在井底附近产生了不稳定的压力波动, 这种由于不稳定注入排量产生的不稳定的压力波动在储层裂缝内以压力波的形式传播; 水力压力振动波沿缝长方向传播时并不是以恒定压力振幅传播, 而是呈现压力振幅衰减的规律; 水力裂缝的长度和宽度随着压裂泵工作转速的增大而增加。研究结果表明, 水力压力波动注入压裂增产工艺可以提高水力压裂的改造效果和油气井的产量, 建议将该工艺方法应用到现场水力压裂作业中。