东胜气田致密气藏混合水体积压裂技术研究与应用

鄂尔多斯盆地东胜气田属于典型的低渗、低孔气藏,气井一般都必须通过压裂改造才能建产,但常规压裂工艺改造技术增产幅度有限。为此,借鉴北美致密储层的开发经验,针对该区块下石盒子组储层的地质特征,按照"体积压裂"理念,开展了混合水体积压裂技术攻关试验。通过混合水压裂,在形成主裂缝的同时,迫使天然裂缝不断扩张,从而形成较大的缝网系统,提高裂缝导流能力,增大压裂改造体积,提高单井产量。该技术在东胜气田JH1井增产效果明显,压后无阻流量25.0×10~4 m~3/d,平均日产气4.8×10~4 m~3,为东胜气田致密气藏的有效开发提供了技术支持。     

致密气藏复杂裂缝压裂技术

大庆油田深层致密砂砾岩储层直井采用常规凝胶加砂压裂技术施工13口井,存在施工规模大、压裂后产量低的问题。分析认为由于储层致密,有效渗流距离短且应力差大,压裂形成单一裂缝,导致改造体积较小。因此,结合储层岩石脆性高的特点,利用水平井人工裂缝的相互干扰来降低应力差,并采用复杂裂缝压裂工艺扩大裂缝改造体积,提高单井产能。通过参数对比,水平井施工规模为直井7.8倍,压裂后产量是直井的17倍。应用情况表明该压裂增产工艺技术可行,为致密气储层的高效勘探开发提供了有力的技术支持。     

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。     

非对称3D压裂和裂缝无序性压裂设计理念与实践——以四川盆地川西致密砂岩气藏为例

目前致密气藏改造存在传统大型压裂与体积压裂两种技术模式,如何选取适合储层特征的改造方式令人困惑。基于对致密气藏、页岩气藏的储层地质特征、渗流特征的分析,阐释了致密气藏与页岩气藏改造理念的差异,提出致密气藏改造方式的选取应以储层地质特征、渗流特征为依据,以最大程度改善储层渗流能力为目标。据此理念,以四川盆地川西地区两套致密气储层为例提出了2种压裂设计方法:对于中浅层上侏罗统蓬莱镇组"叠覆型"储层采用水力裂缝与储层砂体空间展布、渗流能力相匹配的非对称3D压裂设计;对于中深层上三叠统须家河组五段"砂页岩交互"储层采用增加裂缝无序性的体积压裂设计。应用结果表明:采用非对称3D压裂设计方法的水平井压后平均产量较同区水平井提高了41%,该方法适用于对蓬莱镇组气藏的开发;采用增加裂缝无序性体积压裂设计方法的单井压后平均产量为2.25×10~4 m~3/d,该方法为须五段气藏的开发提供了有力的技术支撑。     

分析姬塬长8油藏油井压裂增产措施效果

油井压裂是改造低孔低渗油藏储存层的重要手段之一,其可以有效地维持油井产量。从姬塬长8油藏油井压裂的效果来看,分层压裂改造、混合水体积压裂改造以及水力压裂改造等手段都可以有效提高油藏产量,其中混合水体积压裂改造的提升效果最为明显。所以,为了更好地开采油井、提高油井产量,必须大力推广混合水体积压裂改造技术。     

超低渗储层混合水体积压裂重复改造技术研究与现场试验

以华庆油田为代表的超低渗透油藏定向井单井产量低,日产量小于1.0t的低产低效井占56.2%。常规重复压裂压裂后的油井增产效果不理想,具体表现在压裂后增产幅度小、产量递减速度快、有效期短。针对长庆油田华庆区块超低渗透储层油井的重复改造,将混合水体积压裂技术应用于老井重复压裂中,形成了老井混合水体积压裂配套工艺技术,并在考虑井网和注水条件下,进行体积压裂理论与多级暂堵多缝压裂理论的结合研究。室内工艺优化结果和9口井的现场试验表明,措施后油井的平均单井日增油量2.81t。截至目前,平均单井有效生产天数达252天,增产效果显著。该技术的成功实施运用,为超低渗透油藏重复压裂效果的提高提供了有力的依据。     

环江油田混合水体积压裂试验与应用

鄂尔多斯盆地环江油田长 ８油藏物性较差,前期采用常规压裂技术单井产量低,通过转变改造思路,以“体积压裂”为理念,通过开展压裂地质特征研究、工艺参数优化,初步建立了适合该区的混合水体积压裂工艺优化设计模式,在环江油田长 ８储层定向丛式井组开展矿场试验 １２口井,较常规压裂井日产油提高了 １．２ｔ,增产效果明显。井下微地震监测表明,混合水体积压裂工艺大幅提高了油藏改造体积（ＳＲＶ）,与常规加砂压裂相比提高了 ５～７倍。     

鄂尔多斯盆地安83区块致密油藏老井暂堵混合水体积压裂技术

鄂尔多斯盆地致密油资源丰富,近年来体积压裂技术的进步使该类油藏的单井产量大幅提高,但早期开发的长庆油区安83区块采用常规压裂技术开发,单井产量低,开发效益差。为提高该类型油藏的开发效果,通过分析安83区块致密油藏特征以及开发动态,提出体积压裂技术的研究思路;利用研究区岩石力学、地应力测试及天然裂缝的相关数据,研究实现复杂裂缝网络系统的缝内净压力条件,建立动态裂缝宽度随时间和排量变化图版,并进行暂堵时机、泵注排量和暂堵剂优选等方面的研究,形成缝端暂堵、缝内多级暂堵和大排量、低砂比、大液量滑溜水低粘度液体体系的老井暂堵混合水体积压裂技术。应用效果表明,该技术有效地提高了缝内净压力,在裂缝侧向形成复杂的裂缝网络系统,提高裂缝与基质的接触体积,扩大了侧向剩余油的动用程度;在安83区块C7致密油藏应用100余口井,平均单井产量较压裂前提高4~5倍,有效地改善了安83区块的开发效果。     

鄂尔多斯盆地致密油应力循环压裂技术

鄂尔多斯盆地长7致密油Ⅱ类储层脆性指数低、水平两向应力差较大、天然裂缝不发育,常规混合水压裂难以形成复杂裂缝,单井产量低,为此研发了应力循环压裂技术。通过物模实验明确了该压裂技术增产机理,完成了工艺优化和工具配套。该工艺采用应力循环压裂工具泵注高砂浓度液体,在环空注入净液体,根据压裂过程中地层响应和压力变化,实时控制井底砂浓度和排量,对储层加载循环应力,使储层受到疲劳破坏,实现缝网压裂。现场试验37口井,平均施工规模与常规混合水压裂相当,施工排量仅为常规混合水压裂的一半即可实现多次缝内升压,较对比井有效改造体积增加44.5%,单井日产油量提高1.6 t。     

鄂尔多斯盆地致密油水平井体积压裂优化设计

鄂尔多斯盆地长7致密油储层致密、油藏低压。储层天然微裂缝发育程度和岩石脆性评价表明,盆地致密油储层物性对水平井分段体积压裂具有良好的适应性。以提高水平井多段压裂井网形式和布缝的匹配性为目的,优化了与注采井网相适配的施工参数,结果表明,实现体积压裂的排量为4~8 m3/min,单段砂量40~80 m3,入地液量300~700 m3,并形成了"低黏液体造缝、高黏液体携砂、组合粒径支撑剂、不同排量注入"的混合压裂设计模式。矿场井下微地震监测对比了体积压裂与常规压裂对裂缝扩展形态的影响,结果显示致密储层采用体积压裂的改造体积和复杂指数是常规压裂的2倍左右,且与井网适配性良好。通过开展致密油开发矿场先导性试验,水平井单井初期产量达到8~10 t/d,第1年累计产油量达2 000 t左右,且无裂缝性见水井,证明对于鄂尔多斯盆地的致密油开发,采用水平井五点井网+混合水体积压裂可以获得较高的单井产量和良好的开发效益。该项技术对其他油田的非常规储层开发有一定的借鉴意义。     

杭锦旗锦58井区盒1储层混合水压裂研究与实践

杭锦旗锦58井区属致密低孔气藏,需压裂才能建立有效产能。该井区盒1储层岩石脆性指数高,储层砂体跨度大,层内发育多套气层,气层之间发育有薄泥岩隔夹层;对比国外非常规油气藏开发经验,分析了锦58井区盒1储层混合水压裂的适应性,认为杭锦旗锦58井区具备开展混合水压裂试验的地质条件。结合锦58井区盒1储层特点,优化了混合水压裂施工工艺参数,对压裂液进行了优选,现场试验增产效果较好。     

胜北深层致密砂岩气藏水平井细分切割体积压裂技术

针对胜北区块深层致密砂岩气藏前期直井压裂效果差、难以实现储量有效动用的问题,吐哈油田从2019年起结合区块储层地质特征,以提高储层改造体积、保证裂缝导流能力、降低压裂施工风险为核心,开展了水平井体积压裂工艺技术研究,形成了以"细分切割分段分簇+大规模体积改造+高温混合压裂液体系+高温可溶桥塞+小粒径组合粒径支撑剂+控制...     

武隆区块常压页岩气水平井分段压裂技术

渝东南武隆区块页岩气储层水平应力差较大,高角度裂缝及层理缝发育, 难以形成复杂体积裂缝,低角度裂缝较难开启,裂缝转向难度大,同时储层为常压储层,要实现经济开发难度较大。为此,在分析武隆区块常压页岩气储层压裂改造技术难点的基础上,以提高裂缝的复杂程度、增大储层改造体积为目标,以滑溜水为压裂液,通过优化射孔簇间距、射孔簇长度和簇间暂堵,提高高应力差异系数下裂缝的复杂程度;采用连续加砂工艺和优化压裂规模,提高裂缝导流能力和保证裂缝在页岩气储层中延伸,形成了适用于武隆区块常压页岩气水平井的分段压裂技术, 并在隆页2HF井进行了现场试验,压裂后产气量达9.4×104 m3/d。分析隆页2HF井压裂资料发现,应用该技术可以提高裂缝复杂程度,形成网络裂缝,提高常压页岩气单井产量,从而实现常压页岩气的经济开发。      

微地震监测技术在吐哈油田西山窑油藏蓄能压裂中的应用

西山窑油藏低孔特低渗储层开发过程中产能低、稳产差,采用大液量施工、补充地层能量、提高地层压力的蓄能压裂工艺方法,以达到扩大储层改造体积、增加流体渗流通道的目的;同时加入暂堵剂对天然裂缝及人工裂缝进行暂堵,迫使裂缝转向,避免单一主裂缝沿高渗通道延伸。蓄能压裂工艺方法是致密油储层改造的新探索,需要准确的压裂效果评价技术,微地震监测技术被广泛用于致密油气储层改造效果评价,具有实时性、准确性的特点,可以评价蓄能压裂工艺改造效果。对致密油储层三口井压裂微地震监测实例进行分析研究表明,微地震监测可以有效识别压裂中天然裂缝影响、评价蓄能压裂工艺储层改造以及暂堵转向工艺效果。     

四川盆地威荣区块深层页岩气水平井压裂改造工艺

四川盆地南部威荣区块由于地质条件复杂、最大水平主应力和垂向主应力差异小、水平应力差值大、施工泵压高、敏感砂比低等原因,页岩气水平井的压裂施工面临诸多难题。为此,通过剖析该区深层页岩气水平井的工程地质特征及压裂改造难点,借鉴国内外页岩气水平井体积压裂的技术思路,确定了对该区页岩气水平井实施压裂改造的主体思路及技术对策,并在后续页岩气水平井的压裂改造中加以应用。研究结果表明:(1)威荣区块页岩气水平井采用常规压裂工艺形成的裂缝复杂程度低、整体改造体积偏小,射孔簇有效性难以保证,加砂强度低导致压裂后气井的稳产能力较差,并且难以应对套管变形井的压裂改造;(2)针对该区深层页岩气水平井的压裂改造难点,形成了"超高压、大排量、大液量、缝内暂堵转向、变排量"工艺、"分段多簇射孔优化+大排量"及"缝口暂堵转向"技术、"大排量、高黏度、低砂比、低密度、小粒径连续加砂"工艺和"连续油管快速处理+小直径桥塞、射孔枪分体泵送"的套管变形井压裂改造技术;(3)将所形成的压裂工艺应用于该区块5口页岩气水平井,压裂后获得的页岩气无阻流量平均值为26.11×104 m3/d,改造效果较好。结论认为,该研究成果可以为深层页岩气水平井的压裂施工作业提供借鉴。     

低渗透储层多级转向压裂技术

低渗透储层采用常规压裂工艺改造后,存在压裂改造波及体积小、有效期短和改造效果差等问题。为了提高低渗透油气田增储上产水平,根据油藏地质特点和多级转向压裂起裂机理,研制了溶解度高、溶解速度快、残渣含量少和对储层渗透率伤害小的高性能水溶性暂堵剂,并形成了多级转向压裂技术。在地层压开裂缝后,实时向地层中加入该高性能水溶性暂堵剂形成瞬时暂堵,提高缝内净压力,通过暂堵转向产生微裂缝和分支缝,从而形成复杂的网络裂缝,实现体积改造的目的。多级转向压裂技术在新疆油田X区块应用后,产油量大幅提高,单井日增油量为常规压裂井的2.0倍;稳产时间长,有效期较常规压裂井延长50%。多级转向压裂技术解决了低渗透砾岩储层改造难题,为低渗透砾岩储层开发后期稳产提供了新的技术手段。      

Numerical simulation of hydraulic fracture propagation in tight oil reservoirs by volumetric fracturing

Volumetric fracturing is a primary stimulation technology for economical and effective exploitation of tight oil reservoirs. The main mechanism is to connect natural fractures to generate a fracture network system which can enhance the stimulated reservoir volume. By using the combined finite and discrete element method, a model was built to describe hydraulic fracture propagation in tight oil reservoirs. Considering the effect of horizontal stress difference, number and spacing of perforation clusters, injection rate, and the density of natural fractures on fracture propagation, we used this model to simulate the fracture propagation in a tight formation of a certain oilfield. Simulation results show that when the horizontal stress difference is lower than 5 MPa, it is beneficial to form a complex fracture network system. If the horizontal stress difference is higher than 6 MPa, it is easy to form a planar fracture system; with high horizontal stress difference, increasing the number of perforation clusters is beneficial to open and connect more natural fractures, and to improve the complexity of fracture network and the stimulated reservoir volume (SRV). As the injection rate increases, the effect of volumetric fracturing may be improved; the density of natural fractures may only have a great influence on the effect of volume stimulation in a low horizontal stress difference.     

体积压裂技术在红台低含油饱和度致密砂岩油藏的应用

红台低含油饱和度致密砂岩油藏直井常规压裂增产幅度小、稳产期短,难以形成商业开采价值。为实现该类油藏的增产、稳产以及解决见油周期长的问题,进行了体积压裂可行性评价和实施效果分析,利用形成复杂缝网的体积压裂技术解决增产、稳产难题。在确定影响该油藏体积压裂效果的主要因子（物性和压裂液量）和次要因子（砂量和平均砂比）基础上,优化压裂方式和工艺参数,解决见油周期长的问题,最终形成了分层系水平井开发、控制压裂液量600 m3/段、保持砂量规模60 m3/段,提高平均砂比至22%的体积压裂技术体系。现场试验结果表明,同比相同物性的直井,水平井体积压裂见油排液周期缩短43.6%,日产油提高47.4%,有效期提高25%,为同类油气藏开发提供借鉴。     

页岩气水力压裂裂缝缝网完善程度概论

受页岩气实际储层条件和施工工艺技术的限制,相同或相近的改造体积内的人工裂缝网络分布状态千差万别。仅用改造过的页岩气藏体积(SRV)进行改造效果的表征和评价,有可能导致评估认识上的偏差甚至错误。为此,利用人工裂缝扩展数值模拟技术和产能数值模拟技术,研究了人工裂缝和天然裂缝的空间分布状态、改造过的页岩气藏内部的压力状态和采出程度,提出了页岩气缝网、理想缝网、页岩缝网完善程度3个概念。研究成果表明:(1)在开采结束时,各目标区域根据被改造过页岩气藏内气体采出程度和生产时间,可以划分成"改造相对完善区""改造过渡区"和"改造不完善区"等3类;(2)缝网最终形态参数和储层特性是影响缝网完善程度的两个主要因素,对于特定的气藏在井眼轨迹给定的情况下,人工裂缝的方向、长度、导流、高度和空间位置是影响页岩气缝网完善程度主要因素。结论认为,页岩气水力压裂裂缝缝网完善程度理论的提出,丰富了页岩储层改造技术理论体系,对致密油气等其他非常规储层裂缝系统的表征也具有借鉴作用。