致密气藏中压裂水平井的动态分析

将水平井与无限导流裂缝的物理模型相结合 ,获得了预测压裂水平井产能的简单方法 ;系统地分析了影响水平井产能的主要因素 ,其中包括水平段长度、气层厚度、地层渗透率的各向异性以及人工裂缝的裂缝半长等。研究表明 ,在渗透率低于 0 .1× 10 - 3μm2 的致密气藏中 ,压裂裂缝表现为无限导流裂缝的假设是合理的 ;对于给定的气藏 ,存在最佳的水平段长度 ;裂缝半长对产能具有较大影响 ;水平井压裂适用于气层分布稳定、厚度较小、具有一定垂向渗透率的气藏。     

杭锦旗地区致密气藏石英砂替代陶粒可行性实验研究

为了满足鄂尔多斯盆地杭锦旗地区低成本压裂改造的需要,根据杭锦旗地区不同区块闭合压力特点,开展了不同岩板对长期导流能力的影响、不同粒径对长期导流能力的影响、石英砂铺砂浓度的界定以及石英砂替代陶粒导流能力分析等实验研究工作。结果表明：1)在相同的闭合压力加载条件下,长期导流能力大小与石英砂所占支撑剂比例呈负相关;2)随着闭合压力加载时间的延长,支撑剂破碎和嵌入程度逐渐严重,30 h以后,人工裂缝导流能力损失明显;3)石英砂与陶粒的混合比例为2∶8,3∶7和4∶6时,其导流能力均满足闭合压力为35～50 MPa的要求,能够实现用石英砂替代陶粒而达到降低压裂成本的目的。以上成果认识,对杭锦旗地区石英砂替代陶粒压裂改造及实现低成本战略具有一定指导意义。     

多学科协作搞好致密气藏多裂缝压裂

致密砂岩，页岩中非常规天然气资源占世界天然气资源的确１／４，但开发技术和工艺是一个难点，莫比乐石油公司在德国西北部成功地完成了一次多裂缝的水力压裂，使气产量比初期投产时提高２００万倍。本文综述了有关的思路及做法。     

新场气田须五致密气藏缝网压裂技术

新场气田须五气藏为砂泥岩互层致密气藏,具有储层埋藏深、非均质性强、裂缝局部发育、含水特征明显、多层叠置等特征,自然产能低,经济开发难度大。为解决该问题,在深入研究该气藏的工程地质特征的基础上,借鉴国内外页岩气体积压裂改造理念,以经济压裂为核心,研究形成了以低成本高性能组合压裂液体系、大排量双通道注入管柱及缝网压裂优化设计方法为核心的缝网压裂集成技术。21口井的现场应用情况表明,该集成技术针对性较强, 能使储层产能充分释放, 技术方案合理可靠, 为须五致密气藏的经济高效开发提供了的技术支撑。      

鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏混合水体积压裂技术

以长X为代表的致密油藏储量大,分布稳定,是长庆油田5 000×104t上产、稳产的重要接替资源。该类油藏由于储层致密、物性差,前期改造效果差,提高单井产量难度大。近年来,体积压裂技术的成功运用,使得国外致密油气藏获得成功开发。文章阐述了通过理论研究,结合压裂监测、测试压裂分析、压后产量等分析手段,优选了压裂液体系、合理组合压裂配套工具和优化了压裂工艺参数,在国内首次探索性地开展了混合水体积压裂技术攻关试验,取得了成功和较好的效果,为鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏的有效改造开辟出一条新途径。     

红台区块致密气藏压裂工艺技术研究与应用

针对红台致密气藏低压低渗致密气藏自然产能极低、常规加砂压裂改造方法达不到满意增产效果的现状，通过压裂技术创新与进步，研究形成了一套适合储层特征的压裂改造技术体系，并在红台气藏得到成功应用，压前产量为压后产量的7～14倍，增产效果和经济效益显著，为高效、经济开发红台区块致密气藏提供了可靠的技术保证，同时为类似气藏的开发提供了成功的经验。     

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。     

高压致密气藏压裂技术研究与应用

巴喀油田柯柯亚区块气藏埋深3100～3900m,为特低孔、特低渗储层。该区块储层常规试油资料表明,储层钻井污染较重。常规试油求产天然气产量均较低,通过酸化解堵后产气量也达不到工业油气流标准,必须进行压裂改造。由于气藏地层属高温高压地层,进行水力压裂很容易发生砂堵,极大限制了气藏的有效开发。针对吐哈油田深层致密气藏储层增产改造的技术难点,开展了醇酸酸化处理技术、低浓度陶粒段塞技术、不同粒径陶粒组合技术、分层压裂改造技术、施工排量优化技术、裂缝缝长优化技术、高温延迟压裂液体系、快速返排技术并进行了现场试验,成功实施6口井,取得了较好的应用效果,为深层高压致密气藏的压裂改造提供了技术思路。     

松北致密气藏压裂裂缝扩展形态及压裂参数优化

松北深层致密气藏沙河子储层属超深致密气藏、纵向呈多小层分布且小层发育薄。为了提高单井产量,针对沙河子组储层水平应力差大,天然裂缝不发育等不利条件,开展基于沙河子储层物理模拟和相关数学模拟的基础研究,建立了沙河子组致密气藏复杂裂缝判断图版并形成对应的体积压裂工艺优选技术,实现了不同区块、不同岩性储层的针对性改造。现场试验14口井,5口井试气产量超过10×10⁴ m³,压后工业气流井占比71%,整体提高了松北深层气井的开发效果。研究成果为大庆油田勘探储量的提交以及有效开发提供了有力的技术支撑,同时对国内其它相似油田的开发生产具有借鉴指导意义。     

吐哈油田深层致密气藏压裂技术研究与应用

吐哈油田致密气藏一般埋深3100-3900m,砂岩孔隙度3.1～8.4%,平均5.9%;渗透率一般小于0.05～3.61×10-3μm2,为低孔特低渗储层,常规试油求产天然气产量很低,仅为1000m3/d左右,达不到工业生产要求,必须进行压裂改造。由于气藏地层温度87℃～105℃,压力系数1.1,属高温高压地层,进行水力压裂很容易发生砂堵,极大限制了气藏的有效开发。针对吐哈油田深层致密气藏储层增产改造的技术难点,工程技术人员开展了相应的技术对策研究并进行了现场试验,成功实施6井次,取得了较好的应用效果,为深层高压致密气藏的压裂改造提供了技术思路。     

致密气藏防水锁易返排滑溜水研究与应用

吉林油田致密气储层微纳米级孔隙发育,喉道窄小且连通性差,属低孔低渗储层。随着气藏的长期开发,地层压力、产能的逐渐降低,水锁伤害的影响逐渐显现,导致压后返排难度大,加之黏土的膨胀运移与堵塞,进一步降低了储层有效渗透率,严重制约了气藏采收率的提高。针对此问题,研发了防水锁易返排滑溜水压裂液体系,该体系主要由减阻剂XY-205、纳米微乳助排剂与黏土稳定剂XY-63组成。实验证明该体系具有速溶与低黏特性,能够满足快速连续混配要求,减阻率能够能达到70%以上,表面张力比常规气井滑溜水降低40%以上,利于致密气井压后助排,且能够较好地抑制黏土膨胀,对地层伤害小。该滑溜水对岩心的伤害率为9.45%,24 h岩心渗透恢复率接近90%,解除水锁伤害程度较高。该滑溜水体系在致密气区块现场应用4口井,压裂成功率100%,压后返排率提高2倍以上,试气效果显著,具有较好的大规模推广应用前景。      

致密气藏防水锁易返排滑溜水研究与应用

吉林油田致密气储层微纳米级孔隙发育,喉道窄小且连通性差,属低孔低渗储层。随着气藏的长期开发,地层压力、产能的逐渐降低,水锁伤害的影响逐渐显现,导致压后返排难度大,加之黏土的膨胀运移与堵塞,进一步降低了储层有效渗透率,严重制约了气藏采收率的提高。针对此问题,研发了防水锁易返排滑溜水压裂液体系,该体系主要由减阻剂XY-205、纳米微乳助排剂与黏土稳定剂XY-63组成。实验证明该体系具有速溶与低黏特性,能够满足快速连续混配要求,减阻率能够能达到70%以上,表面张力比常规气井滑溜水降低40%以上,利于致密气井压后助排,且能够较好地抑制黏土膨胀,对地层伤害小。该滑溜水对岩心的伤害率为9.45%,24 h岩心渗透恢复率接近90%,解除水锁伤害程度较高。该滑溜水体系在致密气区块现场应用4口井,压裂成功率100%,压后返排率提高2倍以上,试气效果显著,具有较好的大规模推广应用前景。     

基于致密砂岩气藏初始含水饱和度的水锁伤害评价

针对现有的水锁伤害评价方法不适用于致密气藏岩心的现状,建立了基于初始含水饱和度情况下的抽真空饱和水锁伤害评价方法,完成一种塔里木油田聚磺钻井液滤液对岩心的水锁伤害实验,并通过使用气测渗透率的方法,测定污染前后岩心的渗透率变化,计算钻井液滤液对岩心的水锁伤害程度的方法。该实验方法可以对比初始含水饱和度条件下岩心的气体渗透率和束缚水饱和度条件下的气体渗透率变化情况,相对于常规方法更加符合气藏的实际状况。实验过程中,设计了致密砂岩气藏较低初始含水饱和度的建立方法。另外,开展实验评价了抽真空饱和时间、气驱返排时间、气驱流速等对抽真空饱和法的影响。用建立的实验方法测定了塔里木油田聚磺钻井液滤液对致密岩心的水锁伤害程度为54.83%~72.73%。      

用返排液作基液的压裂液配方研究

为解决压裂返排处理水重复利用的问题,探讨了压裂返排处理水对胍胶压裂液的影响。针对胍胶压裂液在高矿化度水中溶胀和交联效果差的难题,通过优选耐盐胍胶PA-G、研制螯合调节剂PA-CR以及合成有机硼交联剂PA-CL,优化出一套适应于压裂返排处理水重复配制压裂液的配方。实验表明该配方可满足90 ℃耐温耐剪切要求,具有以下功能:①优选的耐盐胍胶PA-G溶胀速度快,黏度高,0.3%含量下5 min即可达到30 mPa·s;②研制的高效螯合调节剂,由有机碱、EDTA、有机膦酸盐和聚合物组成,可有效螯合钙、镁离子,可将含1500 mg/L钙镁离子高矿化度水的pH值调节至10以上时不发生沉淀;③研制的有机硼交联剂具有延迟交联功能。      

致密砂岩气藏水锁损害及解水锁实验研究

塔里木油田B区块目标层段为白垩系巴什基奇克组,井深大于6000m,储层岩性致密,孔隙度分布在1.0%~9.4%,渗透率分布在0.011×10-3~8.56×10-3μm2,孔隙度与渗透率关系较差,储层总体孔隙发育程度低,渗透率差,非均质性严重,微裂缝发育,毛细管力高,黏矿物含量高,在完井及压裂过程中极易受到水锁损害。基于该区块地质特征分析潜在水锁损害及水锁空间,发现毛细管水近乎占据了储集空间的一半,气相渗流极其困难。使用DSRT-II型低渗敏感性评价试验仪,应用岩心流动实验从宏观角度分析水锁损害,采用核磁共振T2谱测试,从微观角度定量分析水锁损害程度,结果表明该区块水锁损害使渗透率降低99%,液锁量90%以上,主要分布在微孔隙0.01~250nm中,水锁损害严重。结合水锁损害机理与室内实验研究,优选解水锁剂,借助毛细管自吸实验、核磁共振测试、渗透率损害率评价,进行解水锁实验研究。结果表明,优选的解水锁剂SATRO-1和HUL能有效降低毛细管力,减小自吸侵入深度,并有助于小孔喉液体返排。      

致密气藏压裂高效返排工艺技术

通过对低渗致密油气藏压裂液返排机理的研究,得出压裂后压裂液返排的影响因素除了基本地质特征外,主要还有压裂液的水锁伤害、启动压力和返排压差。在此基础上,通过研究提出了低渗致密油气藏压裂后高效返排的技术对策,即以高效返排压裂液和压裂液强化破胶为技术核心,以纤维加砂、液氮伴注、工艺优化和压裂后返排控制为关键技术,实现低渗致密油气藏压裂后压裂液的高效返排。高效返排工艺技术在川西地区致密气藏应用取得了良好的效果,缩短了返排时间,提高了压裂液的返排率和返排效率,降低了压裂液对储层的伤害,保证了压裂改造的效果。     

考虑复杂裂缝网络的致密油藏水平井体积压裂改造效果评价

提高储层压裂改造效果对经济有效开发致密油藏至关重要,评价压裂改造效果需要考虑复杂裂缝网络分布特征。基于微地震数据,采用分形随机缝网生成算法反演得到了次生裂缝分布特征,考虑压裂水平井近井地带的物性变化,建立了压裂水平井多区渗流数学模型,并进行了求解。基于该模型研究了次生裂缝复杂程度对流体流动的影响,研究结果表明:次生裂缝复杂程度对整个流动阶段均有较大影响,分形维数越大,产油量越高;改造带宽越大,拟稳态窜流早期线性流、双线性流持续时间越长;次生裂缝分布的压裂改造区域是生产早中期的主力区域,其产油量贡献度也最大;实际生产过程中应尽量增大改造区域体积,并使与改造区域不相邻区域的体积最小,以提高生产井的早期产油量、最大程度地提高储层采收率。研究结果可为致密油藏体积压裂效果评价及压裂优化设计提供理论依据。      

致密气藏压裂用防水锁剂的性能评价

为了确保防水锁剂在低压强亲水致密气藏的水力压裂中发挥其应有的功能,需要评估其载体和使用环境 对其性能的影响。研究了3 种不同类型的防水锁剂——氟碳阴离子表面活性剂FCY137、氟碳非离子表面活性 剂FCF102 及纳米FC-ST 降低表面张力和改变岩心润湿性能力,通过对比在不同黏度、APS加量、矿化度、pH值 下溶液的性能,筛选出性能最佳的防水锁剂,并通过自吸实验、吸附性能实验、渗透率同比恢复实验评价了优选 防水锁剂在压裂液体系中防水锁能力。研究结果表明,在室内常规条件下,氟碳阴离子表面活性剂FCY137、氟 碳非离子表面活性剂FCF102 及纳米FC-ST均能显著降低表面张力,增大接触角,有效降低毛管力。纳米FC-ST 在破胶液黏度小于4 mPa·s、120 ℃以内、APS加量为0.5 g/L、矿化度为100 g/L 以及pH≤11 的情况下,能较好地 保持性能稳定,满足常见低压强亲水致密气藏的普遍需求,综合性能优于氟碳阴离子表面活性剂FCY137 和氟碳 非离子表面活性剂FCF102。纳米FC-ST滑溜水体系可以显著降低毛管力,有效减少水的侵入;相较于普通助排 剂,该体系能有效降低近井地带吸附量;该体系有50%以上的渗透率同比恢复率,相较于常规防水锁剂、助排剂, 载体及环境因素对体系性能影响小,预防水锁性能显著。     

武隆区块常压页岩气藏低成本压裂技术

武隆区块常压页岩储层能量低,产量较低,实现效益开发难度大,为此,开展了低成本压裂开发技术研究。在分析武隆区块压裂改造技术难点的基础上,进行了诱导应力计算、压裂裂缝模拟和压裂费用对比,优化了压裂段长、簇数和压裂施工参数,优选了压裂材料和压裂设备,形成了“短段长+单簇滑套+低黏滑溜水+低成本石英砂+高砂比连续加砂”的压裂施工工艺,并在武隆区块A 井进行现场试验。通过应用无限级滑套完井工艺和实时调整现场压裂参数,A 井压后产量与同平台“中等段长+密切割+全陶粒支撑剂”压裂井产量相当,压裂成本降低52.8%,并实现了单井单日8 段压裂施工。低成本压裂技术为武隆区块常压页岩气的效益开发提供了新的技术途径。