压裂返排液回用处理技术研究及应用

基于页岩气井压裂返排液返排量大、成分复杂、处理难度大等问题,以处理后回用配压裂液为目标,研发了混凝沉降-精细过滤-膜深度处理压裂返排液处理工艺,并根据工艺设计制造压裂返排液处理设备一套。将该工艺及设备用于宜探1HF井压裂返排液处理,处理后的返排液所配制的减阻水满足现场压裂施工技术要求,实现了页岩气水力压裂清洁生产。     

涪陵页岩气田水平井井筒积液诊断技术研究

在页岩气田开发中气井由于受压裂液入地量高的影响,水平井在后期开采过程出现了不同程度的压裂液返排,部分气井已出现井底积液严重,甚至水淹停产的现象。针对涪陵页岩气井的生产特征,对涪陵页岩气田气井临界携液流量模型系数进行优化,结合气井生产动态特征判断和流压探液面法综合判断建立了井筒积液预警系统,涪陵页岩气田两百多口水平井井底积液诊断显示实际符合率在75%以上。     

涪陵页岩气田压裂配套工艺现状及思考

涪陵页岩气开发潜力巨大,压裂是页岩气提高单井产量、改善开发效果和提高采收率的重要途径之一。总结分段压裂改造、压裂液体系、泵送桥塞与射孔联作技术等技术,认为长水平井分段压裂、重复压裂、同步压裂、裂缝监测技术以及"井工厂"压裂模式是当前页岩气压裂施工工艺的主体,清水压裂液和复合压裂液是应用最广泛的压裂液体系。要进一步提高压裂施工的经济和社会效益,必须提高改善页岩气渗流条件的程度,降低页岩气压裂对环境的影响。     

页岩气措施返排液重复利用技术研究

页岩气主要通过采用大规模减阻水多级分段压裂获得。减阻水压裂会产生大量的返排液,返排液若直接排放会对周边的生态环境造成一定的影响,必须对其进行有效处理。如果能够实现对返排液中减阻水压裂液的重复利用,就可减少对环境的污染、降低开采成本、节约水资源,研究其处理方法具有极大的技术价值和经济价值。根据页岩气措施液性能要求,在仔细分析返排液性质的基础上,评选出絮凝剂、杀菌剂等水处理药剂,筛选出适合返排液重复利用的减阻剂,在焦页8-2HF和焦页12-3HF井应用中取得较好的效果。     

页岩气井井筒流动模拟与携液模型研究

为了明确不同井型页岩气井井筒流动规律和临界携液流量计算方法,采用数值模拟手段,模拟页岩气水平井井筒流动,获得不同井型气井携液机理与积液规律。优选了振荡式冲击携液模型作为页岩气水平井临界携液气量计算模型,并进行模型验证。结论认为,数值模拟结果能够有效反映气井携液过程,振荡式冲击携液模型诊断结果符合实际,可为气井合理配产、管柱优选和排采工艺介入时机提供指导。     

基于正交试验分析理论的页岩气初期产能预测新方法——以涪陵焦石坝为例

页岩气主要采用长水平井分段压裂模式进行开发,初期测试产能同时受地质参数及压裂施工参数的影响。分类统计并用厚度加权平均法计算处理单井地质、工程相关参数,采用正交试验分析理论进行多因素敏感性分析,确定影响页岩气水平井初期产能的主控因素,利用多元线性回归建立页岩气水平井初期产能预测模型,并以此模型预测新钻页岩气水平井初期产能,具有较高的页岩气井产能预测精度。在我国首个页岩气勘探开发示范基地四川盆地涪陵焦石坝区块地质条件分布稳定的主体区80多口页岩气水平井进行了应用,预测结果与实测结果对比,相对误差15%,现场实用性强。     

涪陵页岩气压裂试验参数对产能的影响分析

页岩气作为一种重要的非常规能源,具有资源潜力大,开采寿命长等优点。目前,涪陵页岩气田已成功开发,涪陵页岩气藏自身的独特性决定了其产能的影响因素的复杂多样性。对气田内压裂完成的20余口水平井的试验参数及试气产量进行了统计,对比评价了不同水平段长度、不同簇间距、压裂段数、规模、方位角、不同压裂材料等试验参数对水平井压裂后产能的影响,为后期有效优化设计和指导页岩气水平井分段压裂施工提供依据,为实现涪陵页岩气田大规模高效开发提供技术支撑。     

考虑压裂液渗吸的压后压裂液返排的数值模拟

压后压裂液返排是水力压裂施工过程中的关键步骤,在非常规致密储层中压裂液的渗吸现象不容忽视．基于油水两相渗流理论、伯努利方程和连续性方程,建立考虑压裂液渗吸的返排数值模型,通过数值计算获得返排过程中的压力和排量等数据;根据支撑剂回流模型计算压裂液返排临界出砂流量,基于控制支撑剂回流和压裂液快速返排的原则,设计一套返排制度优化方法．将数值模拟结果与中国大庆油田LX3井实际返排数据对比验证,对长庆油田M87井进行返排工作制度设计,并分析了地层产出液黏度和初始地层压力对压裂液返排的影响．结果表明：返排过程中存在地层流体向裂缝渗流现象,原始地层压力改变对压裂液返排影响明显,而地层产出液的影响甚微．LX3井返排流量和井口压力的数值计算结果与现场监测结果基本相符,平均误差分别为13.8%和15.5%,验证了返排数值模型的准确性较高,可用于指导现场压裂返排施工设计．     

页岩层理裂缝的阵列感应测井评价方法与应用

页岩气水平井层理裂缝发育程度是影响压裂效果和产能的关键因素之一。传统的层理裂缝评价方法在页岩气水平井中难以使用,基于阵列感应测井资料的页岩气水平井层理裂缝评价方法利用阵列感应计算压裂分段各段的阵列感应动态偏差标准差,根据标准差的大小评价层理裂缝的发育程度,评价结果显示阵列感应动态偏差标准差较大的井段,层理裂缝较发育,其实际加砂量也较高,可用于优化压裂分段,调整压裂方法,提高加砂量,提升储层孔缝沟通及渗透能力,提高页岩气井单井产能与采收率。     

致密油体积压裂耦合渗吸产能预测模型

致密/页岩油储层在进行大型水力压裂时,注入压裂液返排率平均仅为10%,压裂液滞留在地层中通过渗吸作用置换储层中的原油,从而达到提高单井产能的目的.为了表征压裂液滞留与渗吸采油在压裂水平井中的复杂作用,从渗吸机理出发,建立了水平井体积压裂耦合渗吸产能预测模型,模型中通过引入基质与裂缝间的毛管力来修正窜流项,表征渗吸作用,同时考虑启动压力梯度来描述基质的低渗特性.通过Laplace变换和Stehfest数值反演方法对模型进行求解并完成模型验证,研究了致密油压裂过程中压裂液滞留量、储层岩石润湿性以及启动压力梯度对体积压裂水平井产能的影响机制.研究结果表明,较高的压裂液滞留量和较小的启动压力梯度有利于提高生产井产能;油湿性储层应减弱毛管力作用,而水湿性储层应增强渗吸的作用,以提高油井生产能力.致密油压裂水平井渗吸产能计算模型为渗吸采油以及致密储层的开发提供了理论依据.     

非均匀分段压裂水平井产能计算

为考虑非均匀分布裂缝对水平井产能的影响,在保角变换的基础上,引入局部坐标系,建立非均匀分段压裂水平井的产能计算模型,考虑裂缝不同长度、不同间距、同水平井呈一定夹角及裂缝间的相互干扰对产能的影响,对红河地区3口分段压裂水平井产能进行计算,并同郎兆新等建立的模型进行对比,结果显示模型具有更小的误差,但对输入参数要求更高.     

一种新型乳液降阻剂钻塞液配置方法及应用

川南泸县区块页岩气开发多采用水平井泵送桥塞分段压裂方式，提高页岩气井采收率进行储层改造，钻塞施工是关键一环。研究一种新型乳液降阻剂钻塞液配置方法，通过流程优化和调整乳液降租剂与返排液(或清水)的配比，得到在线配液方式下乳液降租剂比清水或返排液为1/1 000时，达到400L/min排量下施工泵压48～50MPa(高排量低泵压)的需求，较大的排量能为钻塞提供更大的动力，易于携带碎屑出井，为钻塞施工的顺利完成提供支撑。     

低渗气藏水平井分段压裂间距优化设计方法

水平井分段压裂已经成为低渗透气藏开发的必需手段,其中分段间距对压裂施工和压后效果具有较大影响。不同于以往采用数值模拟的手段,在总结了直井压后生产效果和经验后,综合考虑水平井分段压裂后的产能和应力干扰两方面的因素,给出水平井分段间距优化的计算方法。在水平井压裂后的产能至少应大于裸眼产能的前提条件下,假设地层内气体线性流进裂缝后,径向流进井筒,推导出计算压裂最大分段间距的计算公式。同时,利用压裂时裂缝周围产生的应力干扰理论,可确定出水平井压裂时的最小分段间距。运用这两种计算方法,最终确定出水平井分段压裂间距的最大和最小范围。通过计算实例进一步表明所提出的方法比较适用于现场压裂的快速设计。     

新沟致密油藏水平井分段压裂参数优化研究

水平井分段压裂工艺能够扩大单井控制储量范围,提高单井产能,降低措施费用,在新沟致密油藏有较好的适应性,但是工艺参数的优化对于实现水平井分段压裂的经济有效开发具有重要意义。通过计算新沟致密油藏的极限泄油半径,提出了分段间距优化,结合水平井分段压裂人工裂缝形态模拟及产能分析,提出了新沟水平井分段压裂参数优化方案。     

涪陵页岩气井焖井时间与产能关系分析

涪陵页岩气井压裂后,多数井经历了3天以上的焖井,再进行钻塞后放喷排液、测试求产。随着焖井时间的变化,气井初始产能相差较大。根据调研资料表明,焖井期间人工裂缝内压裂液滤失、微裂缝沟通、页岩浸泡等因素共同影响近井地带的储层物性,进而影响气井产能。进一步统计、分析涪陵页岩气井焖井时间与压裂液返排率、气井初始产能的对应关系,认为焖井20天以上能大幅度改善气井近井地带储层物性,提高单井产能。     

低渗透气藏分段压裂水平井非稳态产能模型

针对压裂水平井产能预测模型未考虑地层流体直接流入水平井筒问题,研究应用气体不稳定渗流公式和势的叠加原理,把每条裂缝和水平井筒均看成由无数个点汇组成,建立考虑地层流体直接流入水平井筒情况下,裂缝与水平段同时生产时的低渗透气藏水平井分段压裂完井非稳态产能预测模型,讨论不同气藏基质渗透率情况下裂缝参数对压裂水平井产能的影响.实例计算结果表明,在不同基质渗透率下,优化出的水平井分段压裂完井裂缝参数不同,基质渗透率越低,累积产气量越小,需要压开的裂缝越多,缝长与间距的比值越大.所建模型有利于指导物性不同的储层裂缝参数的优化,可为低渗透气藏水平井分段压裂优化设计提供理论依据.     

基于产气指数的页岩气井无阻流量预测方法

通过对涪陵页岩气田页岩气水平井气层无阻流量影响因素研究,定义含气指数、压裂改造指数、产气指数经验公式,建立基于产气指数的页岩气井无阻流量计算新模型。在涪陵页岩气田页岩气井130多口井应用表明,无阻流量平均计算误差小于20%,产气性评价符合率达到91.6%,该方法可为国内其他页岩气探区产能预测提供借鉴。     

水平井大规模分段压裂施工工艺配套与应用

目前,在国内外页岩气藏及致密砂岩油藏等非常规油气资源开发中,主要采用长水平井分段实施大规模加砂压裂来形成多裂缝,沟通天然裂缝,为油气移运创造通道,以提高油气井单井产能。通过对相关技术攻关,形成了施工设备组配优化、压裂液快速配制、支撑剂连续输送、高低压流程控制、数据采集与远程控制等大规模压裂施工配套技术,基本能满足施工排量大、施工规模大、作业时间长、一次压裂多段的施工要求。"交叉式"压裂施工,为下步"井工厂"压裂施工奠定基础。     

大牛地水平井临界携液气量计算模型

受生产管柱倾斜角和水平段长度的影响,气藏水平井中垂直段、倾斜段、水平段的携液能力存在较大差异,只取其中某一段的临界携液流量值作为水平井的携液临界流量并不符合实际情况,会引起水平井筒积液,增加气层的回压,影响气井正常生产。针对此情况设计水平管和倾斜管临界携液模拟实验。结果表明,水平段临界携液气量计算采用K-H波动理论模型,倾斜段临界携液气量采用修正的携液模型计算,倾斜段的临界携液气量大于水平段和垂直段,最终得到合理的水平井连续携液模型。     

大牛地气田水平井同步破胶技术研究（42）

针对大牛地气田水平井分段压裂段数多、作业时间长、压裂液滞留地层时间长对地层伤害大等问题,开展胶囊破胶剂及过硫酸铵破胶机理研究,分析破胶剂加量比例与加入方式对水平井储层改造效果的影响.根据储层特征及压裂施工情况,对不同温度场下各段破胶剂比例进行优化,优化结果基本达到同步破胶的目的,返排率较前期明显提高.