墩塘低渗透油田压裂工艺技术研究与应用

压裂作为一种储层改造方法自问世以来已获得广泛的应用。对于低渗透油藏，压裂既是改善井底流通性的过程，又在一定程度上近井地层造成了损害。因此，为了增加油层向裂缝的供油面积，提高裂缝导流能力和减少压裂过程对油层的损害，就必须考虑施工影响因素，这包括压裂液和添加剂的选择、裂缝导流能力及支撑剂的应用、缝长、缝宽等裂缝参数、裂缝形态与方位等。本文针对墩塘油田的地质特点和开采方式，阐述压裂改造在墩塘低渗透油藏开发中的重要作用。     

水平压裂裂缝形成机理及监测——以七里村油田为例

压裂裂缝形态对低渗透油藏的生产影响较大。为了判断低渗透油藏人工压裂裂缝形态,采用公式计算、Kaiser效应地应力实验、微地震识别结合现场生产效果分析及监测等手段,研究了七里村特低渗透油藏压裂水平缝的形成机理及形成条件,并验证了水平缝的形成。结果表明,当浅层油藏垂向主地应力最小时,压裂产生水平缝,深层油藏压裂则更容易产生垂直缝;压后产量增加明显、微地震直接显示水平缝特征,以及生产中不存在二次压裂过程中压裂液窜层返排,均验证了七里村油田浅层压裂产生水平缝;通过将公式计算、室内实验、微地震检测等结果与压裂前后产量变化、现场施工结果加以综合分析,能够判断并监测水平缝。该研究成果适用于同类低渗透油藏压裂水平缝的监测。     

具有裂缝的低渗透砂岩油藏数值模拟技术

在低渗透砂岩油藏中的天然或人工裂缝分析研究的基础上，描述了不同类型裂缝的特点，进而提出相应类型的数值模拟技术，其中包括低渗透砂岩油藏开启缝中应用双孔介质模拟技术、低渗透砂岩油藏闭合缝／人工缝中应用平面渗透率级差及过井人工裂缝反映天然裂缝的方向性非均质模拟技术；并对压裂井产能与人工裂缝(裂缝的长度、条数)的关系进行了分析，同时对压裂井产能模拟提出了合理的建议。     

低渗透油藏压裂水平井裂缝优化研究

针对低渗透油藏压裂水平井裂缝参数难确定的问题,在某低渗透油藏概念模型的基础上,结合裂缝性低渗透油藏的实验研究,运用油藏数值模拟方法,对压裂水平井的裂缝参数包括裂缝方位、裂缝位置、裂缝条数和非均匀裂缝长度等影响因素进行了优化研究。研究结果表明,在概念模型的基础上,考虑直井注水水平井采油的井型组合时,水平采油井走向应垂直于最大主应力方向,且裂缝方位应平行于最大主应力;裂缝最优缝数为3条,且裂缝最优间距为水平井水平段长度的0.23～0.30倍;对于非均匀裂缝长度的3条裂缝,中间缝较长两端缝较短的部署方式为最优。通过本次数值模拟研究发现,低渗透油藏压裂水平井的裂缝参数确实存在最优情况,实际油田应根据不同的模型类型考虑优化各裂缝参数。     

低渗透油藏不同类型油井产能对比

利用势的叠加原理分别建立了直井、水平井、分支水平井、压裂直井、压裂水平井的产能预测模型,针对低渗透油藏不同油层厚度、油层渗透率、水平井长度、分支长度(裂缝半长)和分支数目(裂缝条数)对上述5种井型产能变化规律进行了研究,分析了不同类型油井在低渗透油藏中适应性。研究结果表明:低渗透油藏中,所有井型产量随油层厚度和渗透率的增加而增加。但压裂水平井产量增幅逐渐减缓,其他4种井型的产量近似线性增加。水平井长度是决定水平井产量的重要因素,增加分支长度和裂缝条数分别是低渗透油藏提高分支水平井、压裂水平井产量的重要途径。     

低渗透油藏长缝压裂直井稳态产能预测模型

低渗透油藏长缝压裂直井已在现场获得广泛应用,但目前仍缺乏适用于其工程应用的快速、准确的产能预测模型。为此,根据低渗透油藏长缝压裂直井周围地层渗流情况,运用保角变换原理与双线性渗流理论,建立了低渗透油藏压裂裂缝无限与有限2种导流能力下、考虑启动压力梯度长缝压裂直井稳态产能预测模型,通过与现场实例对比验证了模型的准确性,并利用该产能预测模型计算绘制了油井IPR曲线,分析了裂缝参数对长缝压裂油井产能的影响。结果表明:新建产能预测模型与现场实例基本相符,误差均小于9%,说明模型的准确性较高;长缝压裂直井压裂缝长对产能的影响程度大于裂缝导流能力对产能的影响;当压裂缝长一定时,长缝压裂直井裂缝存在最佳导流能力。     

马西深层低渗透油藏人工裂缝及重复压裂设计研究

根据现有资料选择岩心观察、常规测井、微地震波测试、油藏数值模拟等方法对马西深层低渗透致密砂岩油层裂缝体系及其分布特点进行了研究,提出了深层低渗透砂岩油藏在注水开发过程中应遵循的原则.同时对马西深层油藏49口井、103井次的压裂作业效果进行了分析,对低渗透油藏开发后期重复压裂井的选井、选层条件以及影响因素进行了研究,对合理、高效地开发低渗透油藏具有一定的借鉴和指导意义.     

马西油田低渗透裂缝油藏压裂效果分析

根据现有资料选择岩心观察、常规测井、微地震波测试、油藏数值模拟等方法对马西深层低渗透致密砂岩油层裂缝体系及其分布特点进行了研究,提出了深层低渗透砂岩油藏在注水开发过程中应遵循的原则。同时对马西深层油藏49口井、108井次的压裂作业效果进行了分析,对低渗透油藏开发后期重复压裂井的选井、选层条件以及影响因素进行了研究,对合理、高效地开发低渗透油藏具有一定的借鉴和指导意义。     

低渗透油田堵水转向压裂新技术研究与应用

针对低渗透油藏随着注水开发,使得人工裂缝和天然裂缝沟通能力进一步增强,导致油井含水率逐渐上升,产能逐渐下降,甚至水淹的油井,经过常规重复压裂和酸化改造后效果不佳的情况。重点研究堵水与转向压裂相复合,形成了堵老缝压新缝的堵水转向压裂新技术。通过研究重复压裂的造缝机理,量化造新缝的可能性及条件,实施了现场应用试验,取得了较好效果,从而验证了新技术的可行性。该项技术在低渗透油田注水开发中,挖潜油层能力,延长低含水采油期,具有极为重要的现实意义。     

低渗透油藏五点井网压裂产能计算及其影响因素

低渗透油藏压裂开发产能影响因素研究对经济有效地动用低渗透储量具有重要的理论和实际的指导意义.以低渗透油藏压裂开发的非线性流动特征和物理概念为基础,建立了反映低渗透油藏五点井网压裂过程的物理模型,推导出考虑启动压力梯度的产能公式.通过实例计算,研究了裂缝长度、裂缝角度、导流能力和启动压力梯度等因素对压裂产能的影响.结果表明,裂缝半长越长产能越高,当裂缝半长大于60m时,对产能的影响较小;裂缝的导流能力越大产能越高,但是当裂缝导流能力超过60μm2·cm时,产能增加不明显;压裂裂缝角度小于30°时效果较好,裂缝角度继续增加,则产能下降明显;启动压力梯度越大,产能越小.因此压裂井在投产时,应合理优选压裂缝半长、裂缝角度和导流能力.     

长庆低渗透油田重复压裂技术研究

从理论研究了低渗透油藏重复压裂的造缝机理,通过模拟实验分析了长庆低渗透油藏重复压裂的造缝现象,研究结果表明：产层经初次水力压裂后,近缝地层孔隙压力变化和支撑裂缝产生的诱导应力场将改变原始地应力场,从而导致重复压裂改向;重复压裂裂缝的启裂会改向,但其延伸扩展方向依然取决于地应力状态。通过重复压裂的理论计算及模拟试验,可为合理改造低渗油藏提供科学依据。     

低渗透油藏压裂水平井井网优化方法研究

采用压裂水平井井网是开发低渗透油藏的有效手段,但此类井网的缝网参数较多,注水开发使得渗流规律与油水分布更为复杂,诸多参数存在交互作用,井网优化难度增大。针对压裂水平井缝网参数优化过程中面临的问题,按照从局部到整体,从主要到次要的研究思路,分析裂缝半长与裂缝密度对压裂水平井单井产能的影响规律;然后根据裂缝参数技术界限,以最大采出程度和净现值为目标,研究了注采井距、水平段长度、水平井裂缝半长、注水井裂缝半长、排距等缝网参数对目标值的影响规律及相应机理,得出了缝网参数的最优组合,为低渗透油藏压裂水平井网优化提供了方法和借鉴。     

小龙湾粗面岩油藏高温压裂液

通过对辽河油田小龙湾低渗透裂缝性粗面岩油藏的特点、压裂层温度场变化特点及储层潜在伤害因素的分析,结合油层压裂改造需要,筛选出适用于该油藏的压裂液配方体系.通过破胶性能、流变性能、滤失试验、压裂液滤液伤害试验研究及现场应用,证实该高温压裂液适合小龙湾低渗透裂缝性粗面岩油藏压裂需求.     

沙南低渗砂岩油藏水力压裂效果评价

基于修正后的三维水力压裂模型，研究了沙南低渗砂岩油藏不同地层渗透特性对水力压裂裂缝长度或导流能力的影响，分析了目前水力压裂效果和最优缝长。结果表明，地层有效渗透率越大，水力压裂增产比越低，经济效益越低。     

国内外低渗油气藏压裂技术现状及发展趋势

低渗透油藏的有效开发已成为国内外油田开发的重大课题之一，70年代压裂技术应用于低渗油藏储层改造，迄今为止，低渗透油藏油层压裂技术在各个方面得到了发展：从重视基础研究使压裂设计实现优化并向三维模拟设计发展；压裂液向无害化方向发展；支撑剂向包层方向发展；压裂工艺技术则多种多样，以适应不同的需要。文中综述了国内外低渗透油藏油层压裂技术在这些方面的发展现状与水平，提出了国内低渗透油气藏压裂技术发展方向的建议。     

交错排状射孔配合分层压裂工艺效果分析

在低渗透油藏的压裂改造过程中,当缝长增加到一定程度时,再单纯依靠增加缝长来提高油藏产量,无论是增产效果还是经济效益都已经不明显;为此,利用定向射孔来控制裂缝起裂方位,依据射孔方位和最大主应力方向在一定夹角条件下裂缝会转向的原理,通过控制射孔方位迫使初始裂缝转向,最终在同层内形成两条相互独立的裂缝,进一步提高油层的动用程度,扩大泄油面积。通过分析试验井的试排产量,该工艺可有效提高区域内的单井产量。     

压裂水平缝油井产能数值模拟研究

为了预测低渗透油藏中的压裂水平缝油井产能，建立了一套完善的二维单相油藏线性渗流数学模型，同时采用有限差分法对数学模型求解，把数学偏微分方程离散化，然后对该方程求解，实现对压裂油井生产动态模拟，并编制相应的模拟程序，分析了低渗透油藏水力裂缝参数对油井产能的影响。结果表明，当裂缝半长一定时，裂缝的渗透率对油井的累计产能影响较大，在产油天数一定的情况下，裂缝长度的大小对累计产液量的影响不是很大，此结果对压裂增产方案优化设计及选择具有一定的指导作用。     

压裂工艺技术在腰滩油田的应用

水力压裂是低渗透油藏储层改造的主要工艺措施之一。针对腰滩油田低渗透油藏特点开展了区块整体压裂工艺技术研究，优选了适合强水敏油藏的低伤害、低滤失、低摩阻、低残渣压裂液；筛选与地层裂缝相适应的支撑剂；根据井网布置，以经济效益为中心优化裂缝参数；采用防止裂缝向下延伸、封隔器＋填砂的选择性压裂或薄互层的笼统压裂工艺、前置加陶粒降滤工艺等区块整体压裂工艺方案，同时在实施过程中全方位的监督和实时数据采集、分析诊断、后评估，现场应用后取得明显效果，使腰滩油田低渗透油藏采油速度得到大幅度的提高。     

特低渗透油藏开发压裂技术

介绍靖安油田长6油藏开发地质特征和开发压裂试验区的试验方案优化设计，重点分析开发压裂实施效果，讨论开发压裂技术对特低透油藏开发的适用性与可行性。认为对于非均质性较强的特低渗透油藏，实施开发压裂有利于实现井网与人工裂缝的合理匹配，即可保证单井控制足够的经济可采储量，又能充分满足持低渗透油层加大压裂规模的要求，并易于在压裂缝的侧向建立有效压力驱替系统，提高油藏的注水波及系数及最终采收率。开发压裂技术在特低渗透油藏具有较高的推广应用价值。     

油藏数值模拟在双河油田压裂设计中的应用

在双河油田压裂方案优化中,综合应用了油田地质、油藏工程、经济评价、压裂施工参数及压裂施工方式选择,以及国内外低渗透油田开发的成功经验。尤其是油藏数值模拟,为优化设计提供了技术依据和评价压裂改造的可实施性。应用油藏数据模拟,模拟不同缝长下的压后累积产量,确定最佳支撑缝长,然后裂缝模拟软件设计实现最佳支撑缝长所需的施工规模及裂缝尺寸。经现场实施,监测的裂缝尺寸和历史拟合的裂缝尺寸与设计的裂缝尺寸基本符合,取得了较好的压裂效果。