低渗透油田水平井压裂改造技术研究与应用

围绕低渗透油田开发技术问题,为攻克水平井规模应用的瓶颈技术,突破储层改造技术难题,开展了水平井低渗透储层改造技术攻关,包括水平井对低渗透油藏的适应性研究、水平井与井网的匹配关系研究、压裂改造基础研究、水力分段射孔压裂研究、机械分段压裂技术研究、限流压裂技术研究,初步形成了水平井分段压裂配套技术,主体关键技术研究已经取得突破性进展。现场试验63口井,最高单井改造后产量达到相邻直井的4.2倍,取得了很好的改造效果,积累了大量的现场经验,为在低渗透油田大规模应用水平井创造了条件。     

PSK多级滑套水力喷射分段压裂技术的应用——以镇北油田水平井为例

目前各油田应用的水平井分段改造技术中,水力喷射分段压裂技术由于入井工具较少、现场施工简单,近年来在长庆油田低渗透油藏水平井得到了广泛应用。但前期水力喷射钻具效率较低,施工中换钻具次数较多,影响了水平井试油压裂速度。文中在调研各大油田水平井水力喷射分段压裂技术的基础上,通过工艺改进和现场应用,形成了PSK多级滑套水力喷射分段压裂技术。现场试验表明,该套工具性能稳定,能够实现水平井多段有效分压,单趟钻具能够施工5~6段,大大缩短了施工周期,提高了施工效率。     

水平井滑套分压工艺技术及现场应用

针对目前国内外低渗透油田水平井压裂改造工艺复杂、工艺可靠性差的现状,研究试验了水平井滑套分段压裂工艺及配套技术,经现场试验及应用,该管柱性能可靠,满足水平井分段压裂要求.水平井选层压裂工具总成实现了坐封、工作、解封全过程液压动作,由其组成的工艺管柱入井工具少,性能稳定,并形成了事故卡井打捞配套技术,使施工更加安全可靠,是一种先进的水平井分段改造工艺技术.     

水平井分段压裂技术在牛圈湖油田的应用

针对牛圈湖西山窑油藏低孔、低渗、低压、直井单井产能低的特点,进行了水平井分段压裂研究。开展了压裂方式、压裂配套工具、压裂液体系研究,实施了K341-98 封隔器+ 桥塞隔离分段压裂工艺及配套技术现场试验,成功实现了三段射孔段卡封分层的规模改造。结果表明:K341-98 压差式封隔器能适应压裂施工需要,压裂液体系与地层具有较好的配伍性,施工参数合理,该压裂技术可满足牛圈湖低渗油藏改造需要,油井单井产能由压裂前的无产能达到直井产量的3 倍,使油田得以有效动用,为国内类似油田压裂改造提高开发效果提供了借鉴。     

水力喷射环空加砂压裂在薄互层水平井的应用

采用分段压裂工艺投产的水平井面临窜槽、造缝单一、油层改造不彻底等技术难题,直接制约着水平井压后产能。介绍了水平井连续油管水力喷射环空加砂分段压裂工艺的原理及现场应用实例。现场试验表明,连续油管水力喷射环空加砂压裂工艺,对需要实施大排量、大规模体积压裂的薄互储层水平井具有很好的增产效果,为改善低渗透油田开发效果提供了新的技术支撑。     

水平井不动管柱多级水力喷砂分段压裂技术

针对目前国内外超低渗透油藏水平井压裂改造工艺复杂、工具应用效率低和可靠性差的现状,设计了不动管柱多级水力喷砂分段压裂工具,研发了投球式滑套喷射器与封隔器,将多套喷射器串接,施工时通过投球的方式逐级打开各级喷射器和封隔器,实现射孔及压裂。该工艺管柱具有井下工具少、不泄压投球等特点,能够不动管柱一次性完成水平井3层段分段压裂。现场试验结果表明,该工艺管柱性能可靠,提高了分段压裂改造成功率和施工效率,是一种先进、安全、可靠、高效的水平井分段改造工艺技术。该水力喷砂分段压裂技术为改善水平井开发低渗透油田效果提供了工程技术保障。     

致密砂岩气藏水平井固井滑套分段压裂工艺

鄂尔多斯盆地大牛地气田属于典型的低孔、低渗致密砂岩气藏,水平井分段压裂是经济高效开发气田的关键技术。针对现有水平井裸眼封隔器分段压裂工艺无法控制裂缝起裂位置、二次改造困难等问题,探索了固井滑套分段压裂工艺在大牛地气田的适应性,阐述了该工艺的技术原理、工具组合和工艺特点,并开展现场应用和压后分析。现场应用情况表明:固井滑套分段压裂工艺不仅能够实现水平井定点压裂,而且施工效率高,能够实现一天压裂改造10段。此外,该工艺采用环空压裂施工,施工摩阻低,工具性能好,施工成功率高,在大牛地气田以及国内其他致密低渗油气田具有较好的推广应用价值。     

封隔器滑套分段压裂关键工具研制及应用

根据低渗透油气藏体积改造工艺提出的大排量、高液量、高砂量、形成复杂缝网的技术要求,开展了裸眼封隔器滑套分段压裂技术配套关键工具的研制与试验工作。开发了耐高压复合式封隔器和新型可分解压裂球2种关键工具。复合式封隔器整体结构更紧凑,通径更大,裸眼适应性更好。与传统复合材料球相比,新型可分解球具有承压指标高、可自行分解无需回收等优点。与吉林油田合作在莫里青致密油藏开展压裂工具的现场试验工作。试验中完井管柱下入顺利,封隔器坐封动作正常,可分解球入座、起压、承压正常,压裂施工参数达到设计要求,压裂液返排时无残留物。现场试验结果表明,压裂工具完全满足非常规油气藏体积改造工艺的技术要求。     

安塞油田水平井水力喷射分段压裂技术研究

安塞油田三叠系存在"低渗、低压、低产"等地质特征,传统压裂工艺一般压裂1～2层,平均单井日产液量3.5 m3左右,单井改造效果较差,且选用直嘴+封隔器的简单压裂管柱施工,施工周期一般在10天左右,施工周期较长。安塞油田引进了水平井水力喷射分段压裂技术,对水平井水力喷射分段压裂机理、水力喷射及分层压裂中诸多参数进行了优化,并在现场进行了试验。2011—2012年此项技术在安塞油田成功应用22井次。该技术施工针对性强,工艺简单方便,适用各种完井方式及固井质量差的井况,为安塞油田及其它区块储层低渗油气藏水平井水力喷射及压裂改造工艺的实施奠定了基础。     

水平井全通径分段压裂工艺在川西气田的研究和应用

由于常规Y341套管封隔器分段压裂,压裂液返排不够通畅,影响了返排及压裂改造效果。通过调研评价全通径压裂工艺技术,优选连续油管拖动底封分段压裂工艺、K344封隔器分段压裂工艺等全通径分段压裂工艺进行现场试验。介绍了这两个工艺的原理、特点及现场试验情况,对现场试验结果进行了分析。     

低孔低渗储集层探井低伤害压裂技术研究与应用

水力压裂有助于正确、快速评价低孔低渗储集层的特性。但这类储集层对外来液体非常敏感，如果压裂设计或施工不当容易造成伤害，将影响正确认识储集层。从最大限度地认识与评价低孔低渗储集层的角度，针对探井压裂与开发井压裂的不同，在综合分析塔里木、华北、吉林、青海、玉门及长庆等探区对探井低孔低渗储集层压裂成败的基础上，提出探井低伤害压裂技术体系：与伤害相关的室内实验与分析评价；新型低伤害压裂材料研制；低伤害压裂工艺设计技术；配套的低伤害工艺措施。该技术体系在国内重点探区的现场试验取得了理想效果，2003年对华北油田留西探区深层低丰度油藏探井路45井低孔、特低渗、低电阻率油层进行压裂试油，使该探区近年来获得首次突破。图1参12     

水力压裂微地震裂缝监测技术及其应用

水力压裂形成的裂缝渗透率和导流能力是影响压后效果的重要因素。利用裂缝监测技术可以分析裂缝扩展规律．优化指导压裂设计。由于该技术可监测裂缝生成、评价压裂效果,为调整压裂设计和油气田开发方案提供参考依据．对低渗透油藏增产具有十分重要的意义。文中首先阐述了水力压裂微地震裂缝监测技术的原理和特点．其次结合某油田水力压裂微地震资料,通过反演微地震震源位置信息,推断出每次压裂产生的裂缝参数,并进行了水力压裂裂缝发育和演化的过程预测．研究结果表明,水力压裂微地震裂缝监测技术可以用于指示裂缝位置、分析裂缝发育情况,并辅助微地震位置精确反演,指导水力压裂施工作业。     

低碳烃无水压裂液体系构建及性能评价

非常规油气储层采用水基压裂液压裂施工过程中,易对储层造成二次伤害,并且浪费大量的水资源。因此,室内以正己烷为基液,通过优选合适的交联剂和胶凝剂,研制了一种低碳烃无水压裂液体系,并对其综合性能进行了评价。结果表明：低碳烃无水压裂液体系具有良好的耐温抗剪切性能、黏弹性能和携砂性能,能够满足现场加砂压裂施工的需求。体系的破胶性能良好,加入2. 4%的破胶剂醋酸钠破胶2. 5 h后体系黏度可以降低至10 mPa·s 以下。此外,压裂液体系破胶后对储层岩心的渗透率伤害率小于10%,具有低伤害的特点。低碳烃无水压裂液体系现场应用效果较好,SS-Y2井压裂后日产油量显著提高,达到了压裂增产的目的。研制的低碳烃无水压裂液体系在非常规油气储层压裂施工领域具有较为广阔的应用前景。     

低渗致密油藏水平井缝网压裂裂缝参数优化

水平井缝网压裂在提高低渗致密油藏水平井产能、延长稳产时间方面发挥了重要作用。目前,针对低渗致密油藏缝网压裂裂缝参数优化的研究还很少,且普遍没有考虑储层的低渗特点。为此,文中考虑了启动压力梯度和井筒摩阻的影响,采用Eclipse数值模拟工具,建立了缝网压裂的模型;并运用正交试验设计优化思路,以黄陵长6浅层低渗透致密储层为基础,开展了水平井缝网压裂裂缝参数优化研究;分析了缝网特征对缝网压裂改造效果的影响,为缝网压裂裂缝参数优化提供了一套完整思路。黄陵地区现场应用了11口井,均取得了良好效果,为低渗致密油藏水平井缝网压裂设计提供了有效指导。     

前置酸加砂压裂新工艺试验研究及现场应用

通过整合酸压和加砂压裂技术优势，集成为前置酸加砂压裂工艺技术。该工艺技术主要通过酸液溶蚀提高储层渗透性、抑制粘土矿物膨胀、溶解压裂液滤饼及残胶、酸压缝内填充支撑剂提高导流能力等4个方面的作用来提高改造效果。结合不同试验区储层特征，优选了酸液体系，创造性地形成了与长庆低渗透储层特点相适应的前置酸加砂压裂工艺技术，在镇53等5个区块共计试验百余口，取得了较好试验效果，为长庆低渗油田的改造提供了一项新技术措施。     

二氧化碳压裂增产技术在低渗透油田的尝试

本文介绍了二氧化碳压裂增产技术的基本原理及其特点，分析了永乐油田葡萄花油层前期3口试验井压裂效果，为低产低渗透油田的增产改造技术探索了新途径。近年来，新兴的CO2压裂技术在低渗透油层增产过程中见到较好的苗头，2004年，在永乐油田葡萄花油层试验了3口井，见到较好效果。     

水平井多级多缝加砂压裂技术研究与应用

川西低渗透气藏存在异常高压、储层品质差、气井控制半径小、产量递减快、气藏整体采收率低等问题,难动用储量占有较大的比例.直井开发效益差,无法实现效益开发.水平井分段压裂开发是低渗透气藏实现提高单井产能的重要手段.文章在水平井分段压裂适应性分析及人工裂缝参数优化的基础上,针对川西低渗透气藏工程地质特征,通过对工具改进和工艺的优化,创造性的将常规水平井分段压裂与限流压裂技术相结合,形成水平井多级多缝加砂压裂工艺.XS21-4H和XS21-11H井等14口井的现场试验对比结果分析表明,多级多缝压裂工艺在节约施工成本的同时,大大提高了加砂压裂改造效果,单井最高增产倍比达到6.7倍,经济效益显著,具有较好的现场推广价值.     

热污水压裂液技术研究及应用

低渗透高凝油藏压裂开采的一个难点是冷伤害,热压裂液技术是一项有效的技术措施。热污水压裂液技术是一项简便可行的技术,其具有成本低廉,配置方便,与地层配伍性强等特点。但是,油田回注污水含有固体杂质、油及细菌易对储层造成伤害,且矿化度高、pH值低、含有大量的二价金属离子易造成交联性能差,与压裂添加剂配伍性差等特点。本文从分析油田回注污水的性质出发,分析了热污水配置压裂液的难点,提出了解决思路并通过试验优化出了热污水压裂液的最佳配方.用试验的方法对热污水压裂液体系的性能进行了测试,试验结果显示交联耐温性能、破胶性能均满足压裂施工需求,伤害性能与清水压裂液相近,最后进行了现场应用获得了成功。本研究为低渗透高凝油的压裂开采提供了一套切实可行的方法。     

超低渗透油藏水平井压裂优化及应用

鄂尔多斯盆地超低渗透油藏储层致密、物性差、孔喉细微,是典型的低压、低渗、低丰度油藏,超前注水和水平井分段压裂技术可提高其开发效果.文中以最具代表性的华庆油田长6超低渗透油藏为研究对象,结合注采井网根据水平并段与注水井的相对位置,将常规压裂和体积压裂进行组合设计,在距离水线较近的井段实施小规模压裂,距离水线较远的井段实施大规模体积压裂.该方案的实施,在减小早期水淹风险的同时进一步扩大了储层改造体积,提高了人工裂缝和井网、注水的适配性.同时,开展了8口水平井新型压裂设计的矿场试验,与采用常规压裂设计的邻近水平井相比,试油产量提高20 m3/d左右,投产初期3个月累计产油量提高184t,含水率较低且保持稳定.