大川中沙溪庙致密砂岩储层支撑裂缝导流能力的影响因素

目的增加裂缝导流能力,提高致密砂岩气的压裂增产稳产效果。 方法为了探究加砂压裂技术在大川中沙溪庙致密砂岩储层改造中的适应性,针对该储层的特点,采用API裂缝导流能力测试仪,考查了支撑剂类型及粒径、铺砂浓度、闭合压力及压裂液类型对支撑裂缝导流能力的影响。 结果相同粒径陶粒的支撑裂缝导流能力大于覆膜石英砂和石英砂,但覆膜石英砂的导流能力受闭合压力的影响最小;0.106~0.212 mm石英砂与0.212~0.425 mm覆膜石英砂的不同组合支撑剂粒径(质量比分别为1∶4、1∶1和4∶1)支撑剂导流能力下降幅度相比单一支撑剂更加平缓。支撑剂组合为4∶1的裂缝导流能力高于1∶4和1∶1组合,在高闭合压力条件下接近0.212~0.425 mm覆膜石英砂用作单一支撑剂时的裂缝导流能力。在低闭合压力条件下,增加铺砂浓度促使导流能力明显增大。而随着闭合压力的增加,这种影响程度逐渐减弱。支撑剂采用(0.106~0.212 mm石英砂)∶(0.212~0.425 mm覆膜石英砂)用量为4∶1的组合支撑剂,当闭合压力为41.4 MPa时,清水压裂破胶液处理后的液测导流能力较质量分数为3% 的KCl降低25.43%,返排压裂破胶液处理后的液测导流能力较质量分数为3% 的KCl降低58.34%。 结论实验结果指导了现场压裂支撑剂类型、粒径以及铺砂浓度等施工参数的选择,在四川盆地川中沙溪庙组致密气储层进行现场应用,获得了较好的压裂增产效果。      

双壳型覆膜支撑剂DSCP的研制及现场试验

压裂深层页岩气井时,要求所用支撑剂具有良好的抗压强度和导流能力。为了寻找一种抗压强度高、导流能力好且价格适中的适用于高闭合压力油气井压裂的支撑剂,以酚醛树脂、多元醇聚合物和固化剂等为原材料,采用物理表面涂覆和化学改性相结合的方法,按照一定质量比制备了双壳型覆膜支撑剂DSCP。DSCP内壳的主要成分为酚醛树脂,用于提高抗压强度;外壳的主要成分是惰性合成树脂,在进一步提高抗压强度的同时,提高支撑剂的导流能力。室内评价了DSCP的抗压强度、导流能力等性能,结果为,DSCP在压力69和86 MPa下的破碎率分别为1.21%和2.35%,在温度90 ℃、压力90 MPa下的导流能力为3.12 mD·cm,表明其具有良好的抗压强度和导流能力。现场试验表明,相较于使用陶粒压裂的水平井,在达到相同压裂规模和相当工艺参数的前提下,使用DSCP时支撑剂费用降低30%左右。研究结果表明,DSCP能够在高闭合压力井压裂中使用,具有较好的推广应用前景。      

通道压裂支撑裂缝影响因素分析

为了检测通道压裂所能提供导流能力大小及裂缝的有效性,利用某地层构造的砂岩、页岩进行室内导流能力测试。实验结果表明:通道压裂纤维用量为0.6%比较合适;支撑剂粒径对裂缝的导流能力影响较弱,在相同铺砂浓度下,不同粒径间支撑剂的导流能力差别很小;铺砂浓度对通道压裂导流能力影响较大,大量的支撑剂嵌入对低铺砂浓度导流能力伤害较为明显,高闭合压力下易造成明显的导流能力损失;陶粒、石英砂、覆膜砂3种支撑剂,在相同铺砂浓度下,随着闭合压力的增加,导流能力逐渐下降,覆膜砂的导流能力优于陶粒、石英砂;在相同铺砂条件下,支撑剂在砂岩中的嵌入程度高于页岩,导致其导流能力低于页岩中的导流能力。同时全面分析总结了在通道压裂中,影响支撑剂嵌入的各种因素,从而对优化通道压裂具有一定指导意义。     

一种树脂覆膜砂支撑剂的研究及现场应用

讨论了制备用作压裂支撑刺的树脂覆膜砂使用的树脂和固化剂的选择、包胶设备及工艺。选用软化点〉80℃、富含酸基并中和成盐、在水中易乳化的改性双酚A环氧树脂和中温固化的潜伏型固化刺，制备了树脂覆膜石英砂。该覆膜砂的导流能力在闭合压力〉15MPa时明显高于原始石英砂。〉40MPa时与52MPa陶粒相当或略好；该覆膜砂的52MPa和70MPa破碎率远小于石英砂，仅为3．01％和7．00％，浊度、圆度、球度、酸溶度均好于石英砂。井深3750m、油层温度130℃、原始压力系数高达1．8的某油井，1987年用普通陶粒压裂后投产，返吐砂量0．544m^3；1988年用普通陶粒压裂酸化后，砂面高于人工井底45．35m；2003年压裂中使用该覆膜砂38m^3，压裂后未返吐砂。产油量增加，有效期已超过6个月。图2表2参5。     

支撑剂嵌入对煤岩水力裂缝导流能力的影响

为了研究煤层气井压裂中支撑剂嵌入对裂缝导流能力的影响,应用FCES-100裂缝导流仪,针对不同类型支撑剂嵌入对煤岩裂缝导流能力的影响进行了测试.实验表明,与砂岩地层不同,煤层的硬度较小,在较小的闭合压力下压裂中支撑剂嵌入情况较严重,导致导流能力降低.10 kg/m2铺砂浓度下,闭合压力为35 MPa时石英砂嵌入对导流能力的影响最大,此时导流能力下降36.4%,闭合压力为25 MPa时核桃壳嵌入对导流能力的影响最大,此时导流能力下降34.8%.当煤层闭合压力低于20 MPa时,应该优先选择核桃壳作为支撑剂;当煤层闭合压力高于25 MPa时,应优先选择石英砂作为支撑剂.所得出的结论对今后煤层气的研究工作及现场施工具有一定的指导意义.     

高强度低密度树脂覆膜陶粒研究

本文报道了一种低密度高强度树脂覆膜陶粒支撑剂的制备方法,讨论了酚醛树脂含量和偶联剂含量等及对覆膜低密度陶粒圆球度、密度、酸溶解度、破碎率及导流能力的影响,并采用覆膜低密度陶粒进行了现场试验。结果表明:树脂覆膜低密度陶粒比覆膜石英砂的视密度和体积密度分别降低8.1%和11.2%,69 MPa下二者的破碎率分别为1.7%和8.1%,树脂覆膜低密度陶粒的圆球度更好,短期导流能力能提高一倍以上。依据实验结果提出了树脂覆膜支撑剂对油导流能力高于对水导流能力的机理。采用树脂覆膜低密度陶粒在温米油田进行现场试验5井次,平均单井增油13.5们,含水下降7.9%。     

多孔莫来石基低密度高强度支撑剂的制备及性能

目前常用的树脂复合型压裂支撑剂多存在圆球度差、抗破碎能力低、树脂用量大、成本高等不足,为解决该问题,研制了多孔莫来石基复合型低密度高强度陶粒支撑剂。通过测试支撑剂用FT酚醛环氧树脂改性前后的性能,确定了制备该支撑剂的最佳树脂质量分数和树脂含量;采用压汞分析和扫描电子显微镜对该支撑剂的显气孔率、气孔孔径分布和微观形貌进行了分析,讨论了该支撑剂的增强作用机制。结果表明:树脂的质量分数为35%时,陶粒浸渍体的体积密度最大(1.18 g/cm3),树脂的充填效果最佳,显气孔率与浸渍前的陶粒相比下降了约62%,树脂与陶粒基体相互穿插构成了网络结构,使其抗破碎能力提高;当陶粒浸渍体包覆树脂含量为5%时,颗粒表面包覆的树脂层可完全封闭陶粒浸渍体,显气孔率降低至1.06%,其视密度为1.90 g/cm3,在52和69 MPa闭合压力下的破碎率分别为2.17%和2.81%,达到行业和企业标准的技术要求。      

页岩气网络压裂支撑剂导流特性评价

页岩气水平井长缝网络压裂支撑剂铺置浓度低,嵌入伤害大,导流特性与常规油气藏不同,与北美页岩气水平井中短缝压裂也有明显差异。为评价不同类型支撑剂在低铺砂浓度下的导流特性,采集龙马溪组地层页岩露头制作试验岩样,使用 FCES-100 裂缝导流仪对陶粒、石英砂、覆膜砂3种类型支撑剂在不同粒径、不同铺砂浓度和不同闭合压力条件下的导流特性进行了评价。结果表明:支撑剂类型、闭合压力和铺砂浓度对页岩支撑裂缝的导流能力影响较大;中高闭合压力和低铺砂浓度条件下,覆膜砂的导流能力最大,陶粒次之,石英砂最小。评价结果可为页岩气ESRV（effective stimulation reservoir volume）网络压裂裂缝导流能力的优化、支撑剂的优选和压裂设计提供依据。      

石英砂陶粒组合支撑剂导流能力实验研究

为优选现场压裂设计25~35 MPa 闭合应力下支撑剂，使用FCES-100 裂缝导流仪根据SY/T 6302—2009 推荐方法测量了长庆现场用陶粒和石英砂破碎率和导流能力、石英砂与陶粒不同体积比混合导流能力，以及石英砂后尾追不同比例陶粒导流能力。结果显示:不同闭合应力下石英砂与陶粒组合体积比为1∶1，2∶1，3∶1 时，石英砂后尾追陶粒导流能力大于石英砂陶粒均匀混合导流能力，闭合应力越高，差距越明显，相同条件下优选尾追型；混合型和尾追型石英砂和陶粒体积比均为1∶1 时，混合型导流能力接近尾追型。闭合应力35 MPa 储层，选用1∶1 混合型或尾追型，考虑成本因素建议选择尾追型2∶1； 闭合应力25 MPa 储层考虑成本推荐3∶1 尾追型；闭合应力20 MPa 储层推荐4∶1 尾追型。25~35 MPa 闭合应力下支撑剂组合中陶粒占比达到50% 即可提供足够导流能力，其值可作为陶粒使用上限。实验数据为现场闭合应力在25~35 MPa 储层支撑剂的优选提供了重要依据。     

硅烷偶联剂对石英砂压裂支撑剂短期导流能力的影响研究

水力压裂是油气增产的重要开采方式,石英砂压裂支撑剂是水力压裂法施工时使用的关键材料。由于石英砂压裂支撑剂短期导流能力低,因而不能使油气的产量增加。通过硅烷偶联剂改性提高了石英砂压裂支撑剂短期导流能力。采用四种硅烷偶联剂,包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙烯基三甲氧基硅烷(A171)、乙烯基三乙氧基硅烷(A151)、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A172),对70-140目石英砂压裂支撑剂进行改性,研究了闭合压力为10～60 MPa时不同种类硅烷偶联剂对样品短期导流能力的影响。结果表明,当硅烷偶联剂相同时提高闭合压力,造成短期导流能力持续降低。当闭合压力相同时,KH570和A172所得样品短期导流能力分别为最高(54.18～6.19μm²·cm)和最低(36.41～2.21μm²·cm),A171和A151所得样品短期导流能力在前两者之间,分别为49.23～5.21μm²·cm和42.38～4.91μm²·cm。该研究结果能有效提高石英砂压裂支撑剂短期导流能力,可为制造高短期...     

陶粒砂支撑剂压裂工艺在志丹探区的应用

水力压裂是低渗-特低渗油田的主要增增产措施,志丹探区属低渗-特低渗油田,油井主要生产层位为三叠系延长组。延长组油层埋藏探,岩石致密,平均孔隙度10.48%,渗透率4.49×10^-3μ,含油饱和度46%,物性差,采用水力压裂求产,以往以石英砂作为支撑剂,由于石英砂圆度,球度低,破碎率高,闭合压力低,导流能力较低,从而影响油井产量,故引进性能较好的陶粒砂为支撑剂进行水力压裂,从而达到油井增产的目的。     

压裂裂缝充填覆膜支撑剂控水增油实验

压裂裂缝内的支撑剂通常用于防止裂缝闭合,而通过拓展附加功能的覆膜支撑剂增加了透油阻水能力,通过"荷叶原理"利用疏水材料在支撑剂表面覆膜制备一种新型控水增油支撑剂,该覆膜支撑剂充填到压裂裂缝内使其具有水相低导流能力和油相高导流能力。研究先利用填砂模型对覆膜支撑剂层的透油阻水能力进行测试实验,再利用大型的3D驱油设备进行水平井压裂裂缝内分别充填常规支撑剂和覆膜支撑剂的水驱油开发实验。结果表明:覆膜支撑剂层的透油阻水能力皆优于常规支撑剂层;当驱替压差小于0.4 MPa时,透油阻水能力略有提高且阻水效果增加超过10%;此外,压裂裂缝内充填覆膜支撑剂的3D驱油开发实验最终采收率比充填常规支撑剂的提高3.95%。     

致密碳酸盐岩储层水力加砂支撑裂缝导流能力实验研究

水力加砂压裂效果在一定程度上取决于裂缝的导流能力,对于致密碳酸盐岩储层,受地层岩性、支撑剂类型及闭合压力的影响,裂缝导流能力下降较快,影响采出程度,如何在高闭合压力下合理地选择压裂所用支撑剂,对致密碳酸盐岩储层水力加砂压裂设计非常重要。运用多功能裂缝导流能力测试分析系统,选用不同类型的支撑剂,进行致密碳酸盐岩水力加砂支撑裂缝导流能力评价实验。结果表明,对于中强、高强陶粒支撑剂,随着闭合压力的增大,大粒径(16/30目)中强陶粒支撑剂导流能力下降速度明显高于中等粒径(20/40目)中强陶粒支撑剂导流能力;当闭合压力超过69 MPa时,两者相差不大;而这2种粒径的高强陶粒支撑剂的导流能力则相差较大。组合粒径高强陶粒支撑剂的导流能力与16/30目单一粒径高强陶粒支撑剂的导流能力接近,但是单一粒径高强陶粒支撑剂的破碎率大,对地层的伤害也大;在高闭合压力下,对不同组合粒径高强陶粒支撑剂的导流能力进行了实验测定,优选出最佳的组合粒径高强陶粒支撑剂,其组成为16/30目(60%)+20/40目(20%)+30/50目(20%)。     

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。     

基于支撑剂破碎率预测裂缝导流能力的新方法

支撑剂裂缝导流能力是储层水力压裂设计的重要参数。对于同一种支撑剂而言,闭合压力越大其形变和破碎现象就越明显,也影响裂缝导流能力。基于不同闭合压力条件下的破碎率与导流能力实验结果,建立了依据破碎率预测裂缝导流能力的方法;考虑5种影响因素,设计了破碎率与导流能力的正交试验,得到了其主控因素;针对实验结果,利用Matlab软件进行多元回归分析,得到不同粒径支撑剂导流能力预测方程。结果表明：闭合压力对支撑剂的破碎率、导流能力的影响最大,其次为支撑剂粒径、铺砂浓度、温度、闭合时间;新的支撑剂裂缝导流能力预测方法结果与实际测试结果平均误差仅为3.06%,预测结果较好;利用该方法进行导流能力预测可进一步降低实验成本。研究结果可为现场压裂设计支撑剂优选、导流能力预测以及降本增效提供技术参考。     

不同类型支撑剂组合导流能力实验研究

根据大庆长垣内部油田聚合物驱油井使用多种支撑剂组合的实际情况,运用FCES-100裂缝导流仪,对不同类型支撑剂组合导流能力进行了实验研究,以石英砂为主体,尾随不同比例的核桃壳或树脂砂,发挥出不同类型支撑剂的优势,以获得最大导流能力为目标,优化出了支撑剂组合的最佳比例,并从理论上做出解释,研究结果对矿场压裂设计合理尾随比的确定具有重要的指导意义。实验结果表明,不同类型支撑剂组合的导流能力随闭合压力的增加都有很大程度的下降,当闭合压力达到40MPa时导流能力已降至很低;石英砂尾随核桃壳其体积比为85%∶15%时支撑剂组合的导流能力最大,石英砂尾随树脂砂时随着树脂砂所占比例的增加支撑剂组合的导流能力逐渐增大。     

压裂覆膜石英砂沉降机理研究及压裂施工排量优化

采用压裂覆膜石英砂压裂施工具有环保压力小、储层二次伤害低,节能、成本低等特性.压裂覆膜石英砂具有低密度、自悬浮及降摩阻等技术特性,能够采用地层水、清水、返排液等液体进行携砂压裂的一种覆膜砂.通过对压裂覆膜石英砂开展室内性能检测及实验评估,同时结合不同油藏地质特征及现场实际需求,优化出压裂施工排量与"储层埋藏深度、管柱内径大小、支撑剂浓度以及支撑剂粒径"四者的相关性,优化出"埋深、管柱、砂浓度、粒径"四位一体的压裂施工排量优化方案,指导青海油田清水压裂在不同区块措施改造方案的优化及改进.     

预固化树脂覆膜砂的研究

开发了一种制备预固化树脂覆膜石英砂支撑剂的方法。石英砂加热至110～350℃，置于混砂机内搅拌。依次往石英砂中加入偶联剂、树脂和增韧剂。搅拌10～20s后，加入固化剂使其表面覆膜树脂开始固化。搅拌60～120S后，加入硬脂酸钙。继续搅拌60～180s后，覆膜石英砂颗粒流动自如。冷却、过筛即可得到树脂覆膜石英砂。讨论了树脂的种类和含量、偶联剂和增韧剂对石英砂表面光滑度、圆度、球度、密度、酸溶解度、破碎率及导流能力的影响。石英砂被覆膜树脂后同中密度的陶粒支撑剂（52MPa）相比，具有密度小、酸溶解度低、抗破碎能力强和短期导流能力好等特性。预固化树脂砂的价格和施工成本都比陶粒低，现场施工已证明。使用预固化树脂砂不仅提高了原油产率，而且延长了压裂后的时效性，是一种具有发展前景的压裂支撑剂。     

支撑剂铺砂方式对其导流能力影响研究

本文测定了在不同闭合压力下,不同支撑剂粒径、铺砂浓度、铺砂方式下的导流能力。实验结果表明:在闭合压力较低时,支撑剂粒径越大,导流能力越高,但随着闭合压力逐渐增大,粒径越大支撑剂导流能力降低较快;支撑剂铺砂浓度越高,导流能力越高;在相同的闭合压力、铺砂浓度下,不同支撑剂存在最佳铺砂方式。当闭合压力大于24.15 MPa,铺砂浓度为10 kg/m~2时,铺砂方式为2:1(20/40目:30/50目)的导流能力最大;当闭合压力大于20.7 MPa,铺砂浓度为5 kg/m~2时,铺砂方式为1:1(20/40目:30/50目)的导流能力最大。本文认为在进行压裂时,应针对不同的储层地质情况、储层物性选择最佳的支撑剂粒径、铺砂浓度及支撑剂组合方式,提高油气开采经济效益。     

玛18井区压裂支撑剂适应性研究

为了研究玛18井区压裂支撑剂的适应性,在不同铺置方式和不同闭合压力下,对不同压裂支撑剂的导流能力与压裂后效果进行分析评价,根据小型压裂测试、闭合后分析等解释结果,进行储层压裂后特性分析,并对石英砂部分代替陶粒效果进行论证。结果表明:当高闭合应力时,增大铺砂浓度可有效提高裂缝导流能力,但分段式铺砂不能提高裂缝导流能力;混合支撑剂和全陶粒支撑剂的改造井地层能量与裂缝类型均类似,但混合支撑剂井的地层系数、动态储量均不如全陶粒井,且日均压降高于全陶粒井。研究认为,石英砂替代陶粒效果较差,主要原因在于:在裂缝改造类型相同时,由于储层埋深较大,地应力较高,混合支撑剂无法满足所处深度的地应力。通过计算动态储量可知,长期开采时陶粒支撑剂比石英砂支撑剂更有利于节省成本,建议在玛18区块继续采用全陶粒支撑剂。