压裂施工中压力异常波动原因分析及处理

对油水井实施压裂是各油田一项重要的增产增注措施。本文分析了压裂施工过程中,压力异常波动的原因,提出了处理措施,旨在对今后的施工提供一些参考和指导。     

多级强脉冲加载压裂技术的试验研究与应用

文章介绍了多级强脉冲加载压裂技术的作用原理及设计特点,设计出多级强脉;中加载压裂技术结构及可靠的延时控制方法,分析了其作用机理。试验证明,该项技术设计原理正确,延时控制可靠,能有效的松弛地层应力,并形成较长的裂缝体系,对低渗、特低渗油层的开发具有重要的意义。     

复合压裂机理探讨及应用效果分析

利用火药或固体火箭推进剂在井中地层附近燃烧产生的大量高温高压气体压裂地层形成自井眼呈放射状的径向裂缝,然后再利用地面高压泵组,将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中,随即在井底附近憋起高压,此压力超过井壁附近地应力及岩石的抗张强度后,在地层中形成裂缝,继续将带支撑剂的压裂液注入缝中,此缝向前延伸,并在缝中填以支撑剂(利用砂子作支撑剂),这样,将高能气体压裂与水力压裂有机的结合起来,可在井筒周围形成多条填砂裂缝,使地层的油气渗流状况大为改观,增产效果显著.并结合大庆外围台12井说明其具有较好的增产效果和广阔的推广应用前景.     

前置酸改善水力压裂效果机理分析

常规加砂压裂过程中往往会给储层和支撑裂缝带来损害,导致压裂效果有限甚至压裂无效。为了改善压裂增产效果,提出和发展了前置酸液加砂压裂工艺技术,压裂效果显著改善。系统分析了压裂过程中的压裂液残渣损害、压裂液滤失损害和机械杂质引起的损害。还分析了前置酸改善水力压裂效果的机理,即溶解敏感性粘土矿物,减少粘土膨胀和微粒运移、加速压裂液破胶、溶解压裂液滤饼、清洗支撑裂缝杂质损害和促进破乳等。现场应用表明采用该技术可降低压裂过程中的损害,从而提高压裂成功率和有效率,大大改善压裂效果。     

压裂气井出砂机理研究

油田上普遍使用水力压裂增产技术来提高低渗透性气藏的产量,否则,气藏便会失去商业开采价值。然而,经过压裂施工后,发现有支撑剂回流到地面,导致气井出砂严重。这不仅将造成生产设备严重损坏,而且会严重降低支撑裂缝的导流能力,引起气井产量的大幅度下降,从而减少了由增产措施所带来的经济收入。文章以长庆气田榆2 6 - 12井为例,根据岩石力学理论,采用三维压裂模拟设计软件,研究了压裂气井的出砂机理,从而为压裂气井的出砂提供了理论依据     

水力喷射压裂的机理分析与应用

水力喷射压裂是一种集喷射射孔、水力压裂及酸化、水力封隔于一体的新型增产改造措施。其利用伯努利方程的基本原理,先将高压流体的势能转化为动能,再将动能转化成势能,实现定点增压。该技术具有准确实施定点造缝,无需机械封隔,节省作业时间,减小作业风险等优势。本文就水力喷射射孔机理、水力喷射压裂机理展开讨论,从理论上阐述了水力喷射压裂的可行性与先进性,并对喷射压裂工艺控制的一些环节进行论述;简要介绍了喷射工具模型、双泵体系,从工程角度探讨了喷射压裂的可操作性。通过对水力喷射压裂的施工实例的描述为以后的水力喷射压裂设计和施工提供借鉴参考。     

暂堵转向压裂机理有限元分析

暂堵转向压裂技术是低渗透油气田开发后期增产挖潜的新手段、新方向。文中采用有限元分析方法研究暂堵转向压裂机理,确定转向裂缝起裂位置,分析起裂压力影响因素。研究结果表明:纤维暂堵转向压裂起裂点不唯一,当最小水平应力较大时,裂缝更倾向于从井筒起裂,反之,裂缝更倾向于从初始裂缝中部起裂;破裂压力存在一个区间,当岩石破裂压力在这个区间时,转向裂缝从初始裂缝中部起裂,当岩石破裂压力高于或者低于这个区间时,转向裂缝从井筒起裂;井筒起裂点的起裂压力随着最小水平应力的增大而减小,初始裂缝中部起裂点的起裂压力随着最小水平应力的增大而增大,2个位置的起裂压力均和地层弹性模量无关。该研究对认识暂堵转向压裂机理以及提高缝网改造效率具有重要的理论价值和现实意义。     

重复压裂机理研究

重复压裂的井由于初次压裂形成的裂缝以及油层生产导致的压力衰减等原因,近井地带的应力场将发生变化,从而在重复压裂过程中引起裂缝的重新定向。通过合理的假设,把进行重复压裂的井简化到弹性力学中的无限大平板上圆孔周围的应力集中问题,然后经过理论分析推导出判断裂缝发生转向的公式,分析了影响裂缝重新改向的几个主要因素。     

降低异常破裂压力储层压裂施工压力技术

异常破裂压力储层埋藏深、岩性致密,构造应力作用强,地层孔隙压力高及储层伤害严重,地层破裂压力和裂缝延伸压力较高,造成地面施工压力过高,难度增大;同时也对储层改造的设备、管柱、工艺等提出了极高的要求。从储层地质和工程因素两个方面分析了异常破裂压力的成因,提出了应用酸化预处理、射孔优化、加重压裂液、降低施工摩阻等措施来降低施工压力,为异常破裂压力储层的压裂改造提供技术依据。     

异常高压,流体压裂与油气运移（下）

(三)“壳”的破裂与流体运移上述实例表明,现存异常高压生烃泥岩体中的孔隙流体压力是巨大的,原始的古异常高压还要更大一些(甚至等于地静压力)。但是,古异常高压生烃泥岩体排液的先决条件是异常高压带与静水压力带的“接通”。引起“接通”的途径主要有两个:“壳”被天然水力压裂和“壳”被断层活动所断裂。     

大型硫磺回收装置运行异常原因分析及应对措施

目的 结合硫磺回收装置的工艺特点,分析大型硫磺回收装置运行异常的原因,并找到应对措施。方法 (1)分析高温掺和阀阀芯腐蚀的原理,在检修窗口期及时更换阀门;(2)完善络合铁尾气处理流程,实现在线升级络合铁尾气处理单元脱硫反应器填料;(3)更换受损的蒸汽过热器及加氢反应器入口烟气换热器;(4)在检修窗口期及时处理焚烧炉炉头积垢。结果 解决了装置在生产过程中遇到的瓶颈问题,同时,含盐废水排放减少了25 200 t/a,排放尾气中SO₂质量浓度≤10 mg/m³,连续达标运行超过600天。结论 实现了装置长周期达标排放,且排放指标优于GB 31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》,连续达标天数在同类装置运行记录中排名前列,可为同类装置的长周期运行提供参考。     

压裂液快速返排泵的研制及应用

针对传统油井压裂工艺残液返排率低,造成地层污染严重,压裂效果不理想的问题,研制了系列压裂液快速返排泵。该泵主要由特制泵筒总成、柱塞总成、特制固定阀总成等组成,可满足油田压裂和酸化施工要求。使用时,该泵可作为压裂管柱下入井中,措施完成后,下入特制固定阀,无需重新起下油管,即可实现快速排液及抽油,减少一次起下泵及油管的作业措施。同时,残液得以及时返排,减少了压裂液对地层的二次污染,压裂效果提高10%左右,增效10余万元。节约作业费和入井工具费约3万元,具有较好的应用前景。     

基于ANSYS软件的降低破裂压力机理模拟

针对深井压裂施工时各种降低破裂压裂方法的技术特点,基于ANSYS有限元软件,建立了裸眼完井和套管射孔完井两种应力计算模型,对压裂施工中井筒附近岩石应力变化进行了模拟计算,分析了不同深度的储层、不同岩石物性的储层及深穿透射孔和酸化预处理对储层的破裂压力的影响。结果表明,储层岩石力学性质中杨氏模量对破裂压力的影响较大,表现为随杨氏模量的增加,岩石破裂压力增加,而岩石的泊松比变化对破裂压力影响较小;酸化预处理可以降低岩石的杨氏模量;射孔深度不同,对降低破裂压力的作用随孔深的增加而减弱。在应用中应该根据情况选择优化孔眼长度。     

碳酸盐岩储层加砂压裂改造的难点及对策

碳酸盐岩储层的储集空间复杂多变,天然裂缝发育,基质渗透率一般小于1×10-3 μm2,压裂改造是该类储层投产开发的一项关键技术。鉴于目前碳酸盐岩储层压裂改造成功率低,广泛调研了国内外碳酸盐岩加砂压裂的改造实例,分析认为压裂液滤失严重、储层可动流体饱和度低、缝高控制难、施工压力高、施工压力对砂浓度敏感是碳酸盐岩压裂改造的主要难点。从加强储层展布预测和测试压裂评价、降低压裂液滤失和消除多裂缝、利用酸预处理和加重压裂液降低破裂压力和施工压力、改进压裂液的抗剪切性能和携砂能力、优化压裂规模和优选施工参数等方面提出了相应的对策,对提高碳酸盐岩储层加砂压裂改造的成功率具有指导意义。     

FS-3井异常高温储层压裂改造技术

FS-井是位于济阳坳陷构造带上的１口埋藏深、裂缝发育的异常高温井,对储层改造施工的压裂液以及对地层破裂压力的预测等都提出了极高的要求。针对FS-井的地质特征进行了储层改造的技术难点分析,在大量实验测试的基础上,优选出耐高温、高黏度且能满足150 ℃高温的低摩阻延迟交联液体系。通过室内岩心实验,利用储层应力计算模型预测了地层破裂压力和压裂施工压力。同时,采用粉砂降滤失、大排量施工、适当增加前置液用量、前置液阶段伴注液氮帮助返排等技术措施,完成了FS-井的压裂施工设计,并进行了现场实施。最后,利用压裂施工曲线、压后排液及压后产量测试资料,完成了FS 3井压裂施工资料的评估分析,达到了预期效果。该成果对异常高温储层的压裂改造设计和施工方案的形成具有指导意义。     

塔河油田酸压施工压力异常分析及技术对策

针对塔河油田酸压施工中压力异常情况,从施工曲线特征入手,分析总结压力异常原因,主要针对地层因素影响提出了技术对策。塔河油田地层因素对施工泵压的影响主要体现在泵压高、泵压突降、泵压低、砂堵四个方面。从原因机理出发,结合现场井例进行分析,总结出具有塔河油田特色的处理措施。对施工压力异常的进一步认识对塔河油田及其他类似油藏的压裂施工具有重要指导意义。     

多功能分层压裂开关在分层压裂管柱中的应用

为解决多油层分层压裂作业管柱一旦砂埋封隔器难以解封的难题,研制了多功能分层压裂开关。该开关集喷砂节流器、补偿器和冲砂器三大功能于一体,具有结构简单,功能齐全的特点。重点解决了异常情况下砂埋封隔器的处理问题,实现了下1次管柱、用1趟压裂车组实施2层分层压裂的目的。该管柱包括两级可洗井封隔器和1个分层压裂开关等井下工具,较好地解决了压裂过程中砂堵和砂埋封隔器的问题,在吐哈油田3口井的现场应用中取得了理想的效果。     

水力破裂机制及其在盖层和断层稳定性评价中的应用

水力破裂现象在世界上许多沉积盆地内均有发现,是指由孔隙流体压力增加导致的岩石破裂过程,包括孔隙流体压力增加导致的新裂缝的形成和原有裂缝的张开两方面。由于孔隙流体压力不断地积累和释放,使得水力破裂表现为周期性和瞬时性的特点。水力破裂往往会引起盖层和断层发生油气渗漏,通常以发生水力破裂所需的孔隙流体压力增加量来定量评价水力破裂的风险性。深入研究水力破裂机理及形成条件,对进一步认识岩石中流体活动、油气运移和油气田安全开采等都具有重要的指导作用。文中在调研了大量国内外文献的基础上,系统地阐述了水力破裂准则、地质条件以及水力破裂在盖层和断层稳定性定量评价中的应用,以对以后水力破裂的研究提供参考。     

粘弹性清洁压裂液的作用机理和现场应用

常规水基压裂液破胶后具有较高的残渣量,对支撑裂缝伤害较大,在一定程度上影响了油气田的产量.研究开发出了新型的VES清洁压裂液体系,它是由VES粘弹性表面活性剂和水或盐水组成.该压裂液集粘弹性、抗剪切性、自动破胶性于一体.通过分析VES清洁压裂液的粘弹性形成机理、抗剪切机理、携砂机理、破胶机理、滤失机理、伤害机理,表明粘弹性清洁压裂液具有独特的分子结构和独特的流变性能,它具有配制简便,使用添加剂种类少,不存在残渣,对储层伤害小等特点.现场实验表明,清洁压裂液具有破胶性能,施工摩阻低,携砂能力强,可有效地控制缝高.与使用水基压裂液的邻井相比,粘弹性清洁压裂液压裂施工后增产效果明显.