大庆外围低渗透扶杨储层降低压裂液伤害问题探讨

针对大庆油田外围扶杨储层的特点，分析了目前影响压裂增产效果的原因。通过对不同区块应用的几种压裂液新配方及试验效果的总结，提出了为进一步降低压裂液对储层渗透率和裂缝导流能力的伤害程度，而应开展的几种压裂液体系的研究，对提高特低渗透扶杨油层的有效开发具有重要的现实意义。     

龙26外扩致密油试验区压裂液损害评价及其微观机理

大庆龙26外扩试验区为典型致密储层,对压裂液损害更为敏感。依据SY/T 5107—2005《水基压裂液性能评价方法》在储层温度(90 ℃)下采用岩心流动装置进行了胍胶、化学高分子聚合物和表面活性剂压裂液破胶液的岩心驱替实验;结合CT扫描评价了3种压裂液破胶液残渣、残胶在岩心中的分布和对孔隙孔喉的损害程度。岩心驱替实验结果表明,胍胶、化学高分子聚合物和表面活性剂3种压裂液破胶液对岩心损害率分别为43.5%、24.3%和13.1%。CT扫描结果显示,胍胶和化学高分子聚合物压裂液破胶液残留物分别集中于岩心前1/10～2/5段和前1/2段,表面活性剂压裂液破胶液残渣含量少,但能侵入岩心各处;胍胶、化学高分子聚合物和表面活性剂压裂液破胶液对储层岩心孔隙和孔喉的损害率分别为15.41%和9.01%,6.43%和3.14%,8.94%和6.27%。分析认为,3种压裂液破胶液对储层岩心均以液相损害为主,固相损害次之。      

页岩油储层聚合物压裂液伤害机理研究

聚合物压裂液已在页岩油储层改造中得到了广泛应用,但其对储层的伤害机理还不明确.本文以鄂尔多斯盆地页岩油储层为研究对象,改性聚丙烯酰胺为主体,开展聚合物压裂液破胶液对页岩油储层裂缝渗透率的伤害实验,并辅以其他相关实验,以期明确聚合物型压裂液对页岩油储层的伤害机理.     

羟丙基胍胶压裂液滤饼对岩心伤害试验研究

以有机硼羟丙基胍胶羟压裂液为试验介质,研究了不同羟丙基胍胶浓度、试验压力、温度、挤入时间、岩心渗透性等条件下,压裂液滤饼特征参数和岩心的伤害程度。试验结果表明,当提高聚合物浓度、试验压力、温度、时间、岩心渗透性时,均可使得压裂液滤饼质量、岩心端面滤饼单位质量、滤饼中固体含量等滤饼参数增加,滤饼伤害程度加剧;因滤失液造成的岩心内部伤害率除随着聚合物浓度的增加而降低外,其它条件值增加时均使得伤害率升高;并且在压裂液对岩心的总伤害中,各个试验条件下由滤饼产生的伤害程度远远高于滤失液对岩心内部产生的伤害程度。     

低浓度胍胶压裂液对裂缝导流能力伤害对比实验研究

随着全球胍胶价格的上涨,低浓度胍胶压裂液在低渗透储层具有良好的应用前景。与常规压裂液体系相比,低浓度胍胶压裂液体系具有低表面张力、低残渣、低伤害、低成本、易返排的优势。通过对比不同体系不同浓度的胍胶压裂液充填裂缝导流能力伤害实验,定量分析各压裂液体系对裂缝导流能力的伤害率,可以直观评价低浓度胍胶压裂液对储层的伤害特点,为低浓度胍胶压裂液优选应用提供重要依据。     

纳米材料改善压裂液性能及驱油机理研究

为给研发功能性压裂液提供理论依据,在纳米尺度(50 nm)对SiO2进行C8和季铵盐(QAS)修饰,合成了疏水纳米材料SiO2-C8和疏水带电纳米材料SiO2-QAS,评价了SRFP型聚合物清洁压裂液分别加入SiO2,SiO2-C8及SiO2-QAS等3种纳米材料后的配伍性、稳定性及综合性能;利用量化模拟手段,建立了纳...     

致密储层压裂液伤害的数字化评价方法——以P59井为例

在压裂改造过程中,压裂液破胶液残渣易对储层造成伤害,特别是致密储层,影响开发效果。为了明确压裂液对致密储层的伤害情况,以往采用的岩心驱替伤害评价方法存在取心数量多、驱替压力高、实验周期长、费用高等问题。低渗透致密储层物性差,常规压裂液伤害评价方法已无法满足该类储层的压裂液伤害快速评价需求。基于数字岩心建模与CT扫描技术,结合致密油储层压裂液伤害渗流模拟,形成了致密储层压裂液伤害数字化评价方法。实验结果表明,压裂液侵入后,致密储层孔渗参数均有不同程度地降低,第3 d时孔隙度、渗透率损失率达到70%,与岩心驱替实验结果对比,符合率达到90%以上,为致密储层压裂液伤害评价提供了新途径。     

压裂液存留液对致密油储层渗吸替油效果的影响

统计长庆油田罗*区块2015年存地液量与油井一年累积产量的关系发现,存地液量越大,一年累积产量越高,与常规的返排率越高产量越高概念恰恰相反,可能与存地液的自发渗吸替油有关。核磁实验结果表明,渗吸替油不同于驱替作用,渗吸过程中小孔隙对采出程度贡献大,而驱替过程中大孔隙对采出程度贡献大,但从现场致密储层岩心孔隙度来看,储层驱替效果明显弱于渗吸效果。通过实验研究了影响自发渗吸效率因素,探索影响压裂液油水置换的关键影响因素,得出了最佳渗吸采出率及最大渗吸速度现场参数。结果表明,各参数对渗吸速度的影响顺序为:界面张力 > 渗透率 > 原油黏度 > 矿化度,岩心渗透率越大,渗吸采收率越大,但是增幅逐渐减小;原油黏度越小,渗吸采收率越大;渗吸液矿化度越大,渗吸采收率越大;当渗吸液中助排剂浓度在0.005%~5%,即界面张力在0.316~10.815 mN/m范围内时,浓度为0.5%（界面张力为0.869 mN/m）的渗吸液可以使渗吸采收率达到最大。静态渗吸结果表明:并不是界面张力越低,采收率越高,而是存在某一最佳界面张力,使地层中被绕流油的数量减少,渗吸采收率达到最高,为油田提高致密储层采收率提供实验指导。      

应用核磁共振技术研究压裂液伤害机理

核磁共振岩心分析技术能够快速、无损地检测出岩心含油饱和度和含水饱和度、束缚流体和可动流体饱和度的大小.通过测量压裂液侵入岩心引起的束缚水增加量、油相反排后的滞留量,能够分别判断出粘土吸水膨胀、水锁效应引起的岩心渗透率伤害程度,由此获得了压裂液对致密岩心伤害程度和机理的新认识.研究结果表明,压裂液对岩心的伤害机理和伤害程度不同,粘土吸水后引起的粘土膨胀和粘土颗粒分散运移对岩心渗透率有伤害,但由于粘土吸水量较少,岩心渗透率的损害率也较小,约为10%.反排后可动压裂液滤液或可动活性水在岩心孔隙内的滞留量均很少,因此水锁效应对油相有效渗透率的损害率较小,约为10%.压裂液滤液对岩心有效渗透率损害率比活性水高出约30%,这说明压裂液中的大分子物质在岩心孔隙内的吸附滞留是引起岩心渗透率伤害的主要原因.     

非常规多目标储层压裂液适应性研究

鄂尔多斯盆地东缘神府-临兴区块在含煤岩系中富含页岩气、致密砂岩气.页岩气、致密砂岩气和煤层气的储层物性、压裂工艺、增产机理、伤害机理等存在较大区别.因此在煤层气、页岩气、致密砂岩气等多目标储层合并压裂时,压裂液的研究应重点考虑施工工艺和储层伤害.通过对比5种水基压裂液性能发现,活性水和滑溜水压裂液黏度低、携砂能力差,适...     

王家岗油田高凝油储层热污水压裂液技术

针对王家岗高凝油储层在压裂过程中易产生冷伤害的问题,提出了高凝油储层热污水压裂技术。由于热污水在配制常规瓜胶压裂液时,存在配伍性差、交联冻胶热稳定性差的问题,开展了热污水胍胶压裂液体系的研究,研发了新型有机硼锆JH交联剂。该交联剂其可以完全分散在水中,与常规羟丙基胍胶可形成高黏度冻胶体。室内实验及现场应用结果表明,该压裂液体系能满足现场施工要求,是高凝油储层压裂改造的一项有效措施。     

瓜胶压裂液对储层的伤害特性

压裂液破胶后残渣是造成基质渗流率伤害和支撑剂充填层导流能力伤害的重要原因。为研究其伤害特性,从而减小对储层的伤害,在不同破胶剂加量下对两种瓜胶压裂液破胶后的性能进行测试并结合测得的破胶液黏度分析瓜胶相对分子质量大小,同时应用激光粒度仪测量两种压裂液破胶过程中的分子尺寸,对破胶液残渣进行离心并测量残渣含量,结合岩心流动实验对不同类型压裂液的破胶液进行伤害评价。研究表明：破胶时间过长会使破胶液的分子尺寸变大,出现絮凝现象,并造成更大的储层伤害;同时通常认为破胶液黏度越小,分子尺寸越小,对储层伤害越小的观点并不全面,其存在一定的局限性。     

大庆油田致密油储层压裂增能影响因素分析

为了明确不同因素对压裂增能效果的影响,对致密油藏压裂液注入、焖井、采出全过程进行了模拟。选取大庆外围致密油储层天然岩心开展实验研究,通过对采出程度、孔隙压力和含水率的监测,分析了岩心渗透率、润湿性、裂缝条数、注入量、焖井时间和泥质含量对致密油藏压裂增能动态响应特征的影响。研究结果表明,致密油储层压裂增能工艺可以有效改善致密油储层的采收率;储层物性越好、水湿性越强,压裂增能效果越好,渗透率1.68×10-3μm2岩心比渗透率0.39×10-3μm2岩心的采出程度高10.8%,强水湿岩心与弱水湿岩心的采出程度相差2.86%。此外,通过提高压裂液注入量、增加裂缝数量、优化焖井时间和加入防膨剂都能够显著提高致密油藏的采收率,为油田提供技术参考。     

低伤害高效渗吸压裂液体系研究及矿场试验

为实现入地压裂液不返排渗吸吞吐采油、补充致密储层能量和提高原油采收率,在全面评价矿场用压裂液性能的基础上,通过处理剂优选、增渗机理分析和体系性能评价,开展了低伤害高效渗吸压裂液体系研究。结果表明：（1）传统胍胶压裂液在256 h的滞留时间内,裂缝导流能力损害程度高达30%～50%,无法满足不返排补能增渗的现场需求;（2）明确了最优减阻剂、降黏剂和增渗剂的类型和使用浓度,建立了低伤害高效渗吸滑溜水压裂液体系：清水+0.2%减阻剂XPRT-3+0.3%黏土稳定剂+0.02%过硫酸铵+0.3%ZSD-SX型增渗剂,储层伤害性弱,减阻性能优异;（3）增渗剂进入储层后,原油中吸附的非极性物质逐渐脱附,储层岩石表面暴露的羟基逐渐增多,亲水性逐渐增强,界面张力逐渐减小,原油渗吸速度和采出程度显著提升。矿场试验表明,低伤害高效渗吸滑溜水压裂液体系对XSW油田致密油藏具有良好的适应性,可有效提升油水置换效率,延缓产量递减速度,提高原油采收率。该研究成果对XSW油田乃至鄂尔多斯盆地南部非常规油气高效开发具有一定的指导意义。     

高温高压下陆相致密油藏非稳态压裂液渗吸机理研究

渗吸提采（IEOR）是高效开发具有“三低”特性致密油资源的关键技术。在储层压裂、返排、后续开发等阶段,压裂液与油藏中的岩石、流体相互作用后产生渗吸效应,研究稳态及非稳态压裂液渗吸机理对现场开发具有重要指导意义。为此,首先提出了稳态及非稳态渗吸概念,在模拟高温高压环境的基础上,利用核磁共振技术与物理模拟实验结合,定量表征了不同条件的压裂液渗吸特征差异。结果表明：压裂液稳态渗吸作用尺度为0.01～51.52ms,非稳态渗吸作用尺度为0.01～27.75 ms,且在渗吸初期,二者的渗吸速率最快,渗吸作用优先在小孔（0.01～1.00 ms）中进行,随着反应时间的进行,再进入中孔（1.00～10.00 ms）,最后为大孔（＞10.00 ms）;非稳态渗吸效率整体高于稳态渗吸,但是非稳态渗吸整体较早趋于稳定,小孔是压裂液渗吸效率的主要贡献者,并最先趋于稳定,其次为中孔,最后为大孔;双重介质的渗吸效率虽整体优于单一介质,但各孔喉的渗吸稳定时间相对滞后;非稳态渗吸的渗吸效率与储层渗透率、储层品质因子呈正相关性,且随着渗透率和储层品质的提升,中孔对渗吸的贡献逐步上升,由小孔主导型逐步变为中孔逼近型,最终为中孔主导型。     

强碱三元复合驱对储层的伤害及结垢研究

为研究强碱三元复合驱对储层的伤害,了解强碱体系是否造成储层内部结垢,对位于大庆油田杏二区中部强碱三元复合驱工业性试验区注三元复合体系前后分别钻取的2口密闭取心检查井的同层位岩心进行了对比检测研究.2口检查井岩心的X-射线衍射谱图形一致,特征衍射峰的形状、位置对应较好;能谱结果显示三元体系驱替后的岩心中钙镁元素没有发生聚集.表明三元复合驱体系对储层的伤害很小,三元复合体系驱替后储层孔道内没有生成堵塞性钙镁结垢.     

不同因素对W/O型乳化压裂液稳定性的影响研究

研究了乳液油水体积比、乳化剂种类及其加量、油相粘度、水相粘度、盐及其加量、温度,乳液pH值以及破乳剂等因素对油包水型乳化压裂液稳定性的影响,结果表明：油水体积比、乳化剂和温度是影响乳液稳定性的主要因素,油水相粘度、盐、pH值等对乳液稳定起辅助作用。最后筛选出最佳的乳化压裂液配方：油水体积比为9：91、乳化剂加量0．3％、盐加量3％、油溶性稠化剂加量0．15％、水溶性稠化剂为0．1％,该配方的压裂液在90℃、170s^-1下连续剪切60min,压裂液的粘度仍然大于200mPa·S。     

王家岗油田高凝油储层热污水压裂液技术

针对王家岗高凝油储层在压裂过程中易产生冷伤害的问题,提出了高凝油储层热污水压裂技术。由于热污水在配制常规瓜胶压裂液时,存在配伍性差、交联冻胶热稳定性差的问题,开展了热污水胍胶压裂液体系的研究,研发了新型有机硼锆JH交联剂。该交联剂其可以完全分散在水中,与常规羟丙基胍胶可形成高黏度冻胶体。室内实验及现场应用结果表明,该压裂液体系能满足现场施工要求,是高凝油储层压裂改造的一项有效措施。     

国外致密油储层微观孔隙结构研究及其对鄂尔多斯盆地的启示

致密油储层微观孔隙结构是致密油储层研究的重点和难点,也是制约致密油勘探、开发的关键问题,主要表现在：致密油储层微观孔隙结构表征难、分类评价难、预测难,并且孔隙结构与油气赋存和渗流的关系复杂等。国外在致密油储层微观孔隙结构研究方面取得了一些进展：发现了纳米孔喉储集类型并研究了其成因;逐级深入,形成了微观尺度分析测试系列方法;发展了数字岩心技术;定量分析了矿物成分及其在微观渗流中的作用;有效识别和表征了微裂缝;对比分析了储层中各类孔隙及流体分子的尺度。根据国外的经验,探讨了鄂尔多斯盆地致密油储层微观孔隙结构研究的思路和方法,指出要在致密油储层微观孔隙结构测试手段上有所突砘要证实致密油储层中纳米级孔隙的存在与否及其贡执要揭示致密油储层中孔隙和喉道的配置关系;要认识致密油储层中微裂缝发育及分布规律;要探讨致密油储层改造及储层保护的手段．     

苏里格气田东区气藏压裂液伤害机理分析及对策

在分析苏里格气田东区上古生界致密岩屑砂岩储层地质特征基础上,通过核磁共振、岩心流动等室内试验对胍胶类压裂液伤害机理进行详细分析,认为物性变差、压力系数降低是造成储层伤害的根本原因,而体系残渣对微裂缝、支撑裂缝堵塞及岩心端面的滤饼伤害是植物胶类压裂液引起伤害的主要因素,同时储层敏感性、水锁伤害也对致密储层造成较大的伤害。因此,从降低残渣质量浓度、提高返排效率角度出发,针对性研发了阴离子表面活性剂、羧甲基胍胶及低质量分数羟丙基胍胶3种新型的低伤害压裂液,并逐步在现场试验推广,取得了较好的改造效果。