三塘湖盆地马56区块致密油重复压裂实践

针对三塘湖盆地马56块致密油衰竭式开发引起地层能量下降、单井产量递减较快、采出程度较低的问题。以提高单井最终采收率为目标,开展了致密油重复压裂技术研究。通过地质研究与评价,形成了优选重复压裂甜点层段,补充地层能量与暂堵转向压裂工艺相结合的技术思路。在马56区块进行了6井次重复压裂现场应用,压裂后稳定日产油是压裂前的2.24倍,取得了明显的增产效果。该技术组合对致密油藏重复压裂具有重要借鉴意义。     

致密油藏体积压裂技术应用

体积压裂技术在北美页岩油气藏的开发中取得了显著的效果。对体积压裂的概念和特点进行了总结,从地质和施工工艺两方面分析了体积压裂缝网形成的影响因素,明确了在不同储集层条件下的体积压裂技术施工要点。数值模拟研究表明,体积压裂的单井产能比常规压裂的单井产能要高得多,且其缝网系统可使压力波及更为均匀,开发效果优势非常明显。针对我国致密油藏特征,提出了从致密油藏成藏机理、压前储集层评价、诱导应力场和裂缝起裂机理等3个方面入手的研究思路,这将对我国致密油藏体积压裂技术的发展,具有一定的参考意义。     

浅层裂缝性致密油藏缝网压裂技术

缝网压裂技术在基质渗透率极低、天然裂缝发育的致密油藏开发中有独到优势。利用数理分析方法研究了缝网压裂工艺的适用条件,认为储层天然裂缝发育和净压力大于水平最大、最小主应力之差是实施缝网压裂的必要条件。优化了压裂液、支撑剂、施工参数,并在J-10井进行了试验。净压力拟合结果表明,压裂后形成了裂缝网络系统,试验井日产油2t,取得了较好的改造效果。     

致密油藏体积压裂水平井压力特征

为研究致密油藏水平井体积压裂改造后的储层和渗流特征,文中建立了考虑基质应力敏感性的体积压裂水平井复合试井模型。内区为压裂改造区,由多级压裂水力裂缝与双孔介质模型共同表征;外区为非改造区,由单孔介质模型表征。应用叠加原理、Laplace变换、Stehfest数值反演和摄动变换技术进行求解,得到了体积压裂水平井试井模型的井底压力特征曲线。研究结果表明,体积压裂水平井的渗流可以划分为裂缝双线性流、垂直于裂缝的线性流、裂缝拟径向流等7个特征阶段。敏感性参数分析表明,致密储层的应力敏感特征在试井解释中不可忽视,渗透率模数、储容比、窜流系数、水力裂缝条数和水力裂缝导流能力对压力和压力导数特征曲线会产生较大的影响。     

致密油藏体积压裂水平井开发效果

基于致密油藏储层特征和体积压裂微地震监测资料,通过水电模拟实验研究了不同井型的渗流场特征,利用油藏数值模拟方法从井间压力梯度分布、单井产能及采出程度等方面对不同井型的开发效果进行了评价,论证了体积压裂水平井开发致密油藏的可行性,并首次分析了压裂改造体积大小和储层综合改造因子对体积压裂水平井产能的影响,在此基础上开展了合理井网形式优选。研究表明:体积压裂可以大幅度减小近井区域渗流阻力,体积压裂水平井产能明显高于水平井及常规压裂水平井,动用范围大、采出程度高;水平井井网油水井间驱替压力梯度大,开发效果优于直井—水平井联合井网,但含水上升相对较快;储层压裂改造体积大小和储层综合改造因子与体积压裂水平井产能呈正相关关系,储层压裂改造体积越大,储层综合改造因子越大,产能越高。     

吉林油田致密油藏同步体积压裂技术实践

松辽盆地南部致密油储层致密,单井无自然产能。直井采用常规水力压裂后难以达到效益开发,因此需转变开发模式,开展储层改造技术攻关和现场试验,提高致密储层改造体积及单井产能,实现经济有效开发。针对吉林油田扶余致密油藏,在精细地质研究、储层力学分析和体积压裂工艺评价的基础上,应用平台水平井组开发模式,结合同步体积压裂的体积改造及配套技术,根据大型有限元软件ABAQUS模拟结果,优化同步体积压裂施工方案,在R53区块进行现场试验,获得了高产工业油流,试采产量是同区块直井的4~10倍,为此类致密油藏经济效益动用提供了技术支撑。     

大庆油田M2区块致密油藏缝网压裂直井初期产能预测

致密油作为重要的非常规油气资源,其开发潜力巨大,是我国新的油气增长点。然而,储层致密、渗透率低、连通性差等极大地制约了致密油的有效开发。以大庆油田M2区块为例,针对储层物性差、产能差异大等问题,首先采用灰色关联方法对影响缝网压裂直井初期产能的主控因素进行了筛选和评价;在此基础上,综合考虑地质因素和工程因素,提出了一个新的产能综合系数,用以表征直井产能大小。通过多元回归方法,建立了适合于该区块缝网压裂直井初期产能的经验模型,单井平均预测精度在85%以上,区块整体预测精度在90%以上。研究发现,射开含油砂岩厚度、含油饱和度、砂液比和加砂量等是影响该区块缝网压裂直井初期产能的主控因素。考虑到该区块储层较薄,砂体发育连续性差,建议可射开有效厚度在15 m以上的储层,采用成本控制更优的直井缝网压裂方式进行致密油的前期开发。     

齐成伟:开发致密油藏不宜进行“体积压裂”

正近5年来,"体积压裂"(新称"三维广密压裂",简称"广密压裂",译为"3-D Shattering Fracturing")试验在提高致密油藏单井产能方面取得成功,致使其成为公认的开发致密油藏的有效手段,促使各大油田分公司进一步加大致密油藏的勘探力度。2015年5月26日,中国石油集团宣布"长庆新安边发现我国首个亿吨级大型致密油田",标志着我国致密油藏的大规模开发即     

致密油藏缝网压裂产量数值模拟

缝网压裂是致密油藏开发的重要技术手段。考虑致密油藏压裂缝网系统中基质、天然裂缝、压裂裂缝具有的显著多尺度特征,将致密油藏视为由均匀各向同性基质系统和裂缝系统组成且为同一空间中复合的两个彼此独立又相互联系的水动力场,分别针对裂缝系统和基质系统建立达西渗流数学模型,采用局部网格加密和等效渗流原则求得数值解,实现了致密油藏正交裂缝网络模式下的缝网压裂生产模拟。缝网压裂与常规双翼缝压裂动态对比表明:压裂后二者累计产量虽均随储层基质渗透率、人工裂缝长度增加而增加,但缝网压裂的增产效果更显著;致密油藏缝网压裂能极大地提高单井产量。研究方法为优化压裂裂缝参数提供了手段。     

富县区块浅层致密油藏压裂裂缝扩展形态研究

为了提高富县区块延长组浅层致密砂岩油藏压裂改造效果,研究了压裂裂缝扩展形态及其对压后产量的影响。采用室内声发射凯塞尔效应方法,结合现场裂缝监测、压裂压力降落特性和压后试油结果进行分析,认为裂缝扩展形态与油层埋深和层位直接相关,长2、长3和长6储层的压裂裂缝主要为水平缝或复杂缝,长7和长8储层的压裂裂缝主要为垂直缝。水平裂缝压后生产效果差,必须根据不同的深度与层位对压裂设计和现场施工工艺进行优化,尽可能避免形成单一水平裂缝。在一口水平井进行了现场试验,压裂施工11段,试油最高产油量13.54 t/d,目前稳产油量8.93 t/d,取得了较好的改造效果。研究结果可为其他地区浅层油藏的压裂设计与施工提供技术参考。      

致密油藏直井体积压裂压力分析模型

致密储层基质和裂缝一般表现为强应力敏感性,同时由于储层的致密性,基质和裂缝经常会表现为非稳态窜流特征,影响井底压力曲线的形态和特征,进而影响解释结果。目前国内外尚缺少同时考虑应力敏感及非稳态窜流的井底压力分析模型。参考典型致密油藏体积压裂直井的微地震监测数据,设计体积压裂直井渗流物理模型,同时考虑应力敏感和非稳态窜流,建立体积压裂直井井底压力数学模型并求解,进而获得井底压力的双对数曲线特征。研究结果表明:应力敏感系数αD越大,压力导数曲线上翘幅度越大,压裂未改造区致密油径向流动阶段越不明显;非稳态窜流系数λm越小,窜流出现时间越晚,窜流阶段的下凹幅度越大,窜流渗流过程持续时间越长,压裂区域的裂缝径向渗流过程越弱。该井底压力分析模型应用表明,相较于未考虑应力敏感及非稳态窜流的模型,更能准确地确定压裂区域的半径及相关储层参数,提高致密油藏直井体积压裂相关参数的解释精度,故可推广到致密储层参数反演或试井解释分析中。     

致密油藏体积压裂建模理论与方法

致密油藏储层渗透率低,地层流体向裂缝渗流受到限制,常规压裂增产幅度不高.而采用体积压裂,“打碎”储集层,形成复杂缝网,可实现裂缝与油藏的接触面积和体积最大.为有效描述致密油藏体积压裂,采用双渗模型模拟SRV区域,然后用对数网格步长加密,分别描述天然裂缝、人工缝网、基质系统.采用Latin Hypercube方法,对模型进行敏感性分析,找出了影响产油量和产水量的敏感性因子并进行排序.采用DECE方法,通过多次自动历史拟合反推人工缝网和天然裂缝参数.最后通过Petrel软件建立基质模型,作为双渗模型的基质系统,历史拟合反推得到的裂缝参数作为裂缝系统,建立完整的双渗模型,并进行生产预测,证明了致密油藏体积压裂采用此建模方法的可行性.     

致密油藏体积压裂水平井产量预测研究

致密油藏水平井体积压裂后形成不同尺度的孔-缝介质,不同尺度介质中的渗流规律不同,产量预测难度大。为此,在总结前人对不同尺度介质渗流规律认识的基础上,建立致密油藏体积压裂水平井产量预测模型,并用油田实际数据对其准确性进行验证。同时,对致密油藏体积压裂水平井产量的影响因素进行分析,发现不同介质的应力敏感系数对产量的影响程度从大到小依次为次级裂缝应力敏感系数、人工主裂缝应力敏感系数、基质应力敏感系数;高速非线性系数对产量的影响较大,而启动压力梯度对产量的影响较小。     

致密油藏体积压裂水平井产能评价新方法

针对致密油藏体积压裂水平井产能评价困难等问题,运用层次分析法与灰色理论相结合的方法,建立产能评价模型,将储层物性参数和完井参数相结合,形成了新的产能评价方法。定量的计算影响因素的权重系数和综合评价因子,明确影响产能主控因素,通过拐点法确定储层分类的阈值并对水平井压裂效果排序,将研究成果运用于松辽盆地致密油藏试验区。结果表明：含油砂岩长度、地层压力、压裂簇数、单簇砂量、渗透率为影响产能的主控因素;研究区块储层质量分为：I类、II类、III类,I类储层质量最好,其次为II类、III类,其分类阀值为0.35、0.42和0.48。现场应用表明,水平井初期产能和综合评价因子有很好的相关性,可对压后产能、储层质量、完井效率进行综合评价。该研究对同类油藏压裂优化设计和重复压裂选井具有重要借鉴意义。     

体积压裂技术在低孔致密油藏的应用

阐述了体积压裂技术的来源、概念及其在吉林油田低孔致密油藏的初步应用,主要包括缝网压裂工艺技术、直井多层压裂工艺技术及水平井多段压裂工艺技术。体积压裂技术不仅可以大幅度提高单井产量,还能够降低储层有效动用下限,最大限度提高储层动用率,通过现场应用,多口井获得高产工业油流,取得了较好的压裂效果,为松南中浅层探区提高产能奠定了基础。     

海安凹陷阜二段致密油藏体积压裂技术

苏北盆地海安凹陷阜二段属于典型的低孔低渗致密油藏,为了评价该探区的储层物性、含油性以及为水平井井位部署提供设计依据,对该地区一口直井预探井进行了体积压裂。研究了储层的岩性、脆性、物性,在此基础上,为了满足在体积压裂时尽可能提高铺砂浓度的要求,优选了滑溜水和线性胶压裂液体系。为达到认清各小层的目的,采用了桥塞分层压裂、分层试油、打捞桥塞合层求产的技术措施。在施工前进行小型压裂测试来保证主压裂的顺利进行,并在施工时采用地面微地震技术来监测缝网体积。现场施工排量达到4.5~5.0 m3/min,累计加砂140 m3,最高砂比12%。裂缝监测表明各层的造缝效果较好,裂缝形态较为复杂。试油效果达到地质设计预期。     

致密油藏体积压裂水平井参数优化研究

“水平井+体积压裂”技术是获取致密性储层中工业油流的重要手段。为了对影响体积压裂水平井开发效果的参数进行优化设计,基于离散裂缝模型的数值模拟方法,采用更为灵活的非结构化网格,建立了体积压裂水平井模拟模型,经Eclipse软件及矿场实际井资料验证该模型可靠性较高,可准确地表征复杂裂缝的几何参数和描述流体在裂缝中的流动。利用长庆油田某致密油藏实际参数,对水平井方位、布缝方式、段间距、簇间距、改造体积等参数进行了优化设计,结果表明：当水平井方位与天然裂缝平行时,开发效果最好;根据累计产量的大小,哑铃型布缝方式优于交错型、均匀型、纺锤型布缝方式;段间距应大于相邻2段的泄油半径之和,避免段间干扰;簇间距应尽可能大,但要小于天然裂缝平均缝长;当改造体积一定时,细长形状的改造区域比短粗形状的改造区域开发效果更好,当工艺上难以增加压裂裂缝长度时,可通过增加段内簇数改善开发效果,簇数越多,初期累计产量越高,但最优簇数取决于开采时间的长短。研究结果可为致密油藏体积压裂水平井造缝设计提供依据。     

低成本致密油层水平井重复压裂新方法——以吐哈油田马56区块为例

吐哈油田马56区块致密油层水平井体积压裂后高产期短、一次采收率低,必须通过重复压裂提高产量,但常规重复压裂难以实现低油价下的水平井增产需求。为探索水平井低成本重复压裂新方法,通过分析区块前期生产特征,从提高采收率与体积压裂结合的方向出发,开展了岩心润湿、长岩心驱替、数值模拟以及注水现场试验等4项基础试验,验证大排量注水结合体积压裂工艺有助于恢复水平井产量,最终形成压前大排量注水蓄能（注入量为2倍采出量）,再以高于初次压裂的排量进行全程滑溜水+小粒径支撑剂重复压裂,最后闷井5~15 d的重复压裂新方法。现场压裂试验取得成功,6井次压后平均日产油18.1 t/d,恢复到首次压裂产量77.4%;成本较首次压裂降低140万元/井次。该方法将笼统注水与重复压裂相结合,为致密油层水平井重复压裂探索出一条新途径。     

致密油藏缝网压裂模式的渗透率界限

缝网压裂技术在近期非常规储层改造中取得重要进展,已经得到形成裂缝网络的力学控制条件。针对双重介质致密油藏、采用EQ-LGR方法描述压裂裂缝网络系统建立离散正交缝网数值模型;忽略致密油藏中吸附作用、高速非达西渗流影响和裂缝导流能力变化,模拟不同地层渗透率下实施缝网压裂和常规压裂时的增产效果和裂缝网络对压裂产能的贡献。缝网压裂的增产效果始终高于常规压裂,且致密油藏中缝网压裂后单井产量增加更显著;而相对高渗储层实施缝网压裂与常规压裂的效果较为接近。考虑实施常规压裂更能降低成本和风险,首次明确提出实施缝网压裂的临界渗透率为1.00×10~(-3)μm~2。研究成果不仅为优化压裂裂缝参数提供了手段,也为优选压裂工艺提供了理论依据。     

致密油藏体积压裂直井非稳态压力分析

针对致密油藏开发特征,基于拉式空间变换,建立了直井体积压裂非稳态压力分析模型,并对影响非稳态压力动态传播的相关参数敏感性做了分析。结果表明：整个渗流过程包括6个阶段,即：线性流、复合边界流、过度流（双重介质裂缝系统径向流）、基质与裂缝间窜流、整个渗流系统径向流、封闭边界流;导压系数比越大,前期压力传播越快,相同生产时间内井控面积越大;裂缝传导率比越大,整个生产期的压力下降都很显著,井控面积会迅速增大;储容比影响过渡流及窜流阶段非稳态压力传播,储容比越小,窜流越剧烈;窜流系数对窜流阶段井底压力传播有影响,窜流系数越小,窜流发生的越晚;改造半径越小,单井泄流越小,越早出现封闭边界流特征。研究成果为致密油藏直井体积压裂后裂缝及储层属性参数解释提供了理论依据。