我国二氧化碳干法加砂压裂获重大突破

<正>近日,中石油重大现场攻关试验项目——二氧化碳干法加砂压裂技术,完成了由重点设备研发、室内工艺技术试验到作业现场验证的关键性"三步走",为这项技术在国内标准化作业、规模化应用奠定了基础。该技术通过使用液态二氧化碳代替常规水基压裂液,具有无残渣、无水相、返排快、对储层无伤害等优点,在环保增储方面优势明显。科研人员相继研发4代二氧化碳密闭混砂装置和新型氮气增压装置,同时配套新型二氧化碳储液装备、卸荷旋塞阀远程控制系统、二氧化碳压裂施工数据采集一体化技术及新型提黏剂体系,通过在长庆油田14口井进行先导性试验,解决了二氧化碳干法加砂压裂施工排量低、     

致密储层水平井层内定向压裂技术研究

针对长庆超低渗储层隔夹层发育、纵向非均质性强,部分井钻遇致密隔夹层,出现井段压不开放弃或改造不充分等问题,开展水平井层内定向压裂技术研究试验。通过定向射孔技术实现定方位、超深穿透射孔,确保裂缝穿过致密储层沟通主力贡献层,并优选双封单卡压裂工艺实现选择性压裂,同时采用前置酸预处理技术降低破裂压力,确保裂缝在隔夹层正常起裂,采用组合粒径+螺旋式加砂方式,确保裂缝顺利延伸,保证施工安全,提高施工成功率。现场试验2口井,成功率100%,平均单井日增油8.0t,增产效果明显,为水平井增产或稳产提供了有效技术手段。     

高强度加砂老井补压配套技术

针对大老爷府油田储层特征及压裂技术需求,井下作业工程公司采用高强度加砂压裂配套技术,优化压裂设计方案,在老井补压技术上取得重要进展,重点解决了改造不彻底、单井产量低的难题,优化了压裂规模并提高了裂缝导流能力,保证了水力裂缝与井网最佳匹配,单井增油水平得到大幅度提高。本文通过对高强度加砂压裂优化方案的详细论述和现场施工效果的分析总结,为创新应用多元化压裂增产技术增强老井储层改造效果提供了依据。     

注水井多裂缝压裂技术探索

为了解决特低渗透油藏注水困难的问题,QX油田探索了水力喷射孔眼内多裂缝压裂技术,通过数值模拟方法,给出了不同孔眼数下的多裂缝压裂的合理参数。现场试验表明,水力喷射孔眼后配合清水压裂形成了复杂裂缝,取得了理想的降压增注效果,为低渗储层注水井改造提供了新思路。     

玛湖凹陷复杂岩性低渗储层压裂改造技术

针对玛湖凹陷百口泉组低孔低渗储层厚度大,且油气显示主要在顶部,下部砂层无高应力遮挡层,压裂改造中裂缝易向下延伸,支撑剂沉降于储层下部等特点。近几年,对于较厚储层的有效动用开展了从二次加砂,到可溶纤维悬砂,以及组合工艺控底铺砂技术。通过不断的完善储层改造工艺技术,实现了优质储层的有效动用。现场研究结果表明,采用组合工艺控底铺砂技术和可溶纤维悬砂技术比二次加砂技术对储层改造的效果更加明显,其中D13井采用组合工艺控底铺砂技术最高日产油40.55m~3·d~(-1),日产气3.07×10~(-3)m~3,试油165d,累计产油2083.11m~3,实现了储层的有效改造。     

新沟嘴组深层油藏压裂优化技术研究与应用

江陵凹陷新沟嘴组深井埋深3300～4200m,历史累计共施工10口井14井次,总体反应施工压力高,加砂窗口小,难以完成大规模加砂量,小压测试反应深井天然裂缝发育,采用双翼缝压裂试油效果差,单井累产低;特殊储层特征影响深井改造方式与之匹配性,通过对储层裂缝形态研究,开展老井压裂降压优化,结合适用于深井高温储层的低伤害压裂液体系研究,形成新沟嘴组深层直井复杂缝压裂工艺技术系列,现场增油效果明显,为实现2311万吨储量升级动用提供技术支撑。     

纤维压裂技术在外围薄差储层的应用

针对葡萄花油田外围低渗储层,油层发育条件差,低产低效井逐年增多,常规压裂改造工艺增油效果有限,难以达到外围低渗区块剩余油挖潜的目的,为此,提出可降解纤维压裂技术应用。通过对掺纤维压裂液体系的研究,在压裂液中加入一定比例的可降解纤维,以提高压裂液悬砂性能,使支撑剂主要集中在油层中部,并且整条裂缝均匀铺砂,有效改善裂缝支撑剖面[1]。同时,利用纤维+基液+支撑剂的携砂液在主裂缝内可形成临时桥塞,提高缝内净压差,进而形成多分支缝。该压裂技术提高了砂体的改造程度,可进一步提高压裂改造效果。     

页岩气井储层体积改造方法研究

页岩气体积改造是利用水力压裂技术产生复杂的裂缝网络,最大限度的增加裂缝壁面与储层基质的接触面积。本文根据前期微地震监测结果,研究储层压裂改造施工工艺参数匹配性,通过研究实践进行了增加粉陶用量、暂堵转向技术、连续加砂施工工艺和技术参数的调整试验,有效地提高了页岩的压裂缝长,增强了改造体积。通过几口井的实例分析证明,页岩气井压裂体积改造在实践中已取得了较好的效果。     

川西气田低伤害水基压裂液技术现状分析

川西气田属于低渗~致密碎屑岩气藏,圈闭类型复杂,储层致密,非均质性强,气井自然产能低,开采效益极为低下,压裂改造往往是气井获得工业性开采价值的必经之路。保护储层的压裂液技术作为储层改造的关键技术之一,对正确评价储层、提高压裂增产效果具有举足轻重的作用。通过大量研究和现场实践,目前川西气田已基本形成了较为完善配套的低伤害水基压裂液体系,为川西气田的高效压裂开发提供了坚实的基础。     

多级加砂压裂技术在环江油田长8储层改造中的应用

环江油田长8储层属于典型的特低渗油藏，储层非均质性较强，油井产量较低。为解决环江油田长8储层改造难题，使用多级加砂压裂技术对长8储层进行改造，分析了环江油田长8储层的概括，阐述了工艺多级加砂压裂技术的原理，对2口井进行了应用，并对压裂效果进行了分析，对该油田今后使用多级加砂压裂工艺改造储层具有借鉴意义。     

A review of fracturing fluid systems used for hydraulic fracturing of oil and gas wells

Hydraulic fracturing has been used by the oil and gas industry as a way to boost hydrocarbon production since 1947. Recent advances in fracturing technologies, such as multistage fracturing in horizontal wells, are responsible for the latest hydrocarbon production boom in the US. Linear or crosslinked guars are the most commonly used fluids in traditional fracturing operations. The main functions of these fluids are to open/propagate the fractures and transport proppants into the fractures. Proppants are usually applied to form a thin layer between fracture faces to prop the fractures open at the end of the fracturing process. Chemical breakers are used to break the polymers at the end of the fracturing process so as to provide highly conductive fractures. Concerns over fracture conductivity damage by viscous fluids in ultra‐tight formations found in unconventional reservoirs prompted the industry to develop an alternative fracturing fluid called “slickwater”. It consists mainly of water with a very low concentration of linear polymer. The low concentration polymer serves primarily to reduce the friction loss along the flow lines. Proppant‐carrying capability of this type of fluids is still a subject of debate among industry experts. Constraints on local water availability and the potential for damage to formations have led the industry to develop other types of fracturing fluids such as viscoelastic surfactants and energized fluids. This article reviews both the traditional viscous fluids used in conventional hydraulic fracturing operations as well as the new family of fluids being developed for both traditional and unconventional reservoirs. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40735.     

多效压裂助剂的研究及应用

为了降低成本、减少伤害,通过防膨稳定剂、氧化铵型两性表面活性剂、增效剂和包裹剂为原料,制备了一种多效压裂助剂。结果表明,多效压裂助剂表面张力为22.81 mN/m,界面张力为1.41 mN/m,破乳率为92.10%,基液粘度下降率为4.8%,防膨率为91.70%,同时具有较高的助排、破乳、杀菌、防膨效果,达到一剂多效的作用。现场应用情况表明该技术效果良好。     

多效压裂助剂的研究及应用

为了降低成本、减少伤害,通过防膨稳定剂、氧化铵型两性表面活性剂、增效剂和包裹剂为原料,制备了一种多效压裂助剂。结果表明,多效压裂助剂表面张力为22.81 mN/m,界面张力为1.41 mN/m,破乳率为92.10%,基液粘度下降率为4.8%,防膨率为91.70%,同时具有较高的助排、破乳、杀菌、防膨效果,达到一剂多效的作用。现场应用情况表明该技术效果良好。     

压裂用螯合剂的开发及现场应用

低浓度胍胶压裂液在油田现场配制过程中,由于配液水矿化度较高,在添加交联促进剂后发现压裂液由透明变成白色,静置后出现分层的现象.经分析认为氢氧化镁沉淀,OH-对氢键的破坏等因素共同作用,导致了低浓度胍胶压裂液的分层问题.针对低浓度胍胶压裂液在高矿化度水中配制出现的问题,研究开发了螯合剂AO-1,有效解决了压裂液分层的问题,有效改善了低浓度胍胶压裂液的交联性能和耐温耐剪切性能,能满足现场施工的要求.     

VES清洁压裂液的研制及应用

VES清洁压裂液由1.5%的粘弹性表面活性剂LRZ-1、0.30%激活剂LRZ-2和0.2%破胶剂LRZ-3组成。室内性能评价表明,清洁压裂液具有配制简便、携砂性能良好、摩阻小、低滤失、低伤害等优点,破胶后的表面张力小于30 mN/m。该清洁压裂液在延长油田进行了现场应用,取得了较好的效果,达到改造储层的目的,具有较好的推广价值。     

交联酸压裂液体系研究进展及展望

对近些年国内外交联酸压裂液体系的研究进展进行综述,通过重点对比交联酸的耐温性、携砂性和破胶性,分析交联酸发展过程中存在的问题。针对交联酸研究现有的不足,对交联酸未来的发展方向作出了展望,并指出通过探索有机酸交联的方法使交联酸向环境友好发展的可能性。     

压裂支撑剂的覆膜改性技术

针对油气田开发对压裂支撑剂的性能要求愈来愈高的产业重大需求,油田化学领域运用现代化学理论与技术,开展了一系列卓有成效的压裂支撑剂化学覆膜改性研究和产品研发,为油气工业的快速发展做出了突出贡献。本文从化学和工程两个视角,系统阐述了压裂支撑剂化学覆膜改性的研究方向。化学角度,主要研究方向包括：在支撑剂表面涂层构成化学覆膜、通过化学手段科学改变支撑剂表面特性、化学涂层与改性并举。工程角度,大致分为三个重要研究方向：一是通过在石英砂、陶粒等支撑剂表面涂敷覆膜来提升支撑剂强度;二是通过在石英砂、陶粒等支撑剂表面涂敷覆膜来降低整个支撑剂的相对密度（如自悬浮涂层技术等）;三是石英砂、陶粒等支撑剂表面涂敷覆膜实现堵水疏油的功能。本文还简要阐述了树脂覆膜支撑剂、疏水支撑剂、憎水憎油支撑剂、自悬浮支撑剂、自聚型支撑剂、无机聚合物涂覆支撑剂以及功能性支撑剂等主要产品的特性。展望支撑剂未来的发展趋势,提出支撑剂应向多功能、高性能、小尺寸和智能化方向发展以及开发出更加适合无水压裂的支撑剂和原位生成型自支撑压裂体系。     

清洁压裂液用破胶剂的研究

对于常规的清洁压裂液体系1.5%～2%VES+0.4%～0.5%NaSal,KCl的加入可降低压裂液的流变性;而原油几乎无破胶作用,淡水及盐水的破胶能力也十分有限;松油醇和油酸均具有一定的破胶作用,但加量均较大,且破胶不彻底;0.2%的正辛醇、0.1%的十二烷基硫酸钠、0.1%十二烷基苯磺酸钠均可迅速破胶,且破胶后粘度低于5 mPa.s。     

固体酸酸化压裂技术应用研究

固体酸是一种新型酸化材料,以颗粒状分散于压裂液中,注入储层裂缝后,会缓慢释放或分解出酸性物质,刻蚀地层,实现深部改造。对目前国内固体酸在酸压中的应用和研究情况进行了调研,对固体酸酸化压裂机理、材料、制备工艺和应用情况进行了分析探讨,为该技术在油田的推广应用提供了理论依据。     

耐高温清洁压裂液的制备及性能评价

以丙烯腈、二乙醇胺和芥酸为原料合成了芥酸酰胺丙基二羟乙基叔胺(UC_(22)-OH)。通过FTIR、~1HNMR、~(13)CNMR及HPLC-MS对其进行了结构表征。将UC_(22)-OH用作稠化剂,配制清洁压裂液,考察温度对清洁压裂液表观黏度的影响,并探究高温下胶束聚集体的类型和尺寸。通过室内实验,对UC_(22)-OH清洁压裂液的流变性、携砂性、破胶返排性以及地层伤害性进行了评价。结果表明,质量分数为4%的UC_(22)-OH清洁压裂液在120℃、170 s~(–1)下剪切5400 s,表观黏度稳定保持在65 m Pa·s;80℃下其弹性模量G'>4.2 Pa,黏性模量G'>1.7 Pa,在陶粒体积分数为20%的情况下,可稳定携砂8 h;遇煤油后其可在70 min内彻底破胶,破胶液的表界面张力较低;UC_(22)-OH清洁压裂液的基质渗透率损害率最低,仅为9.1%。UC_(22)-OH清洁压裂液具有优异的耐温性和抗剪切性、80℃下的携砂性能和破胶返排性能优异,对地层具有低残渣、低伤害的特性。