压裂施工中常见问题及处理方法

压裂施工中目的层压不开是经常发生的,压窜现象也经常会发生。目前薄夹层井压裂施工很多,现多采用保护薄隔层压裂工艺进行施工。在施工过程中一旦确认是地层窜槽,则应立即停砂,进行替挤,避免出现更大的经济损失。压裂施工是一个复杂的过程,其中对压裂原材料、压裂设备以及下井工具等要求极为严格。施工过程中要求每一个环节都要配合得当,做到现场指挥与技术人员及工作人员步调一致。     

低渗致密油藏压裂施工有效隔层界限划分研究

新疆油田Mal8 井区百口泉组砂砾岩储层多为横向变化较大且厚度不均的薄互层,其间存在2~3 个不等厚泥岩隔层。目前开发中存在压裂效果差,压窜现象突出的问题。 为了能更有效地改造这类储层,开展了压裂有效隔层的界限划分研究。利用压裂软件技术!结合该井区实际压裂情况,分析地质及工程因素对缝高的影响,筛选出影响缝高的主控因素!然后将主控因素作为参数,建立了该区该类储层有效隔层识别图版。通过实例井的验证表明,该图版能够模拟不同施工情况下的有效隔层界限,对该区后续的储层改造具有重要意义。     

尕斯油田薄互层控缝高压裂技术研究

薄互层油藏具有储层物性差、有效厚度薄、天然裂缝发育、储隔层应力差小等特点,压裂改造是这类储层投产或增产的重要手段。压裂改造的技术难点在于压裂目的层薄,隔层遮挡能力差,压裂施工容易压窜,缝高难以控制,加剧层间矛盾。以青海尕斯油田为例,通过对人工裂缝高的影响因素进行研究,对各种控缝高技术适应性进行分析,选出合适的控缝高技术。对尕斯油田的X井进行人工隔层技术优化设计试验,模拟结果表明,缝高得到有效控制,由常规压裂的18.0 m变为12.9 m,其上下隔层都不会被压窜,保证了压裂施工的成功,同时缝长得到增加。该方法可应用于现场控缝高压裂设计。     

水平井压裂段间窜流机理及防窜方法研究

本文通过对水平井多级压裂产生窜流原因进行分析,分析一二界面胶结质量和施工工艺参数对段间窜流的影响,优选高效驱替前置液及晶体微膨胀水泥浆体系,采用合理施工压力、射孔间距及施工参数,降低水平井压裂段间窜流风险,为吉林油田水平井高效开发提供技术支持。     

河南油田老区薄层压裂技术研究

河南油田老区压裂目的层有效厚度仅有2～6 m,隔层厚度最小只有2～3 m,压裂改造的技术难点在于压裂目的层薄,隔层遮挡能力差,压裂施工容易压窜隔层,加剧老区层间矛盾。通过对影响人工裂缝高度因素研究与分析,研究出了薄层压裂工艺技术,现场实施45口井次,累计增产原油39 000 t,取得了良好的增产效果。薄层压裂技术为河南油田老区的稳产提供了重要的技术保证。     

河南油田老区薄层压裂技术研究

河南油田老区压裂目的层有效厚度仅有2～6m，隔层厚度最小只有2～3m，压裂改造的技术难点在于压裂目的层薄，隔层遮挡能力差，压裂施工容易压窜隔层，加剧老区层间矛盾。通过对影响人工裂缝高度因素研究与分析，研究出了薄层压裂工艺技术，现场实施45口井次，累计增产原油39000t，取得了良好的增产效果。薄层压裂技术为河南油田老区的稳产提供了重要的技术保证。     

三次加密井压裂改造

对于三次加密井这种层数多、隔层薄、油层物性差且分散的情况，现有的压裂技术存在以下问题：现有压裂工艺要求隔层下限为2m，而三次加密井中许多临近高含水层的储层，由于隔层小于2m(甚至只有0．4m)而不能采用现有压裂技术进行压裂，否则会压窜隔层导致油井含水上升。因此研究了平衡压裂工艺改造临近高含水层的薄差储层。     

喇嘛甸油田特高含水期厚油层挖潜工艺

针对喇嘛甸油田特高含水期厚油层不同结构界面的情况和剩余油分布的类型,提出了种厚油层精细挖潜的采油工艺:①长胶筒封隔器细分注水、堵水工艺,胶筒长1～m,封卡薄隔层及附近的炮眼,封卡结构界面厚度为0.2m;②层内水力割缝射孔工艺,该工艺定位控制精度高,割缝无震动,对薄夹层及水泥环不产生损伤,试验的最小隔层厚度达到0.2m;③层内定位平衡压裂工艺,利用6种工艺管柱,可保护上、中、下结构界面及压裂层上、下结构界面,实施的结构界面厚度达到0.4m.这种精细挖潜工艺均得到了应用,对特高含水期厚油层挖潜有较好效果.     

多层非均质层间窜流定量表征及开发对策

针对水驱油藏非均质储层层间窜流干扰问题,设计了多层非均质长岩心物理模型,运用阿尔奇方法计算各级渗透率岩心组沿程饱和度分布,模拟研究多层水驱生产特征及层间窜流规律,通过末端岩心饱和度变化确定窜流程度,对比不同非均质性条件下层间窜流程度的差异.结果表明:逐层启动开发方式下,层间窜流程度大幅降低,其采收率较多层并行合采提高4...     

水平井定向射孔裂缝起裂与穿层特征数值分析

为了探索水力裂缝的起裂形式和受控因素影响以及水力裂缝扩展至产层隔层界面处的穿层特征,运用基于有限元的数值模拟方法建立数值模型对其进行分析和研究,重点探讨了压裂双裂缝形成的可能性和条件,模拟了裂缝延伸至产层与隔层界面处的穿层现象。结果表明,地应力差和射孔方位角对压裂裂缝的起裂形式影响显著,地应力差越大,则裂缝从射孔方向起裂的可能性越小,方位角越大,从射孔方向起裂的可能性也越小,此时若水泥环失效,裂缝可从井壁大主应力方向起裂;若满足岩层物理力学与压裂条件,裂缝同时从射孔方向和井壁大主应力方向起裂的双裂缝起裂形式是可能的;在裂缝延伸过程中,产层与隔层弱胶结界面可使裂缝钝化或滑移成“T”型裂缝,弹性模量较小的隔层有利于裂缝穿层并继续延伸。数值分析结果可对水平井射孔参数优化及水力压裂施工提供些许参考。     

煤层气井多次铺砂压裂工艺

沁水盆地高阶煤储层采用活性水压裂工艺后,直井平均单井日产量仅1 000 m3/d左右。理论分析和压裂监测统计表明,常规活性水压裂工艺存在压裂容易窜层和活性水携砂能力差、支撑距离短的弊端,制约了煤层的改造效果和单井产量的提升。为进一步提高煤层气井压裂改造效率,利用低黏液体携砂能力差、易形成砂堤的特性,提出煤层多次铺砂压裂工艺思路。以裂缝和砂堤为研究对象,根据物质平衡理论,建立了活性水多次铺砂压裂数学模型,同时优化压裂排量、液量和支撑剂粒径等工艺参数。现场试验结果表明,应用三次铺砂压裂工艺大大降低了煤层压窜的程度,压后单井平均日产气量达到2 223 m3/d,验证了三次铺砂数值计算模型指导现场施工的可行性。     

彭水区块页岩气水平井固井技术研究与应用

为了提高页岩气水平井固井质量,满足分段压裂需求,结合彭水区块固井技术特点,对水泥浆体系和固井工艺进行了研究。针对页岩气压裂需求,研究固井技术对策,并开展数值模拟,分析了压裂过程水泥石受力状态,形成降低弹性模量和提高水泥石抗拉强度的改性要求。利用力学分析结论,优选SFP弹塑性水泥浆体系,弹性模量降低50%,抗拉强度提高50%,满足分段压裂水泥石力学性能要求。为提高顶替效率,优选弹性扶正器及安放方案,利用高效溶剂型冲洗液体系和冲洗技术,以提高固井质量。水泥浆体系和工艺技术在彭水区块4口井开展应用,目的层固井质量胶结中等达到96%以上,压裂施工过程未见层间窜现象。     

双河油田高含水开发后期薄互层控水压裂技术研究

双河油田经过40年的开发,目前处于特高含水开发期,挖潜对象已由初期的大厚层转向中低渗透薄互层,而压裂措施是这类低品位油藏挖潜的最有效手段。常规的压裂技术难以实现对人工裂缝的控制以及压裂后控制含水等问题。因此,本文在研究地质和工程参数对人工裂缝缝高影响的基础上,制定应力差与隔层厚度界限图版,为薄互层压裂选井选层提供科学依据,同时评价出具有较好控水作用的透油阻水支撑剂与压裂堵水剂。现场应用结果表明,透油阻水支撑剂与压裂堵水剂的复合应用发挥了比较明显的协同效应及控水增油效果,拓宽了高含水油田压裂改造技术应用范围,具有良好的推广应用前景。     

玛湖地区致密砾岩人工裂缝垂向延伸机理应力模拟

针对新疆油田玛湖砾岩油藏储集层特低孔特低渗特征,开展水平井体积压裂改造储集层试验,但由于泥岩夹层多,压裂缝穿层难,压裂缝如何最大程度连通储集层是一大难点。以流固耦合和岩石弹塑性断裂力学理论为基础,以有限元数值模拟为手段,探讨水平井体积压裂过程中泥岩层的应力演化规律和破裂机理,对泥岩夹层厚度、岩石力学参数、地层倾角、有效应力等影响因素进行分析。结果表明,在一定压裂液注入速度（压裂液施工排量3.5 m ³/min）条件下,压裂缝穿越泥岩夹层有效厚度小于5.0 m;砾岩和泥岩力学参数差异越大、泥岩层地层倾角越大,压裂缝穿透泥岩的能力越差;最小水平有效主应力对裂缝垂向上的延展具有主导作用。此外,水平井距泥岩层距离以及井口注入压力对裂缝的延伸都有重要影响。施工作业时,应避免距泥岩隔夹层近距离射孔,以提升压裂效果。     

夹层对于CO2气顶大底水薄油藏开发规律的影响研究

为了改善气顶大底水薄油藏的开发效果,针对大气顶薄底水油藏在开发过程中面临气窜、水窜的风险,该文利用岩心和测井资料对夹层进行了定量评价和识别;应用油藏数值模拟技术,研究了夹层对于X油藏气窜、油侵气顶、开发方式及开发效果的影响。结果表明：X油藏气油界面处发育厚度1～2 m的低渗透夹层,平面展布范围广,从东向西方向夹层逐渐减薄。采用“划层系、分区域”的开发策略和先底部采油后边部采油的开发方式进行开发。在夹层下面布井,气顶状态变化不大,气窜现象微弱,无油侵气顶现象发生;在夹层以上布井开发,夹层不能阻止油侵气顶;夹层以上的区域按气顶边底水油藏开发,夹层以下的区域按底水油藏开发,且先开发底部层系具有较好的开发效果。以上成果认识,对于气顶大底水薄油藏的开发具有一定的指导意义。     

胜坨油田特高含水期油层层内潜力研究及挖潜措施

胜坨油田历经三十多年的开发已进入特高含水开发期,平面层间高度水淹,层内油层底部水窜严重。为挖掘油层层内剩余油潜力,运用精细油藏描述技术,对胜利坨油田各种沉积类型剩余油分布特点进行了综合研究,进一步认识了油层层内厚油层剩余油分布规律;利用超细水泥堵炮眼工艺进行层内挖潜,取得了明显的增油降水效果,改善了特高含水期厚油层开发效果。层内挖潜是提高油田最终采收率的有效途径。     

套管水泥环的室内破坏试验及力学分析

套管外水泥环的破坏是导致管外串槽、套管外腐蚀的原因之一。为弄清井下作业是否会损坏管外水泥环 ,进行了一系列室内破坏试验 ,并对试验结果进行了理论分析。试验结果表明 :管外水泥环无围压时 ,套管内施加很小的压力 ,就会导致水泥环上产生裂纹 ;水力锚作业对水泥环的破坏程度比压裂对水泥环的破坏程度更严重 ;没有围压的水泥环抗内压强度极低。提出压裂与酸化设计中 ,应考虑作业压力对套管外水泥环的破坏作用 ;在选用井下工具时 ,应尽量避免选用带有爪牙的局部支撑管柱的井下工具。     

有效提高页岩气井固井质量的泥饼固化防窜固井技术

X2井是湖北某盆地的一口重点页岩气评价井。为解决该区域存在的φ139.7 mm生产套管固井前钻井井漏严重、井径极其不规则、固井质量难以保证后续储层体积压裂作业等问题,在室内评价实验的基础上,决定使用泥饼固化(MCS,Mud Cake Solidification)防窜固井技术。该项技术的机理是把泥饼固化剂放在先导水泥浆之前注入,通过其与井壁泥饼接触并进行一系列化学反应,形成的胶凝物质对泥饼中的各物质进行填充和黏接,相互胶结形成致密的固结体,进而实现固井二界面泥饼固化。X2井的现场应用效果表明:声波一变密度测井(CBL/VDL)解释结果第一界面固井质量胶结好的占91.4%,胶结中等的占8.3%,胶结差的占0.3%;第二界面固井质量胶结好的占29.4%,胶结中等的占70.6%,胶结差的占比为0,综合评价为优质,较邻井(X1井)固井质量大幅度提高;X2井经初步压裂,测试获得页岩气产量900 m~3/d。充分说明了MCS技术不但可显著提高复杂井界面胶结质量和层间封隔效果,满足页岩气体积压裂的需要,而且还能避免因顶替效率低、界面胶结质量差而导致的测井质量差和潜伏的环空气窜问题。     

新型前置投球选择性分压方法及其应用

针对以往常规投球分层压裂的局限性,提出了将二次加砂或多次加砂改变为一次加砂的做法。具体做法是：将投球的时机提前到前置液中间某个时段,在正式加砂前,用低黏度的线性胶和（或）活性水替满一个井筒容积,然后适当停泵,之后再正式加砂;如果是多薄层压裂,可尝试前置液阶段多次投球;多次投球时,应设计较小的排量,并且排量应保持恒定以判断是否压新层。经现场初步应用,证明该方法适应性与针对性强,具可操作性,适合于特低渗透薄互层的高效压裂改造。该方法避免了以往常规投球压裂的盲目性和层间窜流造成的支撑剂干扰现象,在提高压开程度、控制裂缝高度、改善支撑剖面及提高压后效果等方面,具有重要的理论和实践意义。