川西致密储层水平井分段压裂工艺技术

川西低渗致密气藏存在异常高压、储层品质差、气井控制半径小、产量递减快、气藏整体采收率低等问题,难动用储量占有较大的比例。直井开发效益差,无法实现效益开发。水平井分段压裂开发是低渗透气藏实现提高单井产能的重要手段。文章在川西致密储层水平井分段压裂改造要求基础上,以实现单井产能最大化为目标优化了裂缝参数组合和多级多缝加砂压裂改造设计参数,以尽可能增加级数为目标改进了分段工具并优化了管柱结构,以实现快速压裂投产目标优化了井筒预处理、快速投球等压裂配套技术,形成了水平井多级多缝压裂工艺技术。成果在川西致密储层水平井成功应用两百余井次,提高了施工时效和单井产能。     

水平井体积压裂技术研究与应用

水平井体积压裂技术是有效开发低渗致密油气藏的关键技术。在深层及超深层碳酸盐岩油藏、致密砂岩油气藏和页岩气等领域,持续开展了裂缝与起裂扩展规律描述方法、裂缝参数优化方法、射孔工艺参数优化、多尺度压裂工艺参数优化方法、分段压裂工具、低伤害压裂酸化工作液体系、压后同步破胶及返排优化、体积裂缝诊断及效果评估方法等研究工作。在调研水平井体积压裂技术研究与现场应用最新进展的基础上,形成了以压前储层综合评价、油藏数值模拟、体积压裂优化设计方法、高效压裂液酸液体系、分段压裂工具/裂缝监测与诊断、压后返排优化控制等为主要内容的储层改造技术链,经华北鄂尔多斯致密砂岩气藏、新疆塔河超深层油藏及四川盆地深层页岩气等试验及推广,效果显著,极大地提高了裂缝的有效改造体积和勘探开发效果。对国内类似油气藏的压裂改造和增储上产均具有重要的借鉴和指导意义。     

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本文对目前我国广泛开展的整体压裂配套技术的优点作了较全面的综述,并针对劫南油田深层低渗透的油藏特征及开发状况,实施整体压裂试验。结果表明,整体压裂配套技术在油气田、特别是在深层低渗透油气藏开发中,起到了全面的增产作用,展示了良好的应用前景。     

四川盆地低渗透砂岩气藏大型水力加砂压裂配套技术

增产改造是低渗透砂岩气藏开发效果的重要保障手段,为了提高气藏单井产量,实现效益开发,中国石油西南油气田公司在该领域开展了广泛深入的研究,形成了以大型水力加砂压裂为主的储层改造及其配套技术,包括：气藏整体压裂方案设计技术,以微型注入为主的压前评价技术,以数值模拟、节点分析为主的大型压裂优化设计技术,以差应变、声发射、黏滞剩磁室内实验与测井资料相结合的地应力大小及方向的分析技术,以示踪迹、微地震为主的裂缝形态监测技术等。这些配套技术的形成,使大型水力加砂压裂工艺在试验区内取得了显著的增产效果,为川渝气区大力推进盆地内砂岩气藏的勘探开发奠定了基础。这些关键技术的研究、归纳与总结,为低渗透砂岩气藏的规模化、效益化开发提供了技术支持。     

低渗透油田小型分层压裂工艺实践

针对低渗透—特低渗透储层含油井段长，单井产量低，储层水敏性强的情况，通过采用分层段小规模多轮次水力压裂技术，对大港西斜坡油田进行整体增产改造。在室内岩心评价的基础上，采用了Viking-C改性胍胶压裂液体系及与地层相适应的Carbo-Lite中强度、低密度压裂砂，并合理设计压裂规模和裂缝参数，68.2%的施工采用了套管压裂注入方式，进行低排量、高砂比压裂施工，有效提高了单井产量，改善了低效油田的开发局面。     

水平井整体压裂裂缝参数优化设计

水平井压裂已成为低渗透油气藏开发的一项前沿技术,但目前该技术仅仅立足于单井压裂,没有考虑井网的影响。为此以提高整个区块的采收率为目标,以油藏整体为研究对象,提出了水平井整体压裂裂缝参数优化设计的基本思路。在优选水平井整体压裂井网的基础上,考虑水平井压裂裂缝形态,对缝长、裂缝条数、裂缝角度、缝宽、裂缝非均匀性和裂缝间距等参数进行了优化,预测了压裂水平井的生产动态,并制定了适合压裂水平井的生产制度。通过分析每个裂缝参数对油井累积产油量的影响程度,得到了影响压裂后水平井产能的裂缝主要参数和次要参数,在此基础上寻求裂缝参数的最优组合,为解决水平井整体压裂裂缝参数的优选问题提供了思路和借鉴。     

安棚油田深层系天然裂缝控制因素分析

为了最大限度地发挥天然裂缝在油田注水开发中的作用，特别是为了有针对性地开展低孔低渗透油气藏的压裂投产工作，提高低孔低渗透储层的压裂改造效果，有必要认真研究地层天然裂缝的控制因素，搞清其分布规律，从而趋利避害。基于此，以安棚油田深层系特低孔特低渗透油气藏天然裂缝为研究对象，对其控制因素进行了较深入的分析，希望通过这一分析研究对了解其它各种砂泥岩剖面天然裂缝控制因素有一定的借鉴作用。     

准噶尔盆地超深低渗透储层改造技术研究——以庄106井酸洗增产效果分析为例

针对准噶尔盆地超深低渗透油藏储量规模落实但单井产量较低的难题,研究了低油价常态下的开发对策。近年来压裂、酸化等储层改造措施总体效果较差,但庄106井超深低渗透油水同层酸洗后产液能力提高17倍,已增油1421t,表明低投入的实用开采技术可以获得较好的增产效果。目前国外超深层油气开发技术投资费用偏高,应着力拓展稀油。针对新春采油厂超深井单井产能低、大型储层改造由于费用高而难以规模应用的难题,注水吞吐等经济开发思路值得深入探讨和实践。准噶尔盆地中部深层储层渗透性差且裂缝不发育,吸水差。在保证注水水质前提下,不必高压注水,可以考虑温和注水。     

阿尔塔拉凹陷压裂控缝高及诊断技术

对于低渗透薄互层油气藏,储层压裂改造期望压裂作业后人工裂缝尽可能在目地层内支撑,从而增加有效支撑裂缝长度,提高人工裂缝的支撑效果。然而在实际压裂施工过程中并非所有的层都能够达到设计要求,由于施工参数和施工工艺的影响,施工缝高易过度增长。因此需要优化设计参数和施工工艺,提高该类储层压裂效果。提出了压裂改造此类储层的单薄层控缝高和多层提高压开程度的低伤害、高效改造工艺及诊断方法。通过现场应用平均探井单井产量提高了4～10m3/d,勘探试油成功率提高到85%以上,取得良好的效果。     

苏里格气田下二叠统储层改造难点及对策

苏里格气田储层具有“低孔、低渗、低压”的特点,水力压裂改造成为开发该气田的主要手段。由于储层物性变化大、多薄层等原因,单井压裂改造裂缝参数在井网中效应的优化难度很大,施工参数很难考虑地应力剖面的纵向控制效果。因此,针对压裂改造中的突出难点,提出了相应的解决对策：建立单井与井网匹配优化模型,充分利用数值模拟、裂缝参数优化、应力剖面分析技术和裂缝闭合优化等技术。应用上述配套技术,使得压裂改造的裂缝参数与储层的匹配更加紧密;根据应力特征优化的参数更有针对性,有利于获得合理裂缝剖面;利用所提出的小型压裂技术进一步增强了对储层的认识和对压裂工艺的提升。为苏里格气田的储层改造和压裂效果的评估提供了技术支持。     

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低渗凝析油气藏一般具有埋藏较深、高温、高压、低渗透、地露压差小和易反凝析等特点，使得开发难度较大。实践证明，气藏经过压裂改造后，取得了一定的效果，是有效的措施之一，但大多采用和一般的油气藏相同的压裂设计施工。文章在低渗凝析油气藏的相态特征分析的基础上，采用网格放大技术对人工裂缝进行处理，建立了低渗凝析油气藏压裂的数学模型，首次将COMPIV模型运用于低渗凝析油气藏压裂气井产能预测模拟，优化了压裂设计的几何参数，确定了影响压裂效果的最优裂缝的几何参数，这为低渗凝析油气藏压裂方案设计提供一些理论依据。     

低渗透油藏水平井开发设计研究

针对大庆外围低渗透油田储层特点,以油藏工程分析和数值模拟为手段,对水平井进行了优化设计。系统研究了水平井与常规井网互相协调的注采方式,论述了采取早期注水对保持水平井区地层压力和提高水平井稳定产量的重要性。大庆低渗透油田水平井开采实践表明,水平井的生产能力是同类地区压裂直井的3－6倍,水平井技术在低渗透油田具有一定的应用前景。     

水平井精细分段深度酸化压裂技术研究与应用

四川盆地高石梯-磨溪地区震旦系灯影组碳酸盐岩气藏储层具有超深、高温、低孔低渗且非均质性强的地质特征,为储层改造带来新挑战,当前的改造工艺需进一步优化.通过室内实验和理论研究,对储层可压裂改造性进行量化评价,优选酸液体系和酸化压裂工艺,优化注酸排量和注酸强度等参数,形成了水平井精细分段深度酸化压裂工艺,并进行了现场应用....     

长庆超低渗透油藏低产水平井重复改造技术研究及应用

受储层致密低压、完井改造程度低、长期注采驱替难以建立等因素影响,鄂尔多斯盆地部分水平井产量递减大而低产。通过对水平井典型注采井网的生产动态进行历史拟合,研究了油藏压力和剩余油分布特征。以扩大储层改造体积、增加裂缝复杂程度、恢复缝网导流、解除深部堵塞和提升地层能量为目的,集成体积压裂与补充能量为一体进行重复改造设计,形成了水平井“高排量注入、两级暂堵升压、多功能压裂液、压后关井扩压”的分段补能体积复压工艺模式和配套的压缩式双封单卡组合管柱。优化施工排量为4~6 m3/min,缝口缝内两级暂堵转向,单段液量为800~1 000 m3,单段压后关井1~2 d。在鄂尔多斯盆地超低渗透油藏开展了5口水平井现场试验,单井补能体积复压5~6段,井均日产油量由1.6 t提高至6.2 t,达到了本井投产初期产量,与同区块常规复压井相比日增油提高了1倍。井组地层能量上升2~4 MPa,1年累计增油量超过1 200 t,与本井初次压裂投产相比年递减率降低38%。该技术对其他非常规储层提高水平井老井产量及最终采出程度有一定的借鉴。     

深层低渗储层压裂工艺优化技术

目前低渗油气储量的动用离不开压裂改造。在压裂过程中，受现有压裂技术的影响，压裂液的滤饼和对支撑剂充填层的污染不可避免地直接影响压裂效果，造成产量增加不明显或增产有效期短等问题。针对东濮凹陷低渗储层压裂改造中高温、高闭合应力的特点，文章开发研制了低伤害压裂液体系，包括低伤害羟丙基胍胶及OB-991和OB-992两种压裂液，生产的高强度支撑剂在69 MPa下破碎率小于7%，其性能指标满足深层低渗储层压裂改造的需要。文章还从污染机理入手，开展了水力裂缝缝面处理技术研究，筛选的多种压裂缝面处理剂具有降解压裂液残渣幅度大，对压裂液伤害堵塞物溶解率大于80%的特点。将这些技术应用于现场试验，取得了较好的增产效果，共实施17口井现场施工，累计增油上万吨，增产天然气数百万立方米，取得了明显的经济效益。     

建南气田低压低渗碳酸盐岩气藏储层改造技术

为了更好地开发鄂西地区建南碳酸盐岩气藏,通过三年的技术攻关,研究了一套低压低渗碳酸盐岩气藏的改造技术。在水平井上,实施屏蔽暂堵钻井、氧化解堵和水平井段酸压;在储层深部改造技术方面,进行了酸化、胶凝酸深部酸压和水力加砂压裂措施,并成功应用了2井次压裂、酸压复合工艺。同时还研究了3种配套的酸压措施管柱。     

红台低压气藏压裂工艺技术研究与应用

红台气田储层岩性致密,物性差,原始地层压力系数偏低,为典型的低孔、低渗、低压"三低"储层,气井必须经过压裂改造才能获得工业油气流。针对低压气藏压裂存在的普遍问题,从红台气藏地质特征出发,优化压裂工艺参数,改进施工工艺,在保证压裂施工成功的基础上增大压裂规模,研究应用泡沫压裂液体系,有效缓解低压储层压裂存在的问题。对具备条件的气井开展压裂投产一体化管柱和分层压裂等新工艺、新技术试验,提高了压裂增产效果,增加了气田产能。     

白音查干浅油层压裂技术应用

白音查干油田油藏埋深浅,温度低。储层具有含油条带窄、油层单一、单层厚度小、小断层发育、断块小、油水界面不统一等特点。压裂改造存在压裂液破胶难、液体返排率低、效果差等难点。对此开展了低温压裂液体系、压裂设计优化及施工参数优化等研究工作,形成了适合白音查干浅油层的系列低温压裂液体系及压裂设计优化技术,经现场应用取得了显著的增产效果。     

液体火药高能气体压裂技术研究和在深层油气藏中的应用

高能气体压裂技术是最近发展起来的一种新型增产技术。从生产实际出发,根据中原油田油藏埋藏深、地层渗透性差的特点,在固体火药高能气体压裂应用的基础上,开发研制了系列液体火药。介绍了液体火药的优点、作用机理、配方、种类,以及选并原则和施工工艺。1997年至1999年在16口井进行现场试验,工艺成功率100％,截至1999年10月底,已累积增油6650t,取得了较好的效果。实践证明,液体火药高能气体压裂技术可极大地提高深层油气藏的采油效果,对于改善深层低渗透油气藏的开发状况具有广阔的应用前景。表3参2（叶显军摘）     

DY2HF深层页岩气水平井分段压裂技术

DY2HF井是位于川东南丁山构造、目的层为龙马溪组海相页岩气的重点探井,具有高温、超高应力的特点。为解决该井压裂作业存在的施工压力高和加砂困难等难题,开展了深层页岩气水平井分段压裂技术研究。根据丁山页岩特征和地应力状态,进行了井口施工压力预测和排量优化,建立了水平井段多裂缝覆盖率计算模型,并结合诱导应力场计算结果进行了段簇优化。根据页岩气网络压裂技术的特点及该井的具体情况,确定采用高减阻低伤害滑溜水和活性胶液进行混合压裂,采用低密度高强度覆膜支撑剂进行组合加砂,并对压裂参数进行了模拟优化。DY2HF井分段压裂井口限压95 MPa,施工总液量29 516 m3,总砂量319 m3,最高排量13.6 m3/min,滑溜水减阻率达78%,胶液完全水化,压裂后获得高产工业气流,实现了深层页岩气水平井压裂技术突破。该井分段压裂结果表明,丁山等深层页岩气已经具备了有效勘探开发的技术基础。