有机聚合物覆膜对石英砂压裂支撑剂破碎率的影响研究

天然石英砂压裂支撑剂具有成本低、来源广的优点,但存在破碎率高的缺点。如何有效降低天然石英砂压裂支撑剂的破碎率,是拓展其应用的关键问题。覆膜法将有机聚合物包覆在天然石英砂压裂支撑剂表面,制备具有“核壳”结构的覆膜砂,是降低破碎率的重要方法。以70-140目石英砂压裂支撑剂为研究对象,分别以酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、聚氨酯为包覆剂,制备了4种覆膜砂,研究了有机聚合物不同种类和不同用量对天然石英砂压裂支撑剂破碎率的影响。结果表明：当采用同种有机聚合物时,在69 MPa闭合压力下,随着有机聚合物用量增加(2%～4%),破碎率先快速降低、后缓慢降低,当有机聚合物用量为6%时,破碎率显著降低;当有机聚合物用量均为6%时,在69 MPa闭合压力下,环氧树脂所得覆膜砂破碎率最低(其值为0.8%),呋喃树脂所得覆膜砂破碎率最高(其值为3.1%),酚醛树脂和聚氨酯所得覆膜砂破碎率居中(其值分别为1.3%和1.8%)。该研究结果可为低破碎率覆膜砂的合成提供一定的理论依据。     

端部脱砂压裂防砂技术在老河口油田老168区块的应用

根据端部脱砂压裂充填防砂机理可知,疏松砂岩油藏压裂防砂改变了流体的流动模式,将压裂前的径向流转变为压裂后的双线性流,从而大大减小了近井地带的压力梯度,降低了流体流动冲刷和携带微粒的能力,既满足了防砂要求,又实现了油井增产的目的.通过研究压裂防砂端部脱砂的形成条件,确定了压裂防砂施工参数的基本计算方法,结合老河口油田老168区块的储层应力特征,进行了压裂防砂可行性分析,模拟结果显示,老 168-斜16单井裂缝平均铺砂浓度为30 kg/m2,利用端部脱砂压裂防砂技术在该区块实施了12井次,防砂施工成功率达100%,防砂后平均单井产油量为12.82 r/d,防砂及增产效果明显,为该区块的高效开发提供了可靠的技术手段.     

压裂防砂技术端部脱砂工艺试验研究

为提高筛管外的砾石压实程度,保证滤砂层厚度和防砂效果;同时为提高疏松油层裂缝中砾石充填密度,保证裂缝开度,提高增产效果,通过室内理论研究和现场试验,研制出了适应稠油压裂防砂的端部脱砂工艺.该技术结合了压裂技术和砾石充填技术,在压裂施工之前将具有砾石充填防砂管柱与压裂管柱双重作用的压裂-砾石充填防砂管柱下到井下油层段,在水力压裂施工的同时一次完成砾石充填防砂施工作业.研究表明,压裂填砂管柱是实现端部脱砂工艺的关键,压裂后油井可以即时进行压裂液反排,缩短压裂液对地层的浸泡时间,有效降低对地层造成的污染.     

预固化树脂覆膜砂的研究

开发了一种制备预固化树脂覆膜石英砂支撑剂的方法。石英砂加热至110～350℃，置于混砂机内搅拌。依次往石英砂中加入偶联剂、树脂和增韧剂。搅拌10～20s后，加入固化剂使其表面覆膜树脂开始固化。搅拌60～120S后，加入硬脂酸钙。继续搅拌60～180s后，覆膜石英砂颗粒流动自如。冷却、过筛即可得到树脂覆膜石英砂。讨论了树脂的种类和含量、偶联剂和增韧剂对石英砂表面光滑度、圆度、球度、密度、酸溶解度、破碎率及导流能力的影响。石英砂被覆膜树脂后同中密度的陶粒支撑剂（52MPa）相比，具有密度小、酸溶解度低、抗破碎能力强和短期导流能力好等特性。预固化树脂砂的价格和施工成本都比陶粒低，现场施工已证明。使用预固化树脂砂不仅提高了原油产率，而且延长了压裂后的时效性，是一种具有发展前景的压裂支撑剂。     

相对渗透率调节剂负载砂制备工艺及性能研究

通过在充填石英砂表面化学接枝具有相对渗透率调节功能的三元共聚物制备了相对渗透率调节剂负载砂,研究了相对渗透率调节剂负载砂的负载工艺及制备方法,并对其控水性能及耐温、耐压性能进行了室内评价。红外光谱研究表明在充填石英砂表面负载有相对渗透率调节剂（三元共聚物）,优化制备的相对渗透率调节剂负载砂的负载量为6.5%,负载砂可以明显降低水相渗透率,而对油相渗透率影响很小,NFRR≥3,说明其控水性能优良;耐受温度80℃以上,地层压力下控水性能稳定,可以满足绝大多数油田的控水防砂要求。图4表1参6     

压裂覆膜石英砂沉降机理研究及压裂施工排量优化

采用压裂覆膜石英砂压裂施工具有环保压力小、储层二次伤害低,节能、成本低等特性.压裂覆膜石英砂具有低密度、自悬浮及降摩阻等技术特性,能够采用地层水、清水、返排液等液体进行携砂压裂的一种覆膜砂.通过对压裂覆膜石英砂开展室内性能检测及实验评估,同时结合不同油藏地质特征及现场实际需求,优化出压裂施工排量与"储层埋藏深度、管柱内径大小、支撑剂浓度以及支撑剂粒径"四者的相关性,优化出"埋深、管柱、砂浓度、粒径"四位一体的压裂施工排量优化方案,指导青海油田清水压裂在不同区块措施改造方案的优化及改进.     

射孔-压裂充填防砂联作完井在深水气田的应用

为了缩短深水完井作业周期,降低完井作业成本,减轻对储层造成的伤害,并确保作业安全和完井质量,在国内某深水气田首次采用射孔-压裂充填防砂联作完井工艺。该工艺将常规射孔、端部脱砂压裂和砾石充填防砂作业集成于一体,采用POIT阀、地层隔离阀、自动灌浆装置、IRDV阀等测试和完井工具,1趟管柱完成射孔和压裂充填防砂作业。7口井的现场应用情况表明,采用该工艺整个作业安全、顺利,作业质量收到预期效果。与常规作业相比,该工艺节约作业时间约448 h,大大缩短了完井液对储层的浸泡时间,减轻了对储层的污染程度。     

页岩气网络压裂支撑剂导流特性评价

页岩气水平井长缝网络压裂支撑剂铺置浓度低,嵌入伤害大,导流特性与常规油气藏不同,与北美页岩气水平井中短缝压裂也有明显差异。为评价不同类型支撑剂在低铺砂浓度下的导流特性,采集龙马溪组地层页岩露头制作试验岩样,使用 FCES-100 裂缝导流仪对陶粒、石英砂、覆膜砂3种类型支撑剂在不同粒径、不同铺砂浓度和不同闭合压力条件下的导流特性进行了评价。结果表明:支撑剂类型、闭合压力和铺砂浓度对页岩支撑裂缝的导流能力影响较大;中高闭合压力和低铺砂浓度条件下,覆膜砂的导流能力最大,陶粒次之,石英砂最小。评价结果可为页岩气ESRV（effective stimulation reservoir volume）网络压裂裂缝导流能力的优化、支撑剂的优选和压裂设计提供依据。      

一种树脂覆膜砂支撑剂的研究及现场应用

讨论了制备用作压裂支撑刺的树脂覆膜砂使用的树脂和固化剂的选择、包胶设备及工艺。选用软化点〉80℃、富含酸基并中和成盐、在水中易乳化的改性双酚A环氧树脂和中温固化的潜伏型固化刺，制备了树脂覆膜石英砂。该覆膜砂的导流能力在闭合压力〉15MPa时明显高于原始石英砂。〉40MPa时与52MPa陶粒相当或略好；该覆膜砂的52MPa和70MPa破碎率远小于石英砂，仅为3．01％和7．00％，浊度、圆度、球度、酸溶度均好于石英砂。井深3750m、油层温度130℃、原始压力系数高达1．8的某油井，1987年用普通陶粒压裂后投产，返吐砂量0．544m^3；1988年用普通陶粒压裂酸化后，砂面高于人工井底45．35m；2003年压裂中使用该覆膜砂38m^3，压裂后未返吐砂。产油量增加，有效期已超过6个月。图2表2参5。     

雁木西疏松砂岩油藏压裂防砂技术研究与应用

疏松砂岩油藏,胶结强度差。投产后出砂严重,储层出砂会造成严重的地层伤害及卡泵事故。以吐哈最典型的疏松砂岩油藏雁木西油藏为背景,研究形成了疏松砂岩油藏压裂防砂新技术,该技术采用高砂比、低排量、连续段塞加砂技术,实现端部脱砂,从而提高裂缝导流能力。并通过压裂防砂机理研究,从而优选出性能优良的纤维覆膜砂支撑剂。其抗压、抗折能力强,50 MPa下破碎率0.99%,仅为常规支撑剂的四分之一。岩心试验8h出砂量仅为0.16 mg,能有效过滤细粉砂岩,减少油井出砂,最终提高疏松砂岩油藏的产能。