碳酸盐岩缝内暂堵转向压裂裂缝扩展规律实验

溶洞是塔河油田缝洞型碳酸盐岩储层的主要储集空间,且井周许多发育储集体位于非水平最大主应力方向上,采用暂堵转向压裂可以实现非水平最大主应力方向上的储层改造。采用30 cm×30 cm×30 cm的天然碳酸盐岩露头进行缝内暂堵转向压裂模拟实验,通过CT扫描技术对一次压裂和暂堵压裂后的裂缝形态进行观测,探究了地应力差、天然裂缝和压裂液黏度对裂缝形态的影响,并进行暂堵起裂理论分析。研究结果表明:岩样天然裂缝或层理发育以及足够的暂堵压力是实现缝内暂堵转向压裂的必要条件;不同水平应力差下,均能实现缝内暂堵转向,并且地应力差越小,裂缝形态越复杂,改造越范围越大;暂堵剂进入裂缝内是保证转向压裂成功的重要条件,压裂液黏度过低时携砂能力差,形成的一次裂缝开度相对较小,易导致暂堵剂难以进入。研究结果为塔河油田缝洞型碳酸盐岩储层压裂方案设计提供了理论依据。     

页岩气水平井投球暂堵压裂裂缝数模研究

在非均质性强、地应力差大的页岩气储层,常规段内多簇压裂工艺难以沟通储层中的天然裂缝形成复杂的水力裂缝网络.在四川盆地长宁、威远区块套管井试验了暂堵球分段压裂工艺,通过缩短簇间距、增大单段内的裂缝数目成功地实现了对套变影响段的有效改造,实现了页岩气井控储量的有效动用.为进一歩明确页岩气水平井段内投球暂堵压裂后水力裂缝的扩...     

段内暂堵转向缝网压裂技术在页岩气水平复杂井段的应用

段内缝网压裂施工过程中投送暂堵剂,在高渗透带形成滤饼桥堵,促使新缝的产生和增加单缝的复杂程度,最终在水平段内形成缝网,提高储层的动用程度。页岩储层岩性致密,具有非均质性强的特点,在井筒变形、完井工具入井困难的情况下,常规的分段压裂改造技术无法实施,应用段内暂堵转向缝网压裂技术可以实现复杂井段储层的改造,提高储层的动用程度。     

碳酸盐岩储层缝内暂堵转向压裂实验研究

顺北油气田碳酸盐岩储层非均质性强、连通性差,采用暂堵转向压裂技术可提高裂缝复杂程度,改善开发效果,但碳酸盐岩储层暂堵条件下的裂缝起裂扩展规律尚不明确。为此,采用改进后的三轴压裂物模模拟实验装置,进行了碳酸盐岩暂堵转向压裂实验研究。依次注入压裂液和加有暂堵剂的压裂液,分析了注入暂堵剂前后的施工压力曲线变化情况和暂堵转向压裂后的裂缝形态,从而明确了裂缝暂堵转向规律和实现缝内暂堵转向压裂的条件。研究表明,暂堵可增大裂缝复杂程度;为了实现缝内暂堵转向压裂,岩样内要发育有天然裂缝或层理面,同时暂堵剂能够进入裂缝内并实现封堵,使施工压力升高,从而实现新缝开启或转向。碳酸盐岩缝内暂堵转向规律研究结果为顺北油气田碳酸盐岩储层压裂改造提供了理论依据。      

低渗透储层多级转向压裂技术

低渗透储层采用常规压裂工艺改造后,存在压裂改造波及体积小、有效期短和改造效果差等问题。为了提高低渗透油气田增储上产水平,根据油藏地质特点和多级转向压裂起裂机理,研制了溶解度高、溶解速度快、残渣含量少和对储层渗透率伤害小的高性能水溶性暂堵剂,并形成了多级转向压裂技术。在地层压开裂缝后,实时向地层中加入该高性能水溶性暂堵剂形成瞬时暂堵,提高缝内净压力,通过暂堵转向产生微裂缝和分支缝,从而形成复杂的网络裂缝,实现体积改造的目的。多级转向压裂技术在新疆油田X区块应用后,产油量大幅提高,单井日增油量为常规压裂井的2.0倍;稳产时间长,有效期较常规压裂井延长50%。多级转向压裂技术解决了低渗透砾岩储层改造难题,为低渗透砾岩储层开发后期稳产提供了新的技术手段。      

高强度纤维复合暂堵剂试验研究及现场应用

塔里木盆地库车山前井具有埋藏深、地层压力高、温度高、孔隙度低、基质渗透率低但发育天然裂缝、储层厚度大、纵向非均质性强等特点,储层必须经过改造才能获得高产。为了提高储层纵向改造均匀程度和改造效果,暂堵转向成为改造首选技术。缝内转向压裂技术是在水力压裂过程中加入暂堵剂,在主裂缝通道内暂时形成桥堵。在近井,需要转向以均匀改造所有射孔簇;在远井,需克服闭合应力在人工裂缝内转向产生更多分支缝。目前大部分为单一纤维暂堵剂,根据对比分析,优选复合暂堵剂在压裂改造中作为暂堵转向材料,并通过室内试验获取改造不同裂缝所需的最优纤维长度和最佳暂堵球粒径组合以及最佳浓度,与压裂工艺相结合,获得了较好的应用效果。     

暂堵压裂在低渗透油田的研究与应用

针对低渗储层,裂缝侧向存在大量死油区、微裂缝和隔夹层发育等问题,通过向储层裂缝加入暂堵剂提高缝内净压力开启微裂缝,实现裂缝转向,并在纵向突破隔夹层的限制,更大程度地动用剩余油。经过多年研究和现场应用,暂堵压裂形成了缝口暂堵压裂、缝内暂堵压裂、多缝压裂和复合缝网压裂等4项工艺技术,现场大量试验和应用证明暂堵压裂可以达到很好的增油效果。     

鄂尔多斯盆地致密油水平井细分切割缝控压裂试验与应用

针对长庆低压致密油水平井长期生产递减大,从体积压裂裂缝特征综合评价入手,瞄准优质储量最大化动用,建立水平段储层品质和完井品质分级评价标准,创新非均匀细分切割多簇裂缝设计和缝控体积压裂参数优化方法,集成极限分簇射孔、动态暂堵转向等技术提高多簇有效性,形成了长水平井细分切割缝控体积压裂技术模式,初期日产油17 t以上,第一年累产油4 850 t,递减率下降10%。该技术成功实践为其它致密油资源高效动用提供了借鉴。     

英台致密气藏改造体积最大化压裂技术

英台气田储层埋藏深、岩相复杂、岩性致密、非均质性强,常规大规模压裂无法实现经济有效动用。因此,本文从基础理论研究入手,通过室内岩芯实验,从波速应力敏感性、可压性和声发射b值三个方面对储层改造潜力进行分析,在此基础上,根据净压力建立条件,优化缝网压裂技术模式,提出精细分层、高密度多簇射孔、暂堵转向、先成缝后成网大规模缝网压裂于一体的缝控储量最大化压裂模式,整体打碎储层,实现全井段有效支撑,最大程度增大改造体积,增加裂缝复杂程度,使缝控储量最大化。2017～2018年暂堵转向+先成缝后成网压裂技术在英台气田实施4口井14层,最高日产气6.5万方,通过井下微地震裂缝监测显示,单层改造体积可达820万方,为传统缝网压裂井2倍,常规压裂井6倍,达到了全面改造储层的效果。     

大规模缝内转向压裂技术研究与试验

海拉尔盆地断块多、储层低渗透、物性条件复杂,由于非均质性强导致井网条件下常规压裂单一裂缝效果差。以完善注采关系和形成有效驱动体系为目标,基于对复杂岩性储层应力场变化规律的认识,研究了缝内转向形成多裂缝机理。通过优化转向裂缝条数与尺寸,应用缝内暂堵工艺方法,形成了大规模缝内转向压裂技术。该技术主要特点是能够扩大裂缝与油藏的接触面积,增大井筒与地层的连通能力,增强压裂效果。现场试验井压后平均单井增油6.6 t/d,同时水井降压增注效果明显,形成了完善的注采关系。     

长庆油田陇东地区页岩油水平井细分切割压裂技术

长庆油田陇东地区页岩油储层脆性指数低、天然裂缝不发育、不易形成复杂缝网,进行分段多簇体积压裂时,受储层物性、地应力、各向异性及水力裂缝簇间干扰等因素影响,簇间进液不均,达不到储层均匀改造的目的.针对该问题,依据缝控储量最大化原则,在分级评价页岩油水平段储层品质及建立非均质地质模型的基础上,开展了基于甜点空间分布和综合甜...     

吉木萨尔致密油储层脆性及可压裂性预测

致密油气储层具有非均质性强、物性差、单井产量低、开发难度大等特点,为了准确识别高脆性层段,建立地层可压裂性模型,总结、比较了现有脆性指数在致密油气储层脆性评价中的适用性,提出了适用于吉木萨尔地区的改进矿物组分法脆性指数,并在此基础上,分析了地层可压裂性与岩石脆性、断裂韧性、抗压强度的关系,提出了三者结合的可压裂性指数。研究表明：基于数据驱动的方法,认为白云石、长石和黄铁矿含量是影响吉木萨尔地区致密油储层岩石脆性的主要因素;致密油储层地层条件复杂,高脆性指数地层不一定具有良好的可压裂性,仅利用岩石脆性描述可压裂性还不够完善;新的可压裂性指数表明,具有较高岩石脆性指数、较低断裂韧性和抗压强度的地层为有利压裂层段。将新方法用于吉木萨尔J174井可压裂性预测,优选可压裂层段,对指导水力压裂施工具有重要意义。     

页岩油水平井体积压裂及微地震监测技术实践

为探索和解决准噶尔盆地吉木萨尔区块页岩油藏水平井体积压裂和平台式拉链压裂过程中人工裂缝网络的成像问题,储层改造方案采用高密度密集切割体积压裂充分改造储层,大排量施工满足多簇、多缝充分开启,滑溜水和胍胶逆混合压裂工艺实现高效造缝携砂,结合多种粒径支撑剂有效充填微细裂缝及主体人工裂缝。通过微地震井中监测技术识别页岩油水平井人工裂缝网络。结果表明：断层和天然裂缝带对微地震事件属性特征有影响,同时事件属性特征也能表征断层和天然裂缝的发育程度。在大规模体积压裂改造下,研究区内4口井的人工裂缝横向相互连通,形成了复杂的裂缝网络。压后投产初期的日产油量得到了较大提升,为该区页岩油的长期高效开发提供了技术依据。     

玛湖凹陷风城组页岩油巨厚储层直井体积压裂关键技术

玛湖凹陷风城组页岩油储层砂体埋藏深、厚度大、整体含油、基质致密、富含金属离子,压裂面临着纵向动用程度不足、裂缝复杂程度低、加砂风险高、常规胍胶压裂液不配伍等改造难点.为充分释放其页岩油勘探潜力,通过精细描述储层力学性质,评价缝网形成的主控因素,建立可压性指数计算模型,结合人工裂缝纵向扩展能力优选射孔簇及层间距,形成了纵...     

鄂尔多斯盆地页岩油水平井体积压裂改造策略思考

鄂尔多斯盆地页岩油具有压力系数低、脆性指数低、纵向夹层多以及非均质性强等特点,采用水平井体积压裂技术可以大幅度提高单井产量,但低油价下难以实现经济有效开发。以该盆地矿场实践大数据为基础,建立了体积压裂效果定量评价方法,提出了体积压裂改造策略和下步工程攻关方向。在建立水平井地质工程综合品质分段分级评价新标准和储层类型精细分类的基础之上,基于9口水平井112段产液剖面测试结果得出：I类和II类储层改造段数占比为85.2%,产出占比高达96.4%,为主要产能贡献段;III类储层改造段数占比为14.8%,产出占比仅占3.6%,贡献程度最低;应优先改造I类和II类储层,III类储层选择性改造。影响产能的主控因素依次为：油层长度、进液强度、布缝密度、脆性指数、加砂强度、渗透率、施工排量、孔隙度、水平应力差及含油饱和度。储层物质基础是获得高产能的首要条件,提高缝网波及体积是实现非常规油气产能最大化的重要途径。研究成果可为盆地页岩油水平井体积压裂优化设计提供科学依据,有力助推页岩油规模效益开发。     

2021 年 4 期目录

北美海相页岩油采用长水平段水平井密切割体积压裂技术和“工厂化”施工技术等手段,已获得规模化商业开发,而国内陆相页岩油勘探开发起步晚,总体处于试验与示范阶段。为促进我国页岩油的勘探开发进程和页岩油开发技术的发展,总结分析了北美海相页岩油和国内陆相页岩油储层的基本特征、储层改造技术现状和特点,从中得到了诸多启示,从而针对国内陆相中高成熟度页岩油储层的特性,提出了强化基础与机理研究、进行多岩性偏塑性储层穿层压裂技术及复杂缝压裂技术攻关、研发多功能压裂液和压力敏感智能支撑剂、研究排采和CO₂注采技术及进行压–驱–采一体化攻关的建议,以期提高我国陆相中高成熟度页岩油的开发效果。      

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油立体井网整体压裂设计技术研究与实践

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油成藏条件复杂,储层非均质性强,持续稳产能力差,油田开发经济效益较差。为探索吉木萨尔凹陷页岩油规模开发可行性,新疆油田逐步加大勘探开发力度,历经10年研究与实践,以实现“缝控储量”为改造目标,立足高效低成本设计理念,形成了“高密度布缝+高强度改造+低成本材料”为特色的体积压裂技术体系。在开发向平台化、多层系模式转变下,需攻关研究立体井网整体压裂技术,提高油藏采出程度。通过地质工程一体化研究,形成大平台整体改造设计方法;结合对压裂时间、段间应力场动态变化的精细描述,确立大平台施工顺序优化方案;基于精细地震解释,建立压裂时套管变形风险分级预测技术和控制措施。2021年,完成吉木萨尔页岩油首个立体开发平台整体改造现场试验,实现压裂零丢段和钻塞无遇阻的安全压裂指标,整体生产效果大幅提升,为吉木萨尔页岩油高质量建产树立了优质范本,有力支撑了国家级陆相页岩油示范区的高效建设。     

吉木萨尔页岩油下甜点二类区水平井压裂技术

为了解决准噶尔盆地吉木萨尔页岩油因其流度低和储层层理发育缝高受限导致水平井提产困难的问题,提高下甜点二类储层的有效动用程度,开展了密切割改造提升缝控程度、薄互层穿层压裂增加纵向动用程度技术攻关.研究了密切割改造技术,将平均簇间距缩短至13.6?m,大幅提高了页岩储层缝控程度;提高了直井压裂施工的排量及冻胶用量,验证了下...     

从闷井压力反演页岩油水平井压裂裂缝参数和地层压力

页岩油压裂水平井投产前普遍先闷井,为快速评价体积压裂效果,提出基于页岩油藏闷井压力数据的压后评估方法。通过闷井数值模拟,表征压裂水平井缝网改造区域的压力扩散与流体运移规律,并建立闭合后线性流计算模型和裂缝储集控制数学模型,形成反演裂缝参数与地层压力的计算方法。结果表明,压裂停泵后改造区域依次经历井筒末段裂缝控制、全井段裂缝控制以及储集层基质控制下的9个流动阶段,其压降导数在双对数坐标下为不同斜率的多个直线段;应用于吉木萨尔凹陷4口典型页岩油水平井,证明了闷井压力数据能用于裂缝参数和地层压力反演,也验证了提出方法的适用性,可供评价压裂作业效果和优化平台井距借鉴。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油效益开发探索与实践

准噶尔盆地吉木萨尔页岩油藏是典型的陆上页岩油非常规油藏,储层岩性复杂、横向埋深差异大、纵向夹层多、非均质性强,油层薄,原油黏度高,开发难度大。经过勘探发现、先导性试验、动用突破、规模建产4个阶段的探索,取得了重要进展,但产能建设达产率不高,单井投入产出矛盾逐步凸显,开发效益成为制约吉木萨尔页岩油开发的主要问题。2021年以来,中国石油新疆油田公司从管理与技术两方面着手,进行了效益开发探索。针对优质甜点分布、优质储层钻遇率、储层改造强度等单井产量的主控因素,采用储层精细再认识、核磁共振测井可动性评价、提高钻井井眼轨迹调控精度、提高储层改造强度等技术措施,配合市场化自主经营,形成了成熟的管理和技术体系,在实践中得到检验,单井投入下降53.4%,单井最终可采储量（EUR）提升50%左右,实现45美元/bbl下算盈,推动了吉木萨尔页岩油效益开发。