低渗致密气藏压裂过程中伤害实验研究

水力压裂是川西低渗致密气藏勘探评价及开发建产的关键技术,但压裂过程中由于液相的浸入、压裂液破胶不彻底、压裂液残渣的滞留、压裂液老化等因素,大大降低了压裂增产效果。针对压裂过程中的各种伤害,通过实验进行了评价。研究结果表明,水锁与压裂液滤失是造成储层伤害的2个主要因素。水锁增加了启动压差,使得压后返排困难,破胶液在地层中长时间逗留,加大了压裂液对地层的伤害。压裂液滤失形成的滤饼大大降低了储层的渗透率,一般可达50％以上。研究结果表明,压裂施工中可以通过减少压裂液中的固相颗粒与加快返排速度等措施来减少对地层的伤害。     

醇基压裂液在深层低渗油藏压裂改造中的应用

针对深层低渗储层特点和压裂工艺要求,开发了醇基压裂液体系,并对其性能进行了评价。室内试验结果表明,醇基压裂液具有良好的耐温能力,耐温达208℃。与水基压裂液相比,相同条件下醇基压裂液耐剪切能力明显提高,能够实现延迟交联,滤失系数小。在破胶剂EB-1的作用下,醇基压裂液破胶化水彻底,破胶液具有更低的表面张力和界面张力,返排效果好,对岩心伤害率仅为19．4％。10余井次的现场应用表明,醇基压裂液能够满足深井低渗储层压裂施工要求。     

醇基压裂液配方体系优化与性能评价

针对低孔、低渗、含水饱和度高等难动用储层特征造成压裂液在储层中易形成水化膨胀和运移,导致储层水锁、水敏、压裂液返排差等难题,探索和研究适用于致密碎屑岩储层的醇基压裂液体系配方,确定了甲醇加量为15%的最佳醇基压裂液体系。性能评价结果表明,该醇基压裂液表面张力为24.32 m N/m,伤害率为18.21%,远低于常规压裂液,可有效降低压裂液对储层的水锁伤害。     

低压低渗气藏低伤害压裂液研究与应用

对于低压低渗气藏,能否减少外来液体侵入储层、加快压裂液返排、提高返排率,将直接影响压后的单井产量.针对鄂北塔巴庙地区上古生界气藏特征,对N2增能水基压裂液进行了大量的室内研究,以尽可能降低由于压裂液侵入储气层而造成的伤害.现场实施表明,优质低伤害N2增能压裂液体系具有起泡、稳泡能力强,流变性能、携砂能力好,低滤失,破胶快,低伤害等特点;该压裂液体系能较好地满足压裂工艺要求及储层的物性条件,提高了压后压裂液返排率,取得显著单井增产效果,从压裂液的返排看,各井均提高了自喷量,缩短了排液周期,且返排的压裂液破胶液粘度小于3 mPa·s,压裂液平均返排率由原来的60%提高到83%以上,达到了少进液、快返排、低伤害的设计要求.     

无残渣压裂液的研制与应用

聚合物压裂液残留物对压裂裂缝支撑带和地层渗透率造成难以恢复的伤害,严重影响了压裂改造效果。研制开发出了无残渣压裂液,该体系无聚合物,是一种粘弹性表面活性剂压裂液,由羧酸衍生物(NRF01a)组成。在盐水中,表面活性剂形成可变形的棒状或球状胶束,使溶液具有粘弹性,该液体遇水或碳氢化合物自动破胶,无残留物。通过评价该压裂液的流变性、破胶性能、伤害率和防膨性能得知,无残渣压裂液对裂缝支撑带的伤害率为6.9%,对储层基质的伤害率平均为19.4%;适用于110℃以下油气藏的压裂改造。现场试验表明,无残渣压裂液压裂后8d开始返排,返排率高达94.1%,返排液粘度为1.5mPa·s,表面张力为26.5mN/m,说明采用无残渣压裂液压裂,能更有效地启动油藏,并取得显著的增产效果。无残渣压裂液不污染环境,现场配制工艺简便。     

一种新型压裂预前置液的研制

针对气藏压裂改造中要求压裂液伤害低、返排率高、加砂规模大等特点，分析了压裂改造对地层造成的伤害，经室内试验研制了ZH—l压裂预前置液，并重点介绍了压裂预前置液的破乳、降低压裂液表(界)面张力、助排等特点。现场试验表明，ZH—l预前置液对降低地层伤害、提高返排效率、提高压裂施工效果有着重要意义。     

适用于致密砂岩储层的多功能表面活性剂驱油压裂液体系

针对鄂尔多斯盆地某致密砂岩油田储层物性差、压裂液返排率低、存在水锁及水敏伤害等问题,以复合黏弹性表面活性剂CNT-3和多功能表面活性剂CZPJ-1为主要处理剂,并添加相关助剂,研制出了一套适用于致密砂岩储层的多功能表面活性剂驱油压裂液体系,室内对压裂液体系的综合性能进行了评价。结果表明:该压裂液体系具有良好的耐温抗剪切性能,在90℃、170 s~(-1)条件下剪切100 min后,黏度仍能保持在50 mPa·s左右;体系还具有良好的携砂性能和破胶性能;破胶液对储层天然岩心的渗透率伤害率为7%左右,具有低伤害特性;另外,破胶液还能通过降低油水界面张力和改变岩石表面润湿性等作用来提高致密砂岩储层的渗吸驱油效果,进一步提高压裂施工改造的效果。A-1井的矿场试验结果表明,其压后的产油量是使用常规胍胶压裂液的邻井A-2井的4倍左右,取得了明显的压裂增产效果。     

致密气藏压裂高效返排工艺技术

通过对低渗致密油气藏压裂液返排机理的研究,得出压裂后压裂液返排的影响因素除了基本地质特征外,主要还有压裂液的水锁伤害、启动压力和返排压差。在此基础上,通过研究提出了低渗致密油气藏压裂后高效返排的技术对策,即以高效返排压裂液和压裂液强化破胶为技术核心,以纤维加砂、液氮伴注、工艺优化和压裂后返排控制为关键技术,实现低渗致密油气藏压裂后压裂液的高效返排。高效返排工艺技术在川西地区致密气藏应用取得了良好的效果,缩短了返排时间,提高了压裂液的返排率和返排效率,降低了压裂液对储层的伤害,保证了压裂改造的效果。     

致密气藏压裂液伤害特征及实验影响因素分析

降低储层伤害,提高压裂液性能,是致密油气藏压裂研究发展主要方向。通过岩心压裂液伤害室内实验,对致密气藏压裂液伤害特征及实验影响因素进行了分析,结果表明:(1)致密气藏类型复杂,渗透率低,在进行压裂液返排时,应减少侵入量,降低返排启动压力,实现压裂液尽快返排降低对储层的伤害;(2)清洁压裂液对储层造成的伤害比胍胶压裂液小,压裂液的入侵量与储层的伤害率成正比;(3)压裂液的注入,在增加含水饱和度的同时,也会使水锁现象严重,从而对地层的伤害也更加严重。为深入研究致密气藏特点与压裂液伤害的关系,致密储层改造压裂液体系选择有一定实际意义。     

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低渗透气藏储层一般具有渗透率低、泥质含量高的特征。不经过水力压裂，该类气藏就不能有效地投入开发。而水基压裂液对泥质含量高的水敏性低渗透地层伤害极大，故研究油基压裂液在我国具有重大的现实意义。介绍了一种新型的油基压裂液，该压裂液是用磷酸酯铝稠化剂和一种油溶性活化剂配置而成，克服了现有油基压裂液的一系列缺点；提出了活化剂用量、凝胶表观粘度、抗剪切能力、破胶剂破胶能力、滤失性能、岩心伤害率等实验数据，这些数据指标均在优质油基压裂液性能范围之内；说明该压裂液具有流动性能好、凝固点低、易溶化、不易老化、对地层伤害少、易返排、配置及施工方便等特点。