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。     

吐哈暂堵转向压裂技术措施增产率最高达444%

<正>1月9日,吐哈油田三塘湖采油厂牛圈湖油田湖44-21井经暂堵转向压裂改造后,增产效果显著,较压裂前日增油6吨,低产井变成高产井。暂堵转向压裂技术是在施工过程中适时地向地层中加人适量暂堵剂在孔眼、射孔孔道或在裂缝远端累积桥堵,一定程度上升高井底压力,然后在一定的水平两向应力差条件下,产生液体流向的二次分配或储层     

页岩储集层水平井段内多簇压裂技术应用现状及认识

水平井段内多簇压裂技术能增加页岩储集层压裂裂缝复杂程度,提高簇间动用率,是有效改造页岩储集层的核心技术。对北美页岩气区块和中国四川盆地南部页岩气区块水平井段内多簇压裂技术的应用现状进行分析,并结合技术原理提出了几点认识：段内多簇压裂应与井间距合理匹配,并配套采用暂堵转向技术和限流射孔技术,增大射孔簇簇效率,促进裂缝均匀扩展,提高段内多簇压裂改造效果;北美页岩气区块采用段内多簇压裂技术增产,实现了页岩储集层高效开采,川南页岩气区块水平井段内多簇压裂技术起步较晚,目前在300~400 m井间距下主要开展了段内为6~8簇压裂现场试验;为了降低压裂成本、提高作业时效,长段多簇压裂将是实现效益开发的一个重要发展方向;但随着段内簇数不断增加,射孔技术、暂堵转向技术、射孔簇数与施工参数合理匹配等方面面临新挑战,亟需进一步研究,从而形成适合不同地区地质工程特征的段内多簇压裂技术。     

塔里木油田超深超高压气藏的成功改造

塔里木油田克深区块超深井温度高、压力高、射孔段长,利用常规压裂手段很难达到储层改造目的。通过对目标井的地质分析和储层评价,针对该井压裂改造的难点,提出了针对性的改造思路并进行现场施工。研究提出以冻胶压裂为主,滑溜水体积压裂为辅的混合压裂方式,采用分簇射孔和纤维暂堵转向工艺进行分级施工,并根据监测裂缝发育情况实时调整压裂施工方案。最终通过纤维转向压裂技术为主的现场压裂施工,成功实现了超深高温高压井的分层压裂改造,将目标井产量从1.5×104m3/d增加到21×104m3/d。该技术的成功应用,对该区块同类型井的储层改造具有很好的指导意义。     

福山油田复杂断块油气藏压裂砂堵原因分析及对策

福山油田属于低孔隙度、低渗透率复杂断块油气藏,通过压裂改造取得了高效开发的显著效果,但是压裂过程中部分井出现砂堵,不仅影响压裂效果还造成了严重的经济损失。针对福山油田压裂施工井的砂堵情况,结合储集层地质特点、压裂设计、测井曲线、压裂施工曲线对产生砂堵的具体原因进行分析,得出储集层泥质含量高、塑性强,斜井、多射孔段近井筒地带易形成多裂缝,井眼距断层近、滤失量变化大,以及压裂目的层与上下隔层地应力差值小、缝高失控是导致福山油田复杂断块油气藏砂堵的主要原因。为减少压裂施工过程中的砂堵现象,提高压裂施工成功率,提出了解决福山油田断块储集层砂堵问题的技术措施,即:以30~50目与20~40目支撑剂粒径组合加入,多级段塞打磨降低多裂缝影响,优化射孔及控缝高和探断层加砂压裂技术。该油田7口井13层压裂施工表明,仅有1层发生砂堵,效果较好。     

塔里木油田克深区块致密砂岩气藏的储层改造技术

塔里木油田克深区块超深井温度高、压力高、射孔段长,利用常规压裂手段很难达到储层改造的目的。本研究通过对目标井的地质分析和储层评价,针对该井压裂改造的难点,提出了相应的改造思路并进行现场施工。研究采用以冻胶压裂为主,滑溜水体积压裂为辅的混合压裂方式;采用分簇射孔和纤维暂堵转向工艺进行分级施工,并根据监测裂缝发育情况实时调整压裂施工方案。现场施工成功实现了超深高温高压井的分层压裂改造,将目标井产量从1.5×104 m3/d增加到21×104 m3/d,对该区块同类型井的储层改造具有很好的指导意义。     

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。      

水平井压裂近井参数分析

近井裂缝几何形状决定了压裂设计参数及压后效果,利用水平井井筒周围应力分析及能量守恒等理论,给出了计算近井裂缝几何形状的方法,比较了不同转向角度的缝宽及对应压降.算例结果表明,转向角度越大,裂缝的缝宽越小,利用分析近井参数的方法可进行支撑剂粒度选择、段塞量设计、施工压力预测,降低砂堵等施工风险,为压裂设计提供科学的理论指导.     

武隆区块常压页岩气水平井分段压裂技术

渝东南武隆区块页岩气储层水平应力差较大,高角度裂缝及层理缝发育, 难以形成复杂体积裂缝,低角度裂缝较难开启,裂缝转向难度大,同时储层为常压储层,要实现经济开发难度较大。为此,在分析武隆区块常压页岩气储层压裂改造技术难点的基础上,以提高裂缝的复杂程度、增大储层改造体积为目标,以滑溜水为压裂液,通过优化射孔簇间距、射孔簇长度和簇间暂堵,提高高应力差异系数下裂缝的复杂程度;采用连续加砂工艺和优化压裂规模,提高裂缝导流能力和保证裂缝在页岩气储层中延伸,形成了适用于武隆区块常压页岩气水平井的分段压裂技术, 并在隆页2HF井进行了现场试验,压裂后产气量达9.4×104 m3/d。分析隆页2HF井压裂资料发现,应用该技术可以提高裂缝复杂程度,形成网络裂缝,提高常压页岩气单井产量,从而实现常压页岩气的经济开发。      

裂缝暂堵—控藏体积压裂技术在长宁区块的应用

由于长宁区块页岩气储层地应力高、水平两向应力差异大,天然裂隙分布复杂,岩石塑性特征强且改造体积有限,生产井产量递减快、采出程度低,因此其页岩气经济有效开发受到了极大的限制。文章提出裂缝暂堵—控藏体积压裂技术,针对页岩气水平井进行分段分簇体积压裂。采用缝口暂堵技术,提高射孔孔眼进液有效率,实现对每个射孔孔眼的均匀体积压裂改造;基于裂缝内暂堵技术,提升净压力,增大裂缝复杂程度;通过开展裂缝暂堵—控藏体积压裂模拟分析与室内试验,对暂堵材料进行了优化评价。裂缝暂堵—控藏体积压裂技术在长宁区块42口井、206段井段的现场应用结果显示,暂堵剂加入后升压明显,压裂改造体积大幅增加,证实该技术能够提高射孔有效率、增加裂缝复杂程度、发挥套变段的产气贡献,最终提高采收率,对页岩气资源量的经济开发动用、技术实施具有重要的指导意义。     

高能复合射孔工艺在轮南61井的应用

高能复合射孔（即复合射孔压裂）是利用射孔弹爆轰的一次能量射孔及高能材料爆燃的二次能量压裂,并利用二者在射孔、压裂的压力和时间过程中的瞬态时差,实现射孔和压裂作用。前者表现为高速金属射流在地层内挤压成孔,并在孔周围形成压实带;后者表现为沿各相位弹孔以极高的升压迅速导致孔的周围岩层起裂缝和延伸,裂缝在射孔弹爆轰的高温、高压下,被激发的推进剂爆燃产生最高能量,形成网状裂缝,有效解除近井带污染和堵塞,达到增产目的。１－高能复合射孔工艺应用轮南６１井是塔里木油田试用该工艺的第一口深井（评价井）。该井井深４…     

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。     

老井重复压裂效果评价

针对长庆油田部分老井重复压裂改造后产量仍无明显提升的问题,采用微地震井中监测技术,分析区域应力与裂缝产生方向,从转向技术、定向射孔技术的应用等方面评价老井重复压裂效果。研究认为,由于长期注采使老井局部应力发生改变,需对应力方向有清晰的认识,再选择合适的压裂方案;而老井重复压裂所采取的添加暂堵剂、定向射孔等压裂方式均能在射孔点附近对压裂裂缝形成一定的转向效果,但距射孔点较远的区域,裂缝仍主要沿最大主应力方向扩展。该认识为老井重复压裂工艺的优化提供指导。     

大庆致密储层水平井提效降本压裂试验

为探索大庆高台子致密油储层提产潜力,开展大庆致密储层水平井提效降本压裂试验。以“提效降本”为目标,开展“蜡球+纤维”暂堵转向优化设计,减段不减簇。同时优化每簇的射孔数,减小边缝对中间裂缝的应力阴影影响,助力裂缝有效延伸;优化设计支撑剂采用石英砂尾追陶粒的方式,既保证缝口导流能力,又能降低成本。在不减少簇数情况下,对水平井A井和B井开展暂堵转向优化设计,减少分段13段,平均每段3～4簇;段内三簇射孔数由8,8,8个孔优化为7,10,7个孔,支撑剂采用石英砂尾追陶粒的方式,现场施工顺利,压裂后效果较好。     

大斜度井水力压裂裂缝扩展模拟实验分析

针对大斜度射孔井水力压裂中裂缝形态复杂,易造成压裂加砂难的问题,通过物理模拟实验研究了大斜度射孔井中水力裂缝的起裂、转向及扩展形态。研究表明,不同水平应力差条件下,井斜角、方位角和射孔相位角的变化会导致不同的水力裂缝形态:当井斜角小于20°或大于80°、方位角小于30°、水平应力差大于3 MPa、射孔相位角为60°时,两翼裂缝平滑扩展,裂缝形态简单;当井斜角为40°~60°、方位角大于30°、水平应力差小于3 MPa、射孔相位角为90°时,裂缝的扭曲程度大,次级裂缝多,裂缝形态复杂。上述认识与冀东油田滩海403X1区块现场压裂统计结果相吻合,可为提高大斜度井压裂成功率提供参考。     

复合暂堵剂暂堵技术

在页岩气、致密油等非常规油气资源的开发中,为有效提高水力裂缝的复杂程度,通过不同粒径暂堵剂的组合使用,在近井缝口或远场缝端可产生致密的暂堵剂封堵带,迫使流体转向,产生新的裂缝或者分支缝,从而达到增加裂缝复杂程度、提高油气产量的目的。室内通过对暂堵剂不同尺寸不同比例分布下的渗透率降低程度进行测试,结果表明,近井缝口暂堵粗/中/细颗粒暂堵剂的比例以40%/25%/35%最优,远场缝端暂堵中/细颗粒暂堵剂的比例以35%/65%最优。该复合暂堵剂耐温40～150℃,耐压差40 MPa,能够根据地层温度和降解剂的加量调节降解时间,满足压后生产的需求。现场施工结果表明,复合暂堵工艺可以有效实现裂缝转向,加大裂缝复杂程度,增产效果良好。该工艺可以给暂堵转向压裂施工设计者或水平井重复压裂施工设计者提供借鉴和参考。     

复合射孔技术在河南油田低孔低渗油藏中的应用

复合增效射孔技术是将射孔和压裂造缝两项技术合为一体,利用炸药和固体推进剂的燃速差来实现先射孔后造缝的目的。它能一次完成射孔和高能气体压裂两道工序,做到在射孔的同时对近井地层进行气体压裂,形成多条微裂缝,并可解除钻井、固井、射孔等过程对地层的污染,从而改善近井地层导流能力,提高射孔完井效果。为正确评价该技术在河南油田采油一厂低孔低渗油藏的应用效果,分不同的区块先后实施了26井次,通过和与之相邻且油层物性非常相近的常规射孔井的射孔效果进行对比评价,结果表明,复合射孔技术对提高低孔、低渗油藏产能的效果显著。     

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。      

页岩重复压裂工艺技术研究及应用

通常页岩井采收率约为10%～16%,远远低于常规油气藏。目前国际油价低迷,页岩井产量递减速度较快,对于有效经济开采提出了更高的技术要求。由于岩石蠕变,压裂不完善,裂缝导流能力降低等地质、工程因素导致产量降低,运用页岩重复压裂技术能够实现增产,且费用低,效果显著。根据页岩改造大规模、大排量、水平段长等特点,对比不同重复压裂工艺技术,采用可降解暂堵材料快捷方便且价格低,然而运用Eseal工具工序较多,费用高。有效封堵已射孔眼,通常每孔2.3 kg暂堵材料,优化重复压裂设计,重新射孔,利用桥塞/暂堵材料分段分级压裂,暂堵效果明显。连续油管带Eseal工具下入至目的井深,封堵产能无贡献段,重建井筒内的完整性,重新射孔,再次压裂。基于国外重复压裂现场应用总结了重复压裂选井标准及时机选择,页岩重复压裂技术已成功应用于Marcellus,Haynesville,Barnett,Eagle Ford等区块的直井与水平井,大部分井增产效果显著,较前期提高65%以上。     

YQ探区气井压裂砂堵分析与对策研究

压裂是低渗透油气藏开发的有效手段,而砂堵往往制约着油气井压裂的成功实施,影响油气田的开发和产能建设。通过对YQ探区气井压裂施工曲线的分析,将砂堵分为近井筒砂堵和地层内砂堵两种形式。分析认为造成近井筒砂堵的因素主要是地层因素、射孔与井斜因素和压裂液性能等,而造成地层内砂堵的因素主要有隔层效果、储层物性因素、施工因素及天然裂缝等。针对造成两种形式砂堵的具体原因提出了合理的解决对策,为指导以后的压裂设计和施工提供了依据。