苏里格东区致密砂岩气藏压裂技术研究

苏里格东区气田上古砂岩气藏属于致密砂岩气藏,通过对该气田砂岩气藏压裂技术的研究及现场应用效果的分析,形成致密砂岩气藏储层改造的压裂技术,对苏里格东区及整个苏里格气田、乃至其它致密砂岩气藏的开发也具有指导意义。通过对苏里格气田东区上古砂岩气藏储层地质特征分析的基础上,提出了满足该区储层改造的压裂工艺,认为低伤害压裂液技术、多层分层压裂技术、水平井压裂技术是苏里格气田东区储层改造的主要技术。剖析了储层改造的压裂难点,认为储层易伤害、纵向多薄层发育、压裂液返排困难是该区储层改造的主要难点,并针对压裂难点提出了针对性措施,而这些针对措施也正是苏里格东区目前实施应用的关键技术。分析了东区实施的压裂关键技术及现场实施效果,形成了适合东区储层改造的压裂设计优化技术、直井定向井多层分层压裂技术、水平井多段分层压裂技术、低伤害压裂液技术、压裂液快速返排技术等综合技术。     

大牛地气田砂岩储层敏感性实验研究

在钻井、压裂等开发过程中会对砂岩储层造成伤害，如果解决不善，将直接严重影响天然气的产量。为减少在大牛地气田开发过程中对砂岩储层造成伤害，文章针对砂岩储层的敏感性进行了试验研究。分析鄂尔多斯盆地大牛地气田砂岩储层的敏感性伤害机理认为，在钻井、固井过程中应选择较好的钻井液体系，尽量减少钻井液固相颗粒堵塞以及粘土水化膨胀；在压裂过程中应尽量选择破胶效果好，残渣少易反排的压裂液体系，以减少微粒运移、水锁及颗粒固相堵塞等造成的储层渗透率下降；在开采过程中，应注意排采速度以尽量减少对储层的伤害，从而实现气田的高产、稳产。     

低伤害压裂液在苏里格气田东区水平井的应用

2010年,苏里格气田东区开始水平井开发试验,由于储层地质条件差,对伤害更为敏感,且多段改造沿用中、西区的常规羟丙基压裂液体系,裂缝和储层伤害大、压后返排困难,压后测试平均无阻流量仅为3.88×104m3/d,改造效果十分不理想。2011年,在前期大量室内研究和现场试验的基础上,分别应用羧甲基胍胶压裂液体系、低浓度羟丙基胍胶压裂液体系、阴离子表面活性剂压裂液体系等三种低伤害压裂液体系开展了8口水平井压裂试验,现场施工顺利,压后返排快,测试平均无阻流量31.63×104m3/d,增产效果明显。低伤害压裂液的试验成功为苏里格气田东区水平井储层改造开辟了新的方向,为苏里格气田增产增效奠定了基础。     

长北气田山西组2段储层保护钻井液技术

长北气田采用裸眼完井方式,水平段钻进过程中钻井液跟储层的接触时间长,液相和固相侵入对储层的伤害严重。介绍了长北气田储层特征,模拟长北气田地层条件进行了钻井液储层伤害实验,分析其储层伤害因素,研究出一套适合长北气田水平段山2气层的保护储层钻井液,现场5口井的应用结果表明钻进过程中钻井液对储层的伤害很小,CB8-3井完井投产后获得超过230×104m3/d的工业气流,创造单井产量最高记录。所研究的储层保护钻井液能很好地解决储层伤害问题。     

低伤害压裂技术在薄互层气藏中的应用

苏里格气田东区与中部相比,产量更低,储层物性等特征也有一定的变化,体现在岩性变差(泥质含量升高),压力系数进一步降低,层更薄,砂泥岩薄互分布的现象更严重,物性更差,存在一定天然裂缝。上述原因导致苏里格东区压裂液返排更加困难、储层与裂缝更易伤害、裂缝支撑剖面更为复杂等压裂难点,大大影响了压裂改造效果,为此,在苏里格东区开展了低伤害羧甲基压裂液技术,同时,针对东区储层存在多薄层及天然裂缝,使得低伤害压裂技术在施工中存在压裂滤失较大、裂缝高度难以控制等问题,进行室内设计优化研究,并结合现场试验,取得较好效果。     

苏里格气田东区气藏压裂液伤害机理分析及对策

在分析苏里格气田东区上古生界致密岩屑砂岩储层地质特征基础上,通过核磁共振、岩心流动等室内试验对胍胶类压裂液伤害机理进行详细分析,认为物性变差、压力系数降低是造成储层伤害的根本原因,而体系残渣对微裂缝、支撑裂缝堵塞及岩心端面的滤饼伤害是植物胶类压裂液引起伤害的主要因素,同时储层敏感性、水锁伤害也对致密储层造成较大的伤害。因此,从降低残渣质量浓度、提高返排效率角度出发,针对性研发了阴离子表面活性剂、羧甲基胍胶及低质量分数羟丙基胍胶3种新型的低伤害压裂液,并逐步在现场试验推广,取得了较好的改造效果。     

页岩储层钻井液-压裂液复合损害机理及保护对策

为了分析钻井液与压裂液复合作用导致的储层损害,考虑油基钻井液侵蚀页岩矿物诱发的裂缝延伸,建立钻井液动态侵入深度预测方法,评价页岩裂缝面力学性质弱化、裂缝闭合与岩粉堵塞导致的天然/水力裂缝损害,提出钻井液-压裂液复合作用储层损害模式,揭示页岩油气层钻完井损害机理并提出保护对策。研究表明,钻开储层过程中,钻井液通过页岩诱导裂缝和天然裂缝深度侵入储层,侵蚀页岩矿物并导致侵入带页岩力学性质普遍弱化;水力压裂过程中,钻井液-压裂液复合作用进一步弱化页岩力学性质,导致生产过程裂缝更易闭合并发生岩粉脱落,诱发天然/水力裂缝应力敏感损害和固相堵塞损害,造成钻井液-压裂液复合作用带裂缝导流能力大幅降低,制约页岩油气井高产稳产。提出了防塌防漏加速储层段钻进、化学成膜防止页岩裂缝面力学性质弱化、强化页岩裂缝封堵减少钻井液侵入范围、优化压裂液体系保护裂缝导流能力的页岩储层保护对策。     

致密砂岩储层压裂液伤害机理实验研究

水力压裂是低渗致密砂岩储层增产的有效方式,在压裂过程中,压裂液会侵入储层,对储层造成伤害,从而影响压裂效果。以某致密砂岩储层为研究对象,从水敏、水锁、残渣伤害等方面对储层压裂液伤害机理进行了分析,并对该油藏开展了压裂液伤害评价实验。结果表明:由于压裂液体系中加入了防止粘土膨胀的KCl以及降低界面张力的助排剂,故造成储层压裂液伤害的主要原因是破胶不彻底的高分子在孔道中的堵塞作用。     

低分子聚乙烯醇压裂液体系研究

压裂是油井增产的一项重要措施,压裂过程中传统压裂液往往对油气储层造成伤害。因此,为减少压裂液对地层的伤害,研制出一种适合于超低渗透油田储层改造的低伤害、低成本的新型水基压裂液。     

解水锁工艺在花土沟油田的应用

油气田长期开发过程中由于完井和作业产生的钻井液、酸化液、压裂液等进入地层导致储层水锁。花土沟油田解水锁工艺是一种可有效解除因不合格入井液造成油藏污染,水锁、水敏膨胀、运移、油垢沉积、对地层造成的伤害,达到降压增注、增油、增产,恢复有效渗透率,提高油气开发的效果。     

苏里格气田降低压裂伤害工艺技术研究

压裂改造是致密砂岩气藏开发评价和增储上产必不可少的技术措施;同时压裂过程中压裂液对低孔、低渗储层往往造成伤害,苏里格气田储层的孔隙度、渗透率相对较低,应更加注重降低压裂过程中引起的伤害。因此,首先对压裂过程中引起低孔、低渗储层伤害的机理进行深入分析,然后分析相应的工艺技术措施。     

CO2压裂技术在苏里格气田的应用

针对苏里格气田低压、低渗气藏的特点,以及常规压裂压后液体返排困难,储层水伤害严重的问题,研究利用CO2压裂技术提高压裂液返排效果,减少储层伤害。有针对性地研究了CO2压裂工艺的原理、压裂优化设计技术及压裂配套工艺等。该技术在长庆油田苏里格气田的现场应用表明,应用CO2压裂技术降低了压裂液对气层的伤害,提高了气井单井产量和压裂效果。     

裂缝性致密砂岩气藏入井流体伤害规律

塔里木克深区块裂缝性致密砂岩储层具有埋藏深,孔隙度、渗透率低,裂缝发育,非均质性强等特征,不经过压裂增产措施难以达到工业开采价值。钻完井以及增产改造过程储层与工作液及其所携带的固体颗粒相接触,容易引起储层渗透率降低,从而导致产能降低。以人工劈缝的储层岩心为评价岩心,使用储层成像测井资料确定岩心裂缝宽度,对裂缝性致密砂岩储层钻井液/压裂液损害进行了评价。实验结果表明,在围压低于4.5 MPa的情况下,模拟裂缝岩心渗透率保持不变,模拟裂缝岩心渗透率与缝宽呈三次方关系;随着裂缝宽度的增加,压裂液伤害程度逐渐减小,但是钻井液伤害程度先增大后减小,存在一个伤害峰值;此外,一步酸可以显著提高裂缝渗透率,解除钻井液/压裂液伤害。该研究对低伤害新型工作液的研发以及储层保护措施的优化具有一定的指导意义。      

三种压裂液体系在苏里格气田现场施工应用中的此较

通过对羟丙基胍胶压裂液体系、羧甲基胍胶压裂液体系、清洁压裂液体系从压裂液配方、压裂施工机理、压裂施工加砂量、压裂施工摩阻、压裂后产量五方面在苏里格气田施工现场数据分析,确定了其摩阻梯度、伤害气层的大小顺序,找到了其优缺点及其适用范围.     

页岩气藏水相圈闭损害实验研究及控制对策 ——以四川盆地东部龙马溪组露头页岩为例

水平井分段水力压裂是开发页岩气藏的主要技术,但多数页岩气井压裂后压裂液返排率仅为10%~50%,潜在水相圈闭损害严重,需加大对页岩气藏水相圈闭损害的认识。以四川盆地东部龙马溪组露头页岩为研究对象,模拟压裂作业过程,利用裂缝和基质岩样开展了压裂液滤失与自吸实验,观察了页岩水相返排现象,评价了水相圈闭损害程度。实验结果表明:压裂液滤失与自吸作用将使基质含水饱和度显著增加,且在气藏压力下返排困难,从而引起基质渗透率、扩散系数以及气体压力传递能力大幅下降。分析认为,纳米孔隙发育、亲水性粘土矿物含量高以及超低含水饱和度现象普遍存在是页岩气藏水相圈闭损害严重的主因;加强返排机理研究,选择合适的表面活性剂,并采用非水基压裂液和高温热处理技术是解除或缓解水相圈闭损害的根本途径,也是页岩气井增产改造的重要发展方向。     

苏里格气田东区低伤害压裂技术研究与应用

针对苏里格气田东区的现实特征,紧紧围绕该区块低渗透气藏的储层特点,系统深入的研究了储层地质特征,建立了一套多层低渗气藏改造前动静态、宏观微观资料相结合的储层评估方法,初步形成多层低渗气藏压裂优化设计技术。客观分析了压裂改造的瓶颈技术问题,适时的完善了低渗气藏低伤害压裂液体系,该体系具有破胶彻底,对裂缝及储层的伤害低等优势,适合苏东易伤害储层。现场实施了50余口井,从施工情况来看,认为该技术的工艺设计应考虑羧甲基体系的特点,充分发挥该体系的低伤害优势,同时,现场质量精细控制是羧甲基体系顺利实施的有效保障。施工返排和压后试气效果表明,目前,羧甲基压裂液体系在苏里格气田东区试验效果较好,建议继续加大试验推广。     

Experimental study of low-damage drilling fluid to minimize waterblocking of low-permeability gas reservoirs

This paper discusses the systematic design and development of low-damage drilling fluid to protect the low-permeability gas reservoir of the Sulige block in the Ordos Basin, Inner Mongolia Autonomous Region, China. Based on investigation of the geological characteristics and the potential formation damage of the Permian formation of the reservoir, waterblocking due to invasion of drilling or completion fluids was identified one of the most severe causes of damage to gas well deliverability. By adopting the phase trap prevention method, ideal packing theory, and film-forming technology, a lowdamage drilling fluid, sodium formate brine containing efficient waterblocking preventing surfactants, optimized temporary bridging agents （TBAs）, and film-forming agents has been developed. The performance of the new drilling fluid was evaluated by using a variety of techniques. The results show that the fluid has good rheological properties, good strong shale-swelling inhibition, good temporary plugging effect, ultra-low filtration, and good lubricity. It can efficiently minimize waterblocking and can be used to drill horizontal wells with minimal intervention of the reservoir in the Sulige Gas Field.     

压裂液对煤岩气藏渗流性能的影响

水力压裂是实现煤岩气藏工业开采的主要增产措施,但煤岩气藏压裂过程中压裂液滤失严重、返排率低,将直接影响排水采气过程中地层水以及煤层气的渗流性能。为此,选用沁水盆地上石炭统—下二叠统太原组15号煤为研究对象,开展了低伤害活性水压裂液对煤岩气藏渗流性能的损害评价实验,并结合红外光谱和扫描电镜等微观分析手段对比了压裂液作用前后的煤岩表面特征和孔隙结构特征,进而深入分析了压裂液影响煤岩气藏渗流性能的微观机理。结果表明:无论宏观裂隙煤样还是显微裂隙煤样,气体渗透率损害率均明显大于液体渗透率损害率且宏观裂隙煤样渗流性能损害程度略大于显微裂隙煤样;压裂液作用后煤岩表面游离态羟基和羧基官能团增多,亲水性增加,压裂液吸附滞留现象严重,煤岩孔径及裂缝宽度变小,从微观角度揭示了煤岩气藏渗流性能下降的原因。该研究成果可为煤岩气藏压裂液配方优化和产能预测提供基础参数。     

低碳烃无水压裂液体系构建及性能评价

非常规油气储层采用水基压裂液压裂施工过程中,易对储层造成二次伤害,并且浪费大量的水资源。因此,室内以正己烷为基液,通过优选合适的交联剂和胶凝剂,研制了一种低碳烃无水压裂液体系,并对其综合性能进行了评价。结果表明：低碳烃无水压裂液体系具有良好的耐温抗剪切性能、黏弹性能和携砂性能,能够满足现场加砂压裂施工的需求。体系的破胶性能良好,加入2. 4%的破胶剂醋酸钠破胶2. 5 h后体系黏度可以降低至10 mPa·s 以下。此外,压裂液体系破胶后对储层岩心的渗透率伤害率小于10%,具有低伤害的特点。低碳烃无水压裂液体系现场应用效果较好,SS-Y2井压裂后日产油量显著提高,达到了压裂增产的目的。研制的低碳烃无水压裂液体系在非常规油气储层压裂施工领域具有较为广阔的应用前景。