鄂尔多斯盆地致密油水平井体积压裂优化设计

鄂尔多斯盆地长7致密油储层致密、油藏低压。储层天然微裂缝发育程度和岩石脆性评价表明,盆地致密油储层物性对水平井分段体积压裂具有良好的适应性。以提高水平井多段压裂井网形式和布缝的匹配性为目的,优化了与注采井网相适配的施工参数,结果表明,实现体积压裂的排量为4~8 m3/min,单段砂量40~80 m3,入地液量300~700 m3,并形成了"低黏液体造缝、高黏液体携砂、组合粒径支撑剂、不同排量注入"的混合压裂设计模式。矿场井下微地震监测对比了体积压裂与常规压裂对裂缝扩展形态的影响,结果显示致密储层采用体积压裂的改造体积和复杂指数是常规压裂的2倍左右,且与井网适配性良好。通过开展致密油开发矿场先导性试验,水平井单井初期产量达到8~10 t/d,第1年累计产油量达2 000 t左右,且无裂缝性见水井,证明对于鄂尔多斯盆地的致密油开发,采用水平井五点井网+混合水体积压裂可以获得较高的单井产量和良好的开发效益。该项技术对其他油田的非常规储层开发有一定的借鉴意义。     

PFT95-I型脉冲压裂工具研制

盆地致密油气储层的勘探开发难度大,采用常规技术的单井产量低,难以实现经济有效开发。为了提高单井产量,开展了井下脉冲压裂工艺及工具技术攻关,形成了定型工具产品。介绍了PFT95-I型脉冲压裂工具的结构、工作原理。现场应用表明,该工具耐冲蚀,射孔效果好,井底混砂均匀;通过调整地面油管及环空排量实时控制井底砂浓度,处理砂堵的能力强,施工安全、可靠,满足脉冲压裂技术要求。混合器混砂性能良好,可以实现油管高砂浓度液体与环空纯净流体在井底的均匀混合。     

鄂尔多斯盆地页岩油水平井CO2区域增能体积压裂技术

针对鄂尔多斯盆地页岩油储层压力低、缝网复杂程度低和黄土塬水资源缺乏等问题，以该盆地庆城油田页岩油为研究对象，进行了滑溜水和CO₂压裂物理模拟试验，利用高能CT监测了CO₂压裂裂缝扩展规律，分析了CO₂压裂形成复杂裂缝的可行性；利用油藏数值模拟方法，优化了CO₂注入关键参数，形成了适合庆城油田页岩油的CO₂区域增能体积压裂技术。研究表明：前置CO₂压裂可提高长7段页岩油储层裂缝复杂程度，裂缝沿层理弱面扩展并纵向穿层形成缝网；增能理念应由单井段间交替增能向平台整体注入实现井间、段间协同一体增能转变，单井采用全井段注入增能模式，可实现缝控区域全覆盖。庆城油田某平台进行了页岩油CO₂区域增能体积压裂试验，与采用常规体积压裂技术的邻井相比，3口试验水平井平均压力保持程度提高1.5倍，单井平均初期产油量提高28.6%。研究和现场试验结果表明，CO₂区域增能体积压裂能提高裂缝复杂程度，增加区域地层能量，提高单井产能，可为鄂尔多...     

鄂尔多斯盆地致密油应力循环压裂技术

鄂尔多斯盆地长7致密油Ⅱ类储层脆性指数低、水平两向应力差较大、天然裂缝不发育,常规混合水压裂难以形成复杂裂缝,单井产量低,为此研发了应力循环压裂技术。通过物模实验明确了该压裂技术增产机理,完成了工艺优化和工具配套。该工艺采用应力循环压裂工具泵注高砂浓度液体,在环空注入净液体,根据压裂过程中地层响应和压力变化,实时控制井底砂浓度和排量,对储层加载循环应力,使储层受到疲劳破坏,实现缝网压裂。现场试验37口井,平均施工规模与常规混合水压裂相当,施工排量仅为常规混合水压裂的一半即可实现多次缝内升压,较对比井有效改造体积增加44.5%,单井日产油量提高1.6 t。     

马56区块致密油藏“缝控”体积压裂技术

马56区块致密油藏采用水平井体积压裂开发技术后,仍有大量的地质储量无法得到有效动用,整体采收率只有3%。为了进一步提高区内储层采收率,配套形成井网加密、长水平段钻井、交错布缝、缩短簇间距、增加分簇数、提高排量、提高细砂比例的井网及裂缝双加密"缝控"体积压裂技术,通过人工裂缝对储层的全覆盖来实现提高储层动用程度以及单井产量的目的。现场应用41井次,有效率100%,平均单井日产油26.2 t,较前期基础井网体积压裂效果提高36.7%～65.8%,增产效果明显,为研究区块致密油藏提高单井产量提供了技术支撑。     

东胜气田致密气藏混合水体积压裂技术研究与应用

鄂尔多斯盆地东胜气田属于典型的低渗、低孔气藏,气井一般都必须通过压裂改造才能建产,但常规压裂工艺改造技术增产幅度有限。为此,借鉴北美致密储层的开发经验,针对该区块下石盒子组储层的地质特征,按照"体积压裂"理念,开展了混合水体积压裂技术攻关试验。通过混合水压裂,在形成主裂缝的同时,迫使天然裂缝不断扩张,从而形成较大的缝网系统,提高裂缝导流能力,增大压裂改造体积,提高单井产量。该技术在东胜气田JH1井增产效果明显,压后无阻流量25.0×10~4 m~3/d,平均日产气4.8×10~4 m~3,为东胜气田致密气藏的有效开发提供了技术支持。     

鄂尔多斯盆地安83区块致密油藏老井暂堵混合水体积压裂技术

鄂尔多斯盆地致密油资源丰富,近年来体积压裂技术的进步使该类油藏的单井产量大幅提高,但早期开发的长庆油区安83区块采用常规压裂技术开发,单井产量低,开发效益差。为提高该类型油藏的开发效果,通过分析安83区块致密油藏特征以及开发动态,提出体积压裂技术的研究思路;利用研究区岩石力学、地应力测试及天然裂缝的相关数据,研究实现复杂裂缝网络系统的缝内净压力条件,建立动态裂缝宽度随时间和排量变化图版,并进行暂堵时机、泵注排量和暂堵剂优选等方面的研究,形成缝端暂堵、缝内多级暂堵和大排量、低砂比、大液量滑溜水低粘度液体体系的老井暂堵混合水体积压裂技术。应用效果表明,该技术有效地提高了缝内净压力,在裂缝侧向形成复杂的裂缝网络系统,提高裂缝与基质的接触体积,扩大了侧向剩余油的动用程度;在安83区块C7致密油藏应用100余口井,平均单井产量较压裂前提高4~5倍,有效地改善了安83区块的开发效果。     

致密砂岩油藏体积压裂技术适应性评价及压裂参数优化北大核心CSCD

目的针对鄂尔多斯盆地南区延长组长6致密砂岩油藏前期常规改造未获得有效突破,单井产量提高不明显的问题,探索复杂缝网体积压裂技术对区块致密油藏的改造效果。方法基于储层地质特征及岩石力学参数,评价了长6储层脆性指数及体积压裂可行性。分析了近井压裂裂缝起裂压力、起裂方位,明确了逼近角和水平应力差两个因素对远井压裂裂缝遇到天然裂缝的延伸规律。模拟研究了压裂设计参数对压裂裂缝形态及改造体积的影响,并优化了压裂设计参数。结果优化后的压裂设计关键参数为压裂规模为1000 m^(3)、设计排量为8.0~10.0 m^(3)/min、滑溜水前置液比例为30%、加砂强度为13%~15%,在此条件下更易获得最优储层改造体积和较高的导流能力。结论提出了适用于研究区块长6致密砂岩油藏复杂缝网体积压裂适应性评价和体积压裂设计参数优化方法,为复杂缝网体积压裂技术的应用提供了理论依据和现场指导建议。     

鄂尔多斯盆地致密油层混合水压裂试验

鄂尔多斯盆地长C储层岩性致密、物性差,采用常规工艺增产幅度有限,提高单井产量面临巨大的挑战。针对盆地长C致密储层的地质特征,借鉴国外致密油开发的成功经验,以体积压裂为理念,开展了致密油直井混合水压裂技术试验,取得了阶段性成果。通过对鄂尔多斯盆地致密储层混合水压裂先导试验的分析与总结,进一步探索长庆油田致密储层提高单井产量试验的新思路、新方法,为有效动用盆地致密油提供技术保障。     

胡154区块混合水压裂效果研究

鄂尔多斯盆地长2以下储层岩性致密、物性差,采用常规工艺增产幅度有限,提高单井产量面临巨大的挑战。针对盆地长2以下致密储层的地质特征,借鉴国外致密油开发的成功经验,以体积压裂为理念,开展了致密油直井混合水压裂技术试验,取得了阶段性成果。通过对鄂尔多斯盆地致密储层混合水压裂先导试验的分析与总结,进一步探索长庆油田致密储层提高单井产量试验的新思路、新方法,为有效动用盆地致密油提供技术保障。     

基于缝网扩展模拟的致密储层体积压裂水平井产能贡献分析

针对致密储层体积压裂缝网扩展预测和多重孔隙介质耦合流动模拟难度大的问题,开展了基于体积压裂裂缝扩展机理的致密储层流体流动规律研究,建立了多重介质不稳定渗流数学模型和多裂缝互相干扰条件下的压裂裂缝网络扩展模型,并采用有限单元法求解.以鄂尔多斯盆地致密油为例进行生产模拟,分析致密油藏体积压裂水平井不同孔隙介质产量贡献程度....     

塔巴庙地区上古生界气藏产能控制因素分析

鄂尔多斯盆地东北部塔巴庙地区上古生界气藏属致密低渗气藏，加砂压裂是该气藏开发投产的重要方式。测试资料统计表明，气藏经压裂后增产效果显著，90%以上的压裂井层达到或超过工业产能。气藏流体特征研究表明，气藏上部盒_2-3段的天然气是经山₁-盒₁段相对发育的区域性有效垂直裂缝由下部太原组、山西组生烃层运移上来的，表现出盒_2-3段的地层压力系数高和天然气组分中轻烃(CH₄)含量高的特点，使得压裂后高产能井主要集中分布在上部盒_2-3段；气藏试采曲线分析亦表明气藏上部地层能量和产量较下部高。通过气藏地质、测井、测试等资料综合分析研究，认为高含气丰度和适宜的压裂施工规模是气层压裂后获得高产能的必要条件，提出气藏压裂选层应优选上部盒_2-3段河道沉积含气砂体。文章的分析方法对同类型气藏的研究具有一定的指导和借鉴意义。     

一种实现裂缝高导流能力的脉冲加砂压裂新方法

鄂尔多斯盆地致密油藏储量大、分布稳定,是长庆油田5 000万t上产、稳产的重要接替资源。该类油藏由于储层致密、物性差,前期改造效果差,常规压裂技术难以有效动用,急需开辟一条新途径进行油藏的有效改造。文中结合鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏自身特征,阐述了"脉冲式加砂、纤维压裂液携砂及等间簇射孔"的一种新型压裂改造技术,在压裂裂缝中通过支撑剂的交替充填,形成稳定的流动通道网络,使裂缝具备较高的导流能力,从而达到提高单井产量的目的。通过3口直井的现场试验,与常规压裂井进行了对比分析。采用高导流能力的脉冲加砂压裂技术,压后初期裂缝导流能力提高14.1%,试油产量、投产产量、单位压差累计产油量和产能指数均比常规压裂井高1.1~1.4倍,取得了较好的现场应用效果。     

致密油藏压裂水平井缝网系统评价方法——以准噶尔盆地吉木萨尔地区为例

压裂水平井缝网系统评价是致密油藏高效开发的关键。针对目前缺乏完善的评价方法这一现状,基于动态反演理论建立了一种致密油藏压裂水平井缝网系统评价方法。首先,基于致密油渗流特征和缝网形态,考虑了非均匀缝网和弱补给等复杂因素,推导了其试井数学模型。利用解析方法获得了其井底压力解,并建立了压裂水平井缝网系统评价方法。其次,为验证评价方法的可靠性,以准噶尔盆地吉木萨尔地区为例,开展了实例应用分析。结果表明,复杂缝网水平井流动阶段包括井筒储集效应和表皮效应阶段、裂缝双线性流、裂缝线性流、压裂改造区窜流、压裂受效区线性流和拟稳态流阶段。同时发现,经过压裂改造后,实例井附近形成了主裂缝和压裂改造区,主裂缝半长为135 m,导流能力为118.87×10^-3 μm²;次裂缝网络储容比为6.30%~17.99%,压裂改造区渗透率为100.8×10^-3 μm²。本次研究工作为致密油藏参数反演、压裂评价及动态监测提供了理论基础。     

东海西湖凹陷探井储层压后缝高评价新方法

针对东海西湖凹陷多口探井压裂后，阵列声波交叉偶极子各向异性方法无法准确评价裂缝纵向高度的技术难题，研究了评价探井储层压裂后缝高的新方法。通过研究压后裂缝径向变化特点，利用纵波走时层析成像技术重建压裂前后井壁附近地层的二维速度剖面，如二维速度剖面压裂后较压裂前有明显差异，说明储层被压开；同时，压裂后会在主裂缝周围形成一系列微裂缝，通过偶极声波远探测成像技术对其进行成像，可以评价裂缝的纵向高度和横向深度。研究得知，与压裂前相比，压裂后形成的裂缝使井壁岩石声速降低20%，井周裂缝形成的强反射和散射区域表明井眼周围至少20 m的范围内形成了明显的“压裂体积改造”，通过对比可以准确判断裂缝的纵向高度，识别精度可达0.152 4 m。研究结果表明，纵波径向层析成像和偶极声波远探测成像2项技术可以解决无法准确评价探井裂缝高度的难题，提升压裂后的综合评价效果。      

考虑复杂裂缝网络的致密油藏水平井体积压裂改造效果评价

提高储层压裂改造效果对经济有效开发致密油藏至关重要,评价压裂改造效果需要考虑复杂裂缝网络分布特征。基于微地震数据,采用分形随机缝网生成算法反演得到了次生裂缝分布特征,考虑压裂水平井近井地带的物性变化,建立了压裂水平井多区渗流数学模型,并进行了求解。基于该模型研究了次生裂缝复杂程度对流体流动的影响,研究结果表明:次生裂缝复杂程度对整个流动阶段均有较大影响,分形维数越大,产油量越高;改造带宽越大,拟稳态窜流早期线性流、双线性流持续时间越长;次生裂缝分布的压裂改造区域是生产早中期的主力区域,其产油量贡献度也最大;实际生产过程中应尽量增大改造区域体积,并使与改造区域不相邻区域的体积最小,以提高生产井的早期产油量、最大程度地提高储层采收率。研究结果可为致密油藏体积压裂效果评价及压裂优化设计提供理论依据。      

高效脉冲式加砂压裂技术研究与实践

随着致密砂岩气藏的深入开发,压后气井稳产时间短、产量递减快的问题日益凸显。因此,对人工裂缝有效穿透率及导流能力要求也就越来越高。脉冲式加砂压裂技术引入缝内非连续多层铺砂理念,通过可高频切换的脉冲混砂车、密集多簇射孔技术及特殊纤维材料,确保支撑剂段塞的流动稳定性并最终在裂缝内部形成非均匀铺置砂柱与沟槽,从而使得裂缝导流能力相对常规均匀铺砂提升几个数量级。室内工程模拟评价及现场试验结果表明:压前储层评价、脉冲时间设计、可降解纤维及配套设备的优化是脉冲式加砂压裂工艺成功的关键;与常规压裂相比,其压后产量得以大幅提升,同时还可降低支撑剂用量和减少砂堵风险。在鄂尔多斯盆地苏里格气田桃7区块首次完成了3井6层次自主化脉冲式加砂压裂技术先导性试验,其平均支撑剂用量降低了28.3%,平均加砂强度降低了21.88%,压后平均日产气量提高了26.8%。结论认为:该项技术为我国致密砂岩气藏提供了一种高效、环保的储层改造工艺选择。     

苏里格气田致密砂岩气藏储层体积改造关键问题及展望

2012年,中国石油天然气股份有限公司提出了"体积改造"的技术理念,促使压裂理论从经典走向现代。随着鄂尔多斯盆地苏里格气田致密砂岩气藏勘探开发工作的持续推进,储层条件更加复杂,压裂改造技术在理念、材料和工艺等多方面都面临着新的难题和挑战。为了将体积改造技术原理的普遍性和苏里格气田致密砂岩气藏储层的特殊性相结合,建立有效的体积改造技术模式,借鉴近年来美国非常规天然气成功开发的经验,从地质特征入手,探讨了苏里格气田致密砂岩气藏储层体积改造面临的关键问题,并提出了技术发展的方向。研究结果表明:(1)控制裂缝纵向延伸,适度提高排量、大幅增加液量的滑溜水压裂设计是提高单层产量的关键;(2)通过直井多层、水平井多段压裂,实现致密砂岩气多层系立体式开发,是提高单井产量和采收率的基础;(3)小井眼、小油管完井实现高排量压裂设计、长期生产,是实现提产降本的前提。     

压裂火山岩气井不对称裂缝产能模型研究

随着松辽盆地徐深气田火山岩气藏投入开发,急需开展压裂火山岩气井产能的研究,从而指导气田开发。基于气体单相稳定渗流规律,针对压裂后不对称裂缝特征,引入保角变换和等值渗流阻力原理,建立了压裂火山岩气井不对称裂缝产能模型,同时分析了火山岩气井压裂裂缝的不对称性对产能的影响。结果表明：火山岩气井单条裂缝产能与不对称性没有关系,随着裂缝长度的增加,产能增加幅度相同;对于压裂双裂缝气井来说,随裂缝长轴长度增加产能增加的幅度最大,随裂缝短轴长度增加产能增加的幅度最小;对称裂缝产能模型是不对称裂缝产能模型的特例,不对称裂缝产能模型具有更广泛的适用性。