瓜胶压裂液对储层的伤害特性

压裂液破胶后残渣是造成基质渗流率伤害和支撑剂充填层导流能力伤害的重要原因。为研究其伤害特性,从而减小对储层的伤害,在不同破胶剂加量下对两种瓜胶压裂液破胶后的性能进行测试并结合测得的破胶液黏度分析瓜胶相对分子质量大小,同时应用激光粒度仪测量两种压裂液破胶过程中的分子尺寸,对破胶液残渣进行离心并测量残渣含量,结合岩心流动实验对不同类型压裂液的破胶液进行伤害评价。研究表明：破胶时间过长会使破胶液的分子尺寸变大,出现絮凝现象,并造成更大的储层伤害;同时通常认为破胶液黏度越小,分子尺寸越小,对储层伤害越小的观点并不全面,其存在一定的局限性。     

页岩储层伤害机理研究进展

随着世界各国对能源需求的不断攀升,页岩气、致密气、煤层气等非常规能源作为常规能源的补充,逐渐引起人们的重视。由于非常规储层的特殊性,在开发过程中极易受到不可逆的伤害。为认识非常规储层伤害机理,以页岩气储层为例,系统调研了国内外对页岩储层伤害机理的研究现状,分析了研究过程中存在的问题及不足,并对下一步页岩储层保护工作提出了建议。目前,页岩储层伤害机理研究主要包括3个方面,即储层特征、钻井过程中储层伤害和压裂过程中储层伤害,但针对储层伤害原因及钻井液适用性的研究不够全面,且储层伤害机理的研究方法以常规储层保护实验技术为主。文中结合页岩储层伤害机理研究现状,建议全面开展储层伤害机理、页岩储层保护实验技术和钻井液优选的研究。     

基于压力脉冲法的储层基质压裂液伤害评价

低渗透油气藏储层基质致密,发育微纳米孔喉,毛管压力作用明显,在压裂过程中由于压裂液返排不彻底而受到伤害,导致油气藏产能降低。目前大量的研究集中于压裂液对储层裂缝的伤害,忽略了对基质的伤害。基于压力脉冲法测定原理,建立基质渗透率测定模型,并根据模型研发了压力传导仪,系统地研究压裂液对塔里木油田克深地区致密砂岩、四川盆地鲁家坪组以及须家河组页岩储层基质的伤害规律。与常规岩心流动伤害评价方法相比,压力脉冲法不需计量岩心出口端流量,而是以记录流体通过岩心时下游压力随时间的变化来评价岩心渗透性和损害程度,从而解决了低渗透岩心渗透率过低而引起的实验误差大、流量监测时间长等常规评价问题。     

缔合非交联压裂液储层伤害特征

高尚堡深层为低渗透油藏,以大孔细喉以主,微结构杂基含量高,易造成微粒运移损害。笔者开展了缔合非交联压裂液伤害特征分析,稠化剂粘均分子量为380×104,是具有长链疏水基团的聚丙烯酰胺类高分子化合物。破胶液粘度对基质渗透率伤害影响较大,破胶液表观粘度为2.71 mPa · s时,基质伤害率为28.75%;破胶液表观粘度为29.6 mPa · s时,对基质伤害率为51.9%。返排12 h后,基质渗透率下降15%~20%,说明该储层易造成颗粒运移伤害。核磁共振、压汞实验表明高分子聚合物主要堵塞对渗透率贡献值较大的孔喉（半径为2~9 μm）。扫描电镜实验表明残胶中的聚合物呈粒状、絮状,吸附滞留在岩石、粘土颗粒表面造成大吼喉数量减少,并且残渣及残胶相互缠结集中在岩芯入口端,远端逐渐减少,说明压裂液对储层的伤害主要集中在近井地带。综合研究认为,该体系不是完全清洁压裂液,宜在压裂液配方中关注彻底破胶性能和降低稠化剂的分子量。     

特低渗透储层压裂液微观伤害评价

正确评价压裂液性能,分析其对特低渗透储层的潜在损害原因及程度,对于压裂液的优选和提高压裂增产效果具有重要意义.选用两种压裂液体系(植物胶、聚合物),3类不同渗透率(0.5×10-3 μm2左右、1.0×10-3 μm2左右、5.0×10-3 μm2左右)岩心,借助扫描电镜、X衍射、恒速压汞、核磁共振等先进实验技术手段,结合常规流动样比对实验,从总体伤害、黏土吸水膨胀与分散运移伤害、水锁伤害以及高分子物质吸附与固相颗粒堵塞伤害等几个方面,对特低渗透储层岩心压裂液伤害机理进行了定量分析评价实验,并对不同压裂液体系不同渗透率岩心进行了对比分析;给出了每种压裂液体系、每类渗透率岩心压裂液伤害的主要机理及其伤害差异;对伤害机理、引起伤害差异的主要原因进行了分析.最后对两种压裂液体系进行了总体评价,从而为压裂液配方优选与改进提供了参考和指导.     

页岩油储层改造用压裂液体系的研究及应用

根据江汉油田页岩油藏具有低~中孔隙度、低一特低渗透率、地质构造复杂、敏感性强等非常规油藏的特征,室内研制了羧甲基羟丙基胍胶低伤害压裂液体系,评价了羧甲基羟丙基胍胶压裂液的溶胀性能、耐温抗剪切性能、破胶性能和对储层的伤害性能,以及无机盐离子对基液黏度的影响。实验结果表明,该压裂液的使用浓度为胍胶压裂液使用浓度的1/2时即可满足压裂施工的携砂要求,并且破胶后残渣含量低,降低了对储层的伤害,在潜页X井大规模压裂施工中应用成功。     

页岩油流动的储层条件和机理

页岩油藏经过分段压裂水平井的储层改造，其高效开发和持续稳产与基质中页岩油的动用情况密切相关。虽然赋存原油的泥页岩储集孔隙尺寸小、渗透率极低，但如果砂岩-页岩互层的纹层结构发育，页岩油仍有望达到商业化开采所需的可动用储层条件。目前烃类流体在纹层状泥页岩储层中流动机理尚不明确，普遍应用于常规油藏级数值模拟的双重介质模型和等效介质模型无法反映烃类流体在纹层状页岩油储层中流动的微观复杂特征，所得的宏观渗流模拟结果是不可靠的。根据陆相页岩储层的特征，建立了宏观页岩油藏的储层概念模型，分析了纹层状页岩储层的流体流动机理；考虑纹层物性、流体粘度和裂缝间距等影响因素，模拟了弹性开采过程中页岩储层条件和裂缝分布对页岩油可动性的作用规律，验证了页岩油藏弹性开采过程中窜流机制的存在和砂岩纹层渗透率的重要性，证明了天然裂缝和压裂缝加强纹层间流体传递的重要作用。     

应用核磁共振技术研究压裂液伤害机理

核磁共振岩心分析技术能够快速、无损地检测出岩心含油饱和度和含水饱和度、束缚流体和可动流体饱和度的大小.通过测量压裂液侵入岩心引起的束缚水增加量、油相反排后的滞留量,能够分别判断出粘土吸水膨胀、水锁效应引起的岩心渗透率伤害程度,由此获得了压裂液对致密岩心伤害程度和机理的新认识.研究结果表明,压裂液对岩心的伤害机理和伤害程度不同,粘土吸水后引起的粘土膨胀和粘土颗粒分散运移对岩心渗透率有伤害,但由于粘土吸水量较少,岩心渗透率的损害率也较小,约为10%.反排后可动压裂液滤液或可动活性水在岩心孔隙内的滞留量均很少,因此水锁效应对油相有效渗透率的损害率较小,约为10%.压裂液滤液对岩心有效渗透率损害率比活性水高出约30%,这说明压裂液中的大分子物质在岩心孔隙内的吸附滞留是引起岩心渗透率伤害的主要原因.     

压裂液对储层的损害及其抑制方法

压裂液在压裂过程中起传递压力和携带支撑剂的作用,但也会给储层带来损害,严重时造成油气井减产。研究了压裂液对裂缝损害因素及其抑制方法。压裂使用的破胶剂与聚合物的反应是随机的,不能使聚合物彻底降解,只能形成结构复杂、大小不等的仍有堵塞作用的聚合物碎片,而且反应动力学规律决定了裂缝闭合前聚合物总会有不同程度的降解,影响压裂液的粘弹性和携砂能力。防止方法:使用过氧化物、普通酶、特效酶破胶剂(胶囊化延迟破胶)和低浓度(聚合物浓度≤0.3％)压裂液,可使聚合物彻底降解。滤液损害是通过液相水锁降低基岩中油气的相对渗透率。防止方法:使用表面活性剂降低表面(或界面)张力;用阳离子表面活性剂增加接触角(接近90°);防止裂缝壁及其附近被堵塞,降低末端毛管阻力抑制水锁。根据模拟计算结果,防止基岩堵塞产生的末端毛管效应,对抑制永久性水锁具有重要的作用。     

氯化钙加重聚合物压裂液破胶技术研究

为解决氯化钙加重聚合物压裂液的破胶难题,研发了专用氧化还原型破胶剂,并对破胶性能进行了评价.该破胶剂由氧化剂(主剂)和还原剂(辅剂)构成,在低温50℃以下,主剂分解出游离氧自由基的半衰期时间较长无法满足破胶需求,还原剂能够激活低温下氧化剂的分解反应,解决低温破胶难题.该破胶剂在水溶液中不产生SO;,没有硫酸钙二次沉淀,...     

坪北油藏储层伤害评价及伤害机理研究

安塞油田坪桥北区属于开发难度较大的低孔、特低渗油藏，由于储层孔喉半径小、流体配伍性差、存在裂缝等原因，在钻采施工等作业过程中，易产生储层伤害。本文结合多种室内分析资料和开发试验技术，对区块储层的岩矿特征、孔隙结构及流体物性、敏感性进行了储层伤害综合研究，指出了钻井液对储层伤害的机理和伤害程度，可为现场施工中进行配方筛选提供重要依据。     

CT低伤害水基压裂液的研制及应用

水基压裂液的发展趋势是降低液体对储层的伤害。介绍了一种CT低伤害水基压裂液体系,该体系具有稠化剂用量小、残渣少、破胶返排迅速彻底等特点,在四川气田进行了4井次的现场应用,取得了良好的应用效果。     

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。     

低伤害合成聚合物压裂液体系研究与应用

本文研发了一种新型低伤害合成聚合物压裂液体系,该体系主要由人工合成聚合物与金属交联剂交联组成。室内评价了该压裂液体系各项性能,结果表明:该压裂液体系聚合物使用浓度低、耐温耐剪切性能好、破胶彻底、耐矿化度性能好(高达20 000 mg/L)、残渣含量小(10.83 mg/L)、对岩心渗透率损害小(平均渗透率损害率为9.98%),相同条件下瓜胶压裂液残渣含量约为300 mg/L,岩心损害率为30%左右。该体系满足100℃以内储层压裂改造需求,尤其适用于淡水稀缺、配液水矿化度高的地区压裂改造。     

新型压裂液低温破胶活化剂

破胶剂(尤其是过硫酸盐类)作为聚合物压裂液体系中必不可少的组分, 对于聚合物压裂液彻底破胶、降低油层伤害和提高裂缝导流能力起着决定性作用。     

三塘湖盆地芦草沟组页岩油储层形成机理及分布特征

三塘湖盆地芦草沟组受印支运动影响,发育一套火山碎屑岩、云质岩及泥质岩混杂沉积的特殊湖相沉积建造。该区页岩油储集层以(中酸性)晶屑凝灰岩为主,晶屑成分主要是长英质,为熔浆中早期结晶的斑晶或火山通道围岩中的矿物在火山喷发过程中破碎形成。主要储集空间为火山尘粒间微孔、晶屑溶蚀微孔、岩屑溶蚀微孔及微裂缝。综合分析表明,芦草沟组主要发育上、中、下3套甜点段,厚度主要为5～40m,其形成主要受细粒凝灰岩的矿物组分、有机质丰度、构造运动影响,其中间歇性火山喷发是形成优质页岩油储集层的关键,溶蚀作用是储集层微储集空间形成的主要因素,微缝、微断裂是储层改造的关键。优质页岩油甜点有利区主要分布在马朗凹陷腹部及条湖凹陷南缘,埋深基本在2 500～3 500m之间,具有形成较大规模致密油藏的趋势,目前已发现的凝灰岩油藏主要位于该溶蚀区,油气显示活跃,具有较大的勘探潜力。     

水基压裂液对储层渗透率伤害实验研究

压裂液对储层损害分析及其保护技术是油气层保护技术的重要内容之一。利用大庆外围低渗透油田常用的压裂液配方和岩心，分析了压裂液滤液、残渣对地层渗透率的损害原因和程度。实验结果表明压裂液不可避免的会对储层渗透率造成伤害，指出了压裂液残渣和滤液是造成储层渗透率伤害的两个主要原因。压裂液配方中残渣含量不同对外围油田不同渗透率岩心的伤害程度不同，残渣含量越大，伤害程度越严重。     

龙26外扩致密油试验区压裂液损害评价及其微观机理

大庆龙26外扩试验区为典型致密储层,对压裂液损害更为敏感。依据SY/T 5107—2005《水基压裂液性能评价方法》在储层温度(90 ℃)下采用岩心流动装置进行了胍胶、化学高分子聚合物和表面活性剂压裂液破胶液的岩心驱替实验;结合CT扫描评价了3种压裂液破胶液残渣、残胶在岩心中的分布和对孔隙孔喉的损害程度。岩心驱替实验结果表明,胍胶、化学高分子聚合物和表面活性剂3种压裂液破胶液对岩心损害率分别为43.5%、24.3%和13.1%。CT扫描结果显示,胍胶和化学高分子聚合物压裂液破胶液残留物分别集中于岩心前1/10～2/5段和前1/2段,表面活性剂压裂液破胶液残渣含量少,但能侵入岩心各处;胍胶、化学高分子聚合物和表面活性剂压裂液破胶液对储层岩心孔隙和孔喉的损害率分别为15.41%和9.01%,6.43%和3.14%,8.94%和6.27%。分析认为,3种压裂液破胶液对储层岩心均以液相损害为主,固相损害次之。      

国外新型无伤害压裂液技术

近期国外开发领域在对气田的改造中越来越多地采用无(低 )伤害压裂液。无聚合物压裂液具有独特的流变性 ;液体工作效率高 ;可减少不必要的缝高发育 ;液体配制简单方便 ,不需要过多的现场设备。低聚合物压裂液可形成理想的裂缝长度 ;成本较低 ;用液量少 ;降解聚合物的伤害减少。这些新型无伤害压裂液经现场应用取得明显效果 ,达到了预期产量。