苏东59-34H2井水平井裸眼分段压裂技术的研究与应用

苏东59-34H2井是位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的一口羧甲基压裂液试验水平井,该井改造段水平长度为1000m,储层为致密砂岩,砂体较发育,测井解释孔隙度为6.08%,渗透率为0.273mD,是典型的低孔、低渗储层。综合各种地质参数,提出该井应用裸眼完井多级分段压裂技术,液体使用新型超低浓度羧甲基压裂液体系。分段压裂施工后进行合层排液,测试无阻流量达55.8220×104m3/d,成为苏里格气田羧甲基压裂液体系应用的第一口无阻流量逾越五十万方的水平井,这为苏里格气田水平井的开发增产提供了一种可靠的措施。     

表面活性剂酸体系的开发与应用

针对长庆油田非均质性储层,文章研究开发出一种表面活性剂,在酸中能增粘,与10%~15%的盐酸及添加剂形成表面活性剂酸体系,具有较好地控制酸液滤失,降低酸岩反应速度、自动破胶等特点。至2013年,表面活性剂酸体系现场应用50余口井,其中直井28口,水平井7口,直井平均无阻流量25.5×104 m3/d,与2013年区块平均产量相比增产21.4%,水平井平均无阻流量47.8×104 m3/d,与同类产品比较,酸液性能相当,成本大幅度降低,经济效益显著。     

耐高温超低浓度纳米胍胶压裂液性能评价研究

致密砂岩储层孔渗低、物性差,必须经过水力压裂改造后才能具有较好的产能。为了降低施工成本和压裂液对储层的伤害,同时在高温条件下具有良好的耐剪切性能和破胶性能,需要研发一种耐高温、低伤害的压裂液体系。以改性纳米二氧化硅为交联剂,对新型耐高温超低浓度纳米二氧化硅压裂液性能进行了较为全面的评价研究。结果表明,该压裂液体系在135℃条件下剪切2 h后平均黏度为100 m Pa·s,具有良好的携砂能力。破胶液残渣质量为常规胍胶压裂液质量的37.2%,破胶液的表面张力小,具有良好的返排性,压裂液与地层水配伍性好。超低浓度纳米胍胶压裂液大幅降低了对地层的伤害程度,适用于低渗的致密砂岩储层。     

新型树枝状交联剂的合成及其交联压裂液的研究

降低压裂液稠化剂浓度不仅可以降低压裂液成本,同时还可以降低对储层伤害。利用树枝状大分子合成了一种新型树枝状有机硼交联剂,此交联剂可大幅度降低羟丙基胍胶压裂液稠化剂浓度。通过不同量p H调节剂条件下压裂液耐温性能研究,确定了0.25%羟丙基胍胶压裂液最佳p H调节剂用量为0.6%。在p H调节剂为0.6%条件下,交联剂质量分数分别为0.5%、0.6%、0.7%、0.8%时,0.25%羟丙基胍胶压裂液在90、100、110、120℃条件下具有良好的耐温耐剪切性能。通过黏弹性测试可以看出,0.25%低质量分数的羟丙基胍胶压裂液具有良好的黏弹性能。     

低浓度胍胶压裂液在泥盆系东河塘组的研究应用

巴麦井区东河塘组储层泥质含量高、储层物性差、克氏渗透率在0.06~0.82md(平均0.34md),孔隙度4.7%~10.6%(平均7.7%),属于特低孔特低渗-超低孔超低渗透储层。为有效控制和降低压裂液对储集层的伤害,提高压裂效果,降低压裂成本,研发了满足特低孔特低渗-超低孔超低渗透储层压裂需要的低伤害、耐高温的低浓度胍胶压裂液体系配方。通过室内实验研究,对低浓度胍胶压裂液体系配方的耐温耐剪切能力、流变性能、静态滤失、破胶性能及残渣含量进行了评价。室内实验评价表明,该体系能够大大降低胍胶的使用浓度,降低压裂液的残渣含量,降低压裂液对储集层的伤害,具有优良的破胶、返排、降滤失性能,是一种低成本、低伤害压裂液。     

胍胶压裂液加重技术的研究应用

在常规胍胶压裂液基础上,通过优选无机盐类加重剂,对胍胶压裂液进行了加重技术研究,加重密度在1.12-1.22g/cm3之间可调,从而增大了液柱压力,有效降低了施工井口压力,确保了压裂施工的顺利实施。同时对加重后胍胶压裂液高温流变性、破胶性及粘土稳定性和对支撑辅砂层的伤害进行了评价,阐述了加重压裂液的选择应根据储层的压力系数和盐敏程度确定加重压裂液的密度。该技术现场应用8井次,共用加重压裂液3210m3,减少井口压力10-30%,施工成功率100%,压后增产效果良好。     

低浓度胍胶压裂液在延安气田本溪组的应用

为降低本溪组压裂液对地层的伤害,研究开发了适合延安气田本溪组储层的低浓度胍胶压裂液体系。实验结果表明:低浓度胍胶压裂液当胍胶质量分数为0.3%时,在100℃,170s的剪切速率下经过120min耐温剪切,粘度保持在200m Pa·s~(-1);残渣含量和岩心伤害率明显低于常规胍胶压裂液体系。该体系在延安气田本溪组试验2井次,表现出携砂能力强、低摩阻、返排效果好等优点。     

低浓度胍胶压裂液体系室内研究

目前全球瓜尔胶原材料紧缺,导致胍胶价格飙升,压裂成本攀升。因此,研究优选满足携砂要求的低浓度胍胶压裂液体系具有重大意义。通过实验,对低浓度胍胶压裂液体系的配方进行了研究,评价了低浓度胍胶压裂液体系的耐温耐剪切性能、流变性能、滤失性能、破胶性能、静态伤害和残渣伤害。实验结果表明,低浓度胍胶压裂液可满足压裂施工时的携砂要求,并且破胶后的残渣含量明显减少,降低了对储层的伤害,是一种低成本、低伤害压裂液体系。     

羧甲基酸性压裂液在长庆气田的应用

针对长庆低渗透储层压裂增产改造的需要,研发了一种羧甲基酸性压裂液。室内实验表明,该压裂液在酸性条件下交联,90℃下耐温耐剪切性能好,破胶液粘度为3.15 mPa·s,破胶残渣仅有138 mg/L,对储层伤害低。在长庆气田低渗透储层现场应用2口井,均顺利完成施工,平均单井初期日产气23412 m3,平均单井增产43.69%,取得了良好的增产效果。     

低渗透储层用非交联缔合结构型压裂液研究及应用

地处鄂尔多斯盆地长庆油田属于典型的低渗、超低渗储层,目前储层改造所使用的胍胶类压裂液破胶后残渣含量高,储层伤害率高,一定程度上影响了储层改造效果。本文结合长庆低渗透储层特征,采用有机聚合物作为稠化剂,配套形成了一种适合于长庆低渗透储层的非交联缔合结构压裂液,该体系稠化剂增粘能力强,耐温耐剪切效果好,破胶后残渣含量低100mg·L~(-1),岩心基质渗透率伤害小于10%,体系性能良好。该非交联缔合结构型压裂液在长庆油田重点区块现场试验16层段,试采日产油达20t·d~(-1)以上,改造效果明显,表现出良好的适用性。     

羧甲基羟丙基胍胶压裂液性能评价与研究

目前我国各大油田使用的压裂液主要是水基压裂液,胍胶原粉广泛用作水溶液增稠剂,胍胶经过改性后,增加了分子的分支程度,使其水溶速度加快,粘度提高,热稳定性增强,防腐储存性因改性而改善。将羟丙基胍胶(HPG)稠化剂部分基团改为羧甲基,使形成的胍胶压裂液具有了一些新的性能,在相同温度下,稠化剂使用浓度大幅下降,水不溶物含量降低,聚合物网状结构更好,弹性好,携砂能力强,并且在施工摩阻较小,对深井、大排量施工井更有利。该论文评价了羧甲基羟丙基胍胶(CMHPG)压裂液基础性能和在一定温度下的耐温性、破胶性能,评价出羧甲基羟丙基胍胶压裂液具有易配制、高弹性、高悬砂性及低稠化剂、低基液黏度、低残渣的特性。     

一种可回用瓜尔胶压裂液体系的研究

针对渭北油田水资源短缺、压裂用水困难,结合渭北长3油藏储层的特征,研发了一种可回用压裂液体系,合成了可回用压裂液稠化剂磺酸基羟丙基瓜尔胶。采用有机硼交联,通过对返排液进行处理后再配液,实现了瓜尔胶压裂液的三级回用。三次配液综合性能良好,耐温耐剪切性优、破胶彻底、残渣少、对储层伤害小,可以满足同类储层压裂施工的需要。     

低浓度胍胶压裂液体系的室内研究

采用水溶性好、残渣少的超级胍胶GHPG作低浓度胍胶压裂液的稠化剂,选用自制的有机硼交联剂SQ,低浓度胍胶压裂液体系配方为0.20%GHPG+0.08%有机硼交联剂SQ+0.1%Na2CO3+0.15%助排剂+0.05%破乳剂+0.1%杀菌剂+0.025%破胶剂+1.0%粘土稳定剂。体系在60℃下连续剪切120 min后,黏度仍保持在240 mPa·s以上,单粒石英砂静态悬砂速度<0.25 cm/min,30%砂比的静态悬砂速度<0.51 cm/min,压裂液2 h内彻底破胶,破胶液表面张力29.4 mN/m,静态滤失系数为5.27×10-4m/min1/2,岩心伤害率17.51%。其稠化剂的质量分数仅为0.2%,有效降低对地层伤害及原材料成本,其有机硼交联剂SQ具有一定的自动破胶特性,80℃时36 h彻底破胶,40℃时48 h彻底破胶,与常规破胶剂配合使用,可缩短破胶时间,实现2 h彻底破胶。     

HRS复合解堵剂提高葡萄花储层压裂改造效果

压裂是低渗透特低渗透油田主要的增产方法。施工中要求压裂液维持较高的粘度与施工结束后又要求快速降解、彻底破胶成为矛盾;由于压裂破胶不及时、不彻底,特别是压裂液注入压力大于地层压力,压裂液滤失胍胶在裂缝表面形成滤饼,降低了导流能力,是影响采油量的主要原因,而HRS复合解堵剂可快速降低胍胶压裂液粘度,提高压裂液的返排率,提高储层的压裂改造效果。     

新型清洁压裂液性能评价

随着高深井作业对压裂液耐温耐剪切及流变性要求的提高和胍胶成本的升高,急需廉价且性能好的无机高分子稠化剂替代原有胍胶。本文通过对高分子稠化剂XH系列清洁压裂液的流变性、粘弹性、滤失性、静态伤害、残渣含量等多方面室内测试评价,结果表明该新型压裂液不但具有优良的耐温耐剪切性、低残渣含量、良好的破胶性能,还具有优良的携砂和助排能力,满足深井高温压裂作业要求。     

压裂液返排后处理再利用技术及在安83区块水平井压裂施工中的应用

目前长庆油田压裂施工中普遍使用的水基压裂液是瓜尔胶压裂液体系。本文主要介绍了胍胶压裂液返排后处理再利用技术的原理以及在安83区块选井试验的技术应用情况。经过现场水平井的应用表明该技术不仅节约施工用水,而且可以有效降低污水坑的容量负荷,达到环境保护的要求,减少备水时间,提高作业机组的生产效率。     

低浓度羟丙基胍胶压裂液体系研究

为有效控制和降低压裂液对储层的伤害,提高压裂液效果,降低压裂成本,针对不同地层温度开发了满足低渗透储层压裂需要的低质量分数、低残渣、低伤害的羟丙基胍胶压裂液体系。压裂液体系分别为:耐温80、90℃的压裂液体系羟丙基胍胶用量为0.30%,交联剂用量为0.35%;耐温100、110℃的压裂液体系羟丙基胍胶用量为0.325%,交联剂用量为0.35%;耐温120℃的压裂液体系羟丙基胍胶用量为0.325%,交联剂用量为0.40%;耐温130℃的压裂液体系羟丙基胍胶用量为0.35%,交联剂用量为0.40%;其他助剂加量分别为:起泡剂0.50%,助排剂0.50%,粘土稳定剂0.50%,温度稳定剂0.08%,杀菌剂0.10%,Na_2CO_30.12%。通过对体系破胶研究,过硫酸铵用量为0.0033%,胶囊破胶剂用量为0.0111%,破胶时间为3h,与常规羟丙基胍胶体系相比破胶残渣下降率大于50%;通过对岩心伤害率与静态滤失进行研究发现伤害率下降均大于50%,故低浓度胍胶压裂液体系有利于降低对储层的伤害。     

低渗储层改造低伤害压裂液体系研究

为了有效控制和降低压裂液对储层的伤害,提高压裂液体系的增油效果,降低压裂成本,在玛湖凹陷风城组低孔、低渗及非均质储层的压裂改造中,针对胍胶类压裂液残渣含量较多,容易对储层造成伤害,同时胍胶压裂液在碱性条件下交联,高矿化度对压裂液性能影响较大等原因,开展了低伤害压裂液体系改性黄原胶的研究。通过现场研究结果表明,改性黄原胶可以克服碱性环境、高矿化度以及硼离子的影响,破胶后残渣含量为90 mg/L,比HPG的残渣含量少56.5%,有效的减少了破胶液残渣对地层的伤害。在玛湖凹陷斜坡区进行了13井次的储层改造,10口井次获得工业油流,获油率55.6%,取得了较好的改造效果。     

压裂用稠化剂耐高温性能研究

压裂液在水力压裂施工作业中起着传递压力、形成地层裂缝、携带支撑剂深入人工裂缝以及压裂完成后,化学分解或破胶到低黏度,保证大部分压裂液返排到地面以净化裂缝的作用。其性能好坏是关系到压裂施工的成败和影响压后增产效果的一个重要因素,现有的高温压裂液体系已经无法满足大庆油田松辽盆地深度埋藏天然气储层增产改造需要。笔者通过热分析实验分析了羟丙基胍胶压裂液高温降解的原因,并确定了系列提高稠化剂耐高温性能的技术对策,重点论述了通过羟丙基瓜胶和聚丙烯酰胺复合来提高稠化剂体系耐高温性能的方法,成为200℃超高温压裂液的研究的主要技术路线之一,为满足大庆油田松辽盆地深部埋藏高温气藏增产改造的需要提供依据。     

压裂液长期滞留对低渗透储层的伤害试验研究

针对当前低渗透油藏中大量使用的压裂液给储层带来的伤害,导致开采量降低的问题,以羟丙基瓜尔胶压裂液作为研究对象,以适应充填装置作为储层模拟,以渗透损失率作为评价指标,探讨不同因素对羟丙基瓜尔胶滞留的影响。结果表明,不同羟丙基瓜尔胶压裂液浓度、pH值和温度对渗透损失率和压裂液滞留量都有着影响。其中浓度越大,对渗透损失率的影响越大,但随着浓度的持续增加,其影响也逐步变小;pH值越大,对渗透损失率的影响越小;温度与渗透损失率和滞留量呈现为正相关关系。由此通过上述的研究,为石油开采中压裂液的配比提供了参考,对减少压裂液对储层的损害具有可借鉴性。