超深高压裂缝性储层加砂压裂技术研究

针对大北、克深超深高压裂缝性砂岩储层改造的"三高"难题(施工泵压高、压裂液性能要求高、砂堵风险高),研究了降低井口施工泵压的对策。通过研发耐高温加重压裂液体系,配置大通径管柱结构,优选小粒径高强度支撑剂,配套高压施工设备和井口,应用小型测试压裂技术、支撑剂段塞技术、酸预处理技术等压前预处理技术,配合加砂压裂现场实施控制,形成了超深高压裂缝性砂岩储层改造技术,在大北、克深气田取得较好的增产改造效果。     

超深高压裂缝性储层加砂压裂技术研究

针对大北、克深超深高压裂缝性砂岩储层改造的“三高”难题（施工泵压高、压裂液性能要求高、砂堵风险高）,研究了降低井口施工泵压的对策,通过研发耐高温加重压裂液体系,配置大通径管柱结构,优选小粒径高强度支撑剂,配套高压施工设备和井口,应用小型测试压裂技术、支撑剂段塞技术、酸预处理技术等压前预处理技术,配合加砂压裂现场实施控制,形成了超深高压裂缝性砂岩储层改造技术,在大北、克深气田取得较好的增产改造效果。     

复杂砂岩气层加砂压裂工艺的应用

章通过对某砂岩储层所做测试压裂和加砂压裂进行分析与评价，认识到：该储层具有闭合应力高、储层低渗和微裂缝发育等复杂特征，对于加砂压裂还存在严重的近井扭曲影响。最终提出加砂压裂改造应立足于，在保证一定裂缝导流能力的前提下，尽可能地造长缝。并通过实践证明了，低砂比支撑剂段塞冲刷能有效地降低或解除射孔孔眼摩阻和近井筒摩阻对加砂压裂的影响。     

超深裂缝性厚层改造效果影响因素分析与高效改造对策

针对塔里木油田超深裂缝性厚层改造效果不理想问题,分析确定了影响储层改造效果的主要因素及其影响规律,提出了储层高效改造对策。地质力学研究结果认为影响裂缝开启的因素主要有储层天然裂缝产状、储层地应力、改造时引起的孔隙压力增量、天然裂缝走向与最大主应力方向夹角、裂缝内聚力等。高角度天然裂缝容易发生剪切破坏开启;改造时孔隙压力增量越大、最大最小主地应力差越大,天然裂缝就越易剪切破坏开启;天然裂缝走向与最大主应力方向夹角越小,天然裂缝就越易剪切破坏开启;裂缝内聚力对裂缝开启率的影响较大,降低裂缝内聚力可大幅度增加裂缝开启率,裂缝内聚力从14MPa降低到0MPa,天然裂缝开启率从11.5%增加到71.2%,裂缝开启率增加59.7%。油藏数模研究表明提高储层纵向动用程度比提高储层横向动用程度更有利于提高单井产能。现场通过暂堵和大排量泵注提高井底压力,前置酸酸化降低裂缝内聚力,利于增加天然裂缝的开启率、加入可降解暂堵材料提高储层动用程度、改善增产改造效果,实现了储层高效改造的目的。     

超深天然气井加砂压裂技术

常规天然气井加砂压裂技术多数采用统一作业的模式,对裂缝面进行作业,此种模式不能在天然气井中形成脱砂带,无法提高裂缝面的粗糙程度,加砂压裂效果较差且不适用于超深天然气井。基于此,对传统加砂压裂技术进行了改进设计。根据超深天然气井的构造与特征,选取相应的压裂液体与支撑剂,并构造加砂压裂造缝数学模型,获取作业的相关参数,采用分阶段作业的模式,提出了一种全新的加砂压裂技术。根据应用分析结果可知,利用改进技术进行超深天然气井加砂压裂作业,其比表面AR值均较高,裂缝面粗糙程度得到显著提升,压裂效果较好。     

加砂压裂压力分析及应用

压裂期间及压裂停泵后的井底压力的变化规律反应了裂缝本身及其周围地层的情况,因此可以应用压裂压力资料对其进行了分析解释,在此基础上,本文根据Nolte原理研制了一套解释软件,既可准确判定裂缝模型,分析裂缝延伸情况以指导现场施工,又可获得压裂后的裂缝长度,宽度,压裂液效率,滤失系数,裂缝闭合压力和闭合时间及地层主应力等评价参数,现场实际应用表明,该软件可起到实时监测及压后评估的作用,具有较强的实用价值。     

裂缝性地层压裂降滤失方法研究

为控制压裂液向天然裂缝的滤失,通过对裂缝性油藏滤失机理的调研,进行了相关的敏感性分析,确定了采取前置液加粉砂的降滤失方法.通过优化前置液体积、粉砂加量、砂浓度、粉砂粒径、施工排量和压裂液黏度,优选出最佳参数以达到降滤失的效果.以ST70井为例对油藏的施工参数进行了优化计算,对比加砂前后的滤失量和滤失速度.结果表明,加砂...     

多级压裂诱导应力作用下天然裂缝开启规律研究

非常规储层多级压裂过程中,诱导应力是影响天然裂缝是否开启和压裂效果的重要因素。根据岩石力学理论和天然裂缝的受力状态,推导出压裂过程中地层应力分布计算模型,得到天然裂缝发生张性破坏和剪切破坏开启的力学条件。黑185井的模型计算结果表明:水平井压裂时存在诱导应力,由于诱导应力的影响,沿井筒方向的地应力增大1.70 MPa,地应力状态发生改变;考虑诱导应力的天然裂缝开启所需的压裂最小泵压为29.27 MPa;不考虑诱导应力的压裂最小泵压为26.31 MPa。研究结果表明,多级压裂产生的诱导应力使天然裂缝开启变得困难,诱导应力增大,天然裂缝开启所需的泵压增大,二者呈线性关系,实际压裂设计时应考虑诱导应力的影响。      

超深超高压裂缝性砂岩气层产能预测方法研究

根据气层渗流理论和裂缝性压力敏感地层的特性,建立了适合于定压内边界封闭外边界条件下超深超高压裂缝性砂岩气层的不定常渗流模型,推导出超深超高压裂缝性砂岩气层的不定常渗流模型的有限差分方程。通过计算确定了压力敏感系数对产能曲线的影响,得到了确定超深超高压裂缝性砂岩气层的压力敏感参数的方法。经对某气田高压深层气井的实例分析,得到了较好的分析结果,同时也验证该文所建立的超深超高压裂缝性砂岩气层的不定常渗流模型的正确性。     

裂缝性地层压裂降滤失技术应用研究

针对裂缝性地层天然裂缝发育导致压裂液滤失大、施工过程中加砂困难的问题,提出二元滤失控制方法——前置液段塞和降滤失剂技术.以新疆油田古53井区火山岩储层为例研究了前置液量,前置液段塞浓度、导流能力、粉砂粒径和施工排量对控制滤失的作用;筛选评价了一种可降低压裂液滤失并对地层无伤害的油溶性降滤失剂,软件模拟表明,当其加量为3％时即可以明显提高压裂液效率.二元降滤失技术的现场应用对裂缝性油藏压裂的成功率具有一定的指导意义.     

致密砂岩气藏压裂水平井裂缝参数的优化

为了解决压裂水平井的多参数综合优化问题,基于不稳定渗流原理,应用复位势理论、叠加原理和数值求解方法,建立了考虑裂缝干扰的压裂气藏水平井产量预测模型,研究了影响压裂水平井产量的单因素变化规律;结合正交试验设计方法和灰色关联理论,确定了影响压裂水平井产能的敏感因素排序,并实现了考虑多参数综合作用的压裂水平井参数优化设计。计算结果表明：算例中影响产量的重要性排序依次为地层渗透率、储层厚度、孔隙度、水平段长度、裂缝条数、裂缝长度和导流能力;优选区块水平井组合参数为水平段长度1 000 m、裂缝条数10条、裂缝长度60 m、导流能力10 μm²·cm,按照优化参数施工后,无阻流量显著增加。     

超深裂缝性碎屑岩储层天然裂缝激活研究

针对塔里木油田白垩系巴什基奇克组超深裂缝性碎屑岩储层天然裂缝激活方法不明确的问题,根据摩尔-库伦破坏准则,对研究区储层天然裂缝发生剪切激活和张性激活条件进行分析,模拟测试了水力压裂和酸化压裂中的裂缝导流能力.研究结果显示:水力压裂中存在相互错动的裂缝导流能力是无错动裂缝的100～1000倍,无错动裂缝加砂后导流能力超过...     

川中异常高应力裂缝性气藏加砂压裂现场试验研究

四川川中须家河须四气藏施工井深2400～2800m，地层温度70℃～85℃，具有基质低孔、低渗、地应力高、天然裂缝发育等特点。以往压裂规模小、易砂堵、单井难以获得工业性气流。针对该气藏特征及以往压裂技术存在的问题开展现场试验研究，现场4次试验。施工有效率100％。最大加砂量达到78m^3，最大砂浓度达到940kg／m^3。该项试验提高了气藏压裂技术水平，增产效果显著，如西64井压前产量为0．31×10^4m^3／d，压后产量达到2．5×10^4m^3／d。     

超深致密砂岩储层裂缝壁面出砂机理及其对应力敏感性的影响

致密储层渗透率的应力敏感性问题一直是致密油气藏开发的研究热点。选用塔里木盆地超深致密砂岩气藏井下岩心样品制取裂缝岩心样品6块,开展超深致密砂岩储层应力敏感性评价实验。实验前、后对裂缝壁面进行激光扫描成像处理,并采用扫描电镜表征其微观结构。实验结果表明,超深致密砂岩储层裂缝岩心样品的应力敏感系数为0.41~0.72,应力敏感程度为中等偏弱—强,明显弱于中国典型致密砂岩储层。三维激光扫描图像对比结果显示,实验前、后裂缝壁面出现明显的砂粒脱落现象;扫描电镜图像显示,实验前裂缝壁面存在大量松散脆弱结构。在超深致密砂岩储层裂缝岩心样品应力敏感性评价实验过程中,裂缝壁面脆弱结构在高速流体拖曳力作用下与壁面脱离,运移过程中持续撞击侵蚀壁面,进一步促进砂粒脱落,形成的砂粒沉积于裂缝狭窄处。当有效应力增加时,具有一定强度的砂粒将起到支撑裂缝的作用,进而起到弱化应力敏感性的效果。裂缝壁面出砂对不同宽度裂缝应力敏感性的弱化程度存在显著差异,其弱化程度从大到小依次为中等宽度裂缝、较大宽度裂缝和较小宽度裂缝。     

页岩气藏压裂支撑裂缝的有效性评价

为了了解、掌握页岩气藏清水压裂缝网能够提供的导流能力大小及裂缝的有效性,利用四川盆地某构造的页岩进行了室内裂缝导流能力测试。实验结果表明：支撑剂浓度不足单层的情况时,闭合压力低于30 MPa,导流能力可与一定量的高浓度（多层）情况相当,但支撑剂嵌入和破碎显著增加,其导流能力不稳定,随时间增加可持续降低,闭合压力40 MPa时,20/40目陶粒嵌入程度可达71.8%,闭合压力进一步增大,裂缝将闭合失效;较低硬度的页岩支撑剂嵌入严重,导致低支撑剂浓度裂缝残余支撑缝宽不足,仅增加支撑剂粒径不足以克服嵌入影响,裂缝内需要有足够的支撑剂浓度,形成的缝网不能过于复杂;页岩黏土含量高,支撑剂充填层泥化严重,对支撑裂缝有效性的伤害不容忽视,可变形的树脂覆膜砂在一定程度上解决了支撑剂嵌入和充填层泥化问题。     

水力压裂在边台潜山裂缝性低渗油藏的应用研究

依据辽河油田边台潜山裂缝性低渗油藏的压裂试验研究,认为:裂缝性低渗油藏水力压裂需解决的主要问题为加砂过程中容易出现早期脱砂和压裂液对天然裂缝的伤害。探讨了张开型天然裂缝油藏压裂研究方法及其施工优化程序,在设计与实施中,适当增加了施工排量、压裂液表观粘度与前置液百分数,并采用在前置液中加入一定浓度的粉陶防滤失剂来充填张开的天然裂缝,使其综合滤失系数下降。首次在水力压裂上使用油藏模拟(SimbestⅡ)进行了对裂缝性低渗油藏压后的生产历史拟合研究,进一步加强了对油藏特征与压后效果的认识。评估了已取得的增产效果。这实例研究对进一步发展张开型裂缝性低渗油藏的水力压裂技术提供了先导性试验与技术准备。     

体积压裂工艺技术在致密气田的研究与应用

以"体积压裂"为理念,使传统的二维改造向三维改造转变,形成一定长度高导流主缝后追求次生低导流支缝,即以提高改造规模和施工排量为思路,使储层被改造体积大幅度增加。在室内理论研究基础上,加强体积压裂工艺优化研究,在苏里格东区开展体积压裂技术探索试验,并取得了较好的效果。     

火山岩深气层压裂液体系研究与应用

大庆徐家围子断陷深层火山岩储气层,最高温度超过170℃,最大厚度超过120 m,压裂施工中单层加砂量超过100 m3,使用现有压裂设备施工时间为2.5~3.0小时,要求水基压裂液具有优异的各项性能。为此研发了适用于120~170℃不同温度的压裂液,基本配方如下:HPG 0.55%~0.65%,表面活性剂ZP-1 0.10%~0.15%,有机钛有机硼高温交联剂0.25%~0.30%,过硫酸盐破胶剂0.002%~0.003%,其他组分有粘土稳定剂、冻胶稳定剂、温度稳定剂、交联控制剂、降滤失剂等。介绍了150℃配方压裂液的性能:150℃、170 s-1剪切4.0小时粘度>80 mPa.s;初滤失量3.13×10-4m3/m2,滤失系数4.59×10-4m/min1/2;破胶液粘度5.6 mPa.s,表面张力30.96 mN/m,界面张力(与煤油)1.83 mN/m;通过交联控制,现场沿程摩阻降低了30%。2002年以来使用该体系压裂液在大庆12口深气井共24层进行压裂,最大加砂量为100 m3,均获得成功;在吉林2口深勘探气井压裂也获得成功。图1参3。     

裂缝性火山岩储层加砂压裂改造的综合配套技术

松辽盆地裂缝性火山岩储层的改造工艺措施较为有限,严重地影响了对其含气特征的认识与开发效果。为此,开展了针对裂缝性火山岩储层的人工裂缝破裂与延伸影响因素研究、耐高温低伤害压裂液体系研究,并针对裂缝性火山岩储层改造工艺措施进行优化,采用高黏液、优化射孔、多段塞支撑剂注入等措施提高施工成功率及压后效果,形成了裂缝性火山岩储层加砂压裂改造关键技术系列：小型压裂测试资料处理解释技术、多裂缝控制及降低滤失技术、压后返排工艺技术、火山岩优化设计技术等。应用结果表明,该配套关键技术可以满足生产的需要。     

非对称3D压裂和裂缝无序性压裂设计理念与实践——以四川盆地川西致密砂岩气藏为例

目前致密气藏改造存在传统大型压裂与体积压裂两种技术模式,如何选取适合储层特征的改造方式令人困惑。基于对致密气藏、页岩气藏的储层地质特征、渗流特征的分析,阐释了致密气藏与页岩气藏改造理念的差异,提出致密气藏改造方式的选取应以储层地质特征、渗流特征为依据,以最大程度改善储层渗流能力为目标。据此理念,以四川盆地川西地区两套致密气储层为例提出了2种压裂设计方法:对于中浅层上侏罗统蓬莱镇组"叠覆型"储层采用水力裂缝与储层砂体空间展布、渗流能力相匹配的非对称3D压裂设计;对于中深层上三叠统须家河组五段"砂页岩交互"储层采用增加裂缝无序性的体积压裂设计。应用结果表明:采用非对称3D压裂设计方法的水平井压后平均产量较同区水平井提高了41%,该方法适用于对蓬莱镇组气藏的开发;采用增加裂缝无序性体积压裂设计方法的单井压后平均产量为2.25×10~4 m~3/d,该方法为须五段气藏的开发提供了有力的技术支撑。