南翼山浅层油田限流法压裂工艺技术应用

限流压裂工艺技术是八十年代中期发展起来的一项完井压裂工艺技术。它主要适用于油层数量多且薄，纵向分布间距大的低渗透油田的压裂改造。其技术核心是根据多个地层破裂压力合理分段布孔和优化压裂工艺设计。本文通过对南翼山浅层油田两口井限流法压裂应用实例分析，认为限流压裂工艺技术是青海低渗透难开采油田一条新的措施改造途径。     

限流压裂曲线分析及压开层位的判定计算

水力压裂曲线隐藏了大量的压裂信息，但是对多层压裂曲线目前尚没有论及（ 尤其是对限流和投球压裂曲线） 。利用孔眼摩阻公式分析了限流压裂曲线的瞬时仃泵时的压降落差、以及限流压裂中压力上升的幅度，并建立了相应的关系式。限流压裂的瞬时停泵压降落差表现为压开层位的畅通孔眼的摩阻值，而限流压裂过程中，压裂曲线压力突然上升，说明有层位在压裂过程中砂堵，其砂堵造成的压力上升幅度表现为其它压开层的孔眼摩阻的增值。用建立的关系式计算的畅通孔眼数与压裂层位的孔眼数进行匹配，可以判定限流压开及其砂堵的层位，并可以在现场进行实时分析。此方法经济、简单、可靠并具有自我验证性。在新疆鄯善等油田得到了应用，其计算结果与压后井温、压后产液剖面测试结果及层间布孔匹配吻合得很好。     

限流压裂施工参数的优化

从油田开发整体要求的角度出发,提出了优化限流压裂施工参数的思路,建立了适用于限流压裂裂缝延伸的拟三维数学模型,并综合了裂缝延伸模拟二维模型计算速度快、简便省时和三维模型较真实反映缝高延伸的优点,从理论上实现了限流压裂施工参数的优化设计,共节省了大量的设计计算时间。     

水平井限流法分段压裂技术研究及应用

研究了低渗透油藏水平井地应力及岩石力学特征,结合水平井地应力计算方法,确立了限流法射孔参数的优化方法,提出了水平井限流法分段压裂的射孔位置选择和施工参数设计方法.阐述了水平井限流法分段压裂设计与实施关键工艺环节,并对水平井压裂诊断进行了评价.结合史127-平1井、商75-平1井两口水平井油藏实际和方案要求,利用水平井限...     

水平井限流法压裂技术的发展与应用

水平井限流法压裂采用套管压裂，具有井下工具少、一次施工完成多条裂缝改造、压后增产效果好等优点，是低渗透油气藏水平井增产改造的很好选择，大庆油田已应用该方法压裂完成了20多口水平井的改造，取得了很好的经济效益。根据南214-平324井的主压裂施工曲线分析了水平井限流法压裂的特点，介绍了“有效孔数法”、G函数法、连续油管井温测井、大地电位和井下微地震等配套技术。从压裂液流动的角度提出了水平井限流法压裂存在径向流区的观点，对压裂液在径向流区流动的正确认识是水平井限流法压裂设计和施工控制的关键。最后总结了目前水平井限流法压裂在施工过程及压后裂缝诊断方面所存在的问题，并提出了相应的解决办法及技术发展思路。     

薄夹层平衡限流法压裂完井技术

油田进入高含水期开采后,高渗透率的主力油层均已水淹,而与其相邻的低渗透率薄层则仍含水较低或不含水,是油田开采后期稳产挖潜的主要对象。为了防止在压裂过程中裂缝穿透夹层与相邻水淹层连通,各油田对压裂目的层与相邻水淹层之间的夹层厚度都有一定要求(大庆油田规定为3m),这样必然会牺牲一些低渗透薄油层充当压裂夹层,降低了油田的可采储量。大庆油田根据室内模拟和现场测试资料,研究了低密度射孔作业对套管外水泥环的破坏作用及水泥环的承压能力情况后,用薄夹层平衡限流法压裂完井技术以保护薄层,使压裂对夹层的厚度要求降至0.4m。通过14口井试验,效果良好。本文还介绍了与其配套的多层位套管补贴与氰凝堵水两种多层位堵水技术。     

气田集输限流孔板孔径计算方法的对比分析

限流孔板因其结构简单、造价低廉、易于加工及安装等优点,已广泛应用于海外气田地面工程。不同的行业规范中限流孔板孔径的计算方法各不相同。本文详解基于Perry’s Chemical Engineers’Handbook和ISO 5167.2-2003的两种计算模型。结合某海外气田集输限流孔板实例,运用CORREL函数对比分析了两种计算方法的结果。建议优先推荐采用基于Perry’s Chemical Engineers’Handbook的计算方法。     

限流法完井后进一步挖潜方法研究

针对萨南过渡带350m地区加密调整井中限流法完井比例高,且产量递减较快的实际,分析了限流法完井后渗流条件的变化及产量递减原因。实践证明,采油井限流法完井后,根据限流后不同的渗流及动态变化,有针对性地采取重复限流、增加孔密等措施,可取得较好的挖潜效果。     

二连边际油田压裂改造选井方法

在总结多年来二连边际油田压裂效果的基础上，建立了一套各种影响因素与压后采油指数的相关分析方法，依此提出了压裂选井标准和压裂目标区块。实践认为，这套压裂选井方法是行之有效的，能够正确指导压裂设计，提高压裂施工成功率。     

一种确定压裂选井原则的简单方法

在油田开发中，经济效益始终被经营者放在首位，由于油井压裂的费用相对较高，所以在措施前需进行产量预测。根据压裂的措施投入、原油生产经营费用和压裂后的累计增油量确定了压裂措施边际成本，将油井压裂后的边际成本与当前市场原油价格相比，以不亏本为前提条件，得出油井压裂后以累计增油量为因变量的盈亏分析模型，由模型计算出边际成本等于国际市场原油价格时的临界累计产量；根据油田特定区域已压裂井的生产数据，利用数理统计分析理论，在压裂工艺等参数不变的条件下，用油田常用的参数（地层压力和油层改造厚度），可以确定在该区域油井压裂后累计增油量预测公式，由该公式预测出油井压裂后累计增油量，把预测累计产量大于临界累计产量作为现场压裂的选井原则。参２（郭海莉摘     

限流法压裂射孔方案优化设计

限流法压裂是低渗透多油层油藏挖潜改造的主要方法,它设计的关键是各层射孔方案的优化。传统的方法是根据各小层的厚度确定射孔数,再由射孔数按比例计算施工过程中各层进液量和砂量,没有综合考虑各层的物性对改造规模和射孔数的影响,以及施工过程中井筒、炮眼和裂缝内摩阻等对各层进液量的影响。建立了限流法压裂施工过程中各层流量随时间、地层物性和射孔数变化的数学模型,与裂缝几何参数模型联立可进行射孔方案优化设计。通过大庆长垣内部油田22口井的试验,取得了较好的增产效果和经济效益。     

限流压裂设计和数值模拟方法研究

基于三维水力裂缝几何模型，根据限流压裂设计中流体流动与循环电路中电流流动的相似性，建立一个计算限流压裂设计中各层注液量分配的数值模型。根据所建立的模型，对比分析了炮眼个数、地层特性等因素对限流压裂施工的裂缝几何参数的影响程度，得知影响限流压裂设计中裂缝几何参数的主要因素是各层炮眼个数、最小主应力和地应力差。因此，进行限流压裂设计必须综合考虑炮眼个数、地层特性等因素对限流压裂施工的裂缝几何参数的影响，以准确预测各层裂缝几何参数和改造程度。     

The Application of Limited Entry Fracturing to Horizontal Wells in China

Abstract

Limited entry fracturing is rarely applied in horizontal wells in China. Compared with other horizontal fracturing methods, limited entry fracturing requires fewer down-hole tools, stimulates multiple intervals simultaneously to reduce completion costs, and is an effective treatment for horizontal wells. Some innovations are introduced for enhancing the applicability of limited entry fracturing in long cemented casing completions. Successful field experiments are presented for the thin interbedded reservoir completions. Known problems are discussed based on the analysis of a refracturing of a horizontal well applied limited entry fracturing. Recommendations on the design and operational for the successful treatments are presented.     

压裂液体系优化研究方法探讨

压裂液的粘度与其在井筒和裂缝中的温度以及泵送过程（泵送排量、距离、时间等）有关。液体在井筒和裂缝中的剪切速率与温度都是不同的,液体经历高速率剪切的时间长短不同,对液体的最终粘度造成的影响也不同, 室内实验应考虑到井筒中高速率剪切对压裂液粘度的影响,模拟现场不同施工阶段进行液体性能评价,以便更真实地预测施工过程中液体粘度的变化,使液体满足现场施工要求。并且可以通过改变压裂液组份、采用双交联剂体系等使液体体系进一步得到优化。     

阿布扎比NEB油田超长水平井限流筛管完井与酸化优化设计

阿布扎比NEB油田低渗油藏普遍应用超长水平井开发生产,水平段布酸效果是制约超长水平井酸化后产能的关键因素。LEL限流筛管完井和酸化是实现超长水平井均匀酸化的有效手段,但目前常用的LEL限流筛管设计方法多与专业软件相结合,不利于参数敏感性分析和快速优化设计。通过优选管流摩阻计算模型和孔眼流动摩阻计算模型,建立了LEL限流筛管孔眼分布的解析设计方法,可以对超长水平井LEL完井实施快速的孔眼数分布设计;同时结合酸蚀蚓孔长度计算模型和当量表皮系数计算模型进行了酸化效果的快速预测评价。以阿布扎比NEB油田某井实钻井眼情况为例,开展了LEL限流筛管孔眼分布设计和酸化效果预测,得出结论：LEL酸化井酸蚀蚓孔长度可达到1.32～1.63 m,酸化后当量表皮系数可达到-2.85～-3.06;酸液穿透岩心的PV数是LEL设计的一个关键参数,应当通过实验测取。同时认识到,均匀布酸并不能作为LEL酸化设计的唯一目标,应当综合考虑储层非均质性条件,以均衡蚓孔长度、均衡酸化后表皮系数、均衡酸化后产量剖面等为目标开展更加优化的孔眼分布设计。     

周边脱砂压裂模型优化设计

周边脱砂压裂技术是压裂技术从常规压裂到脱砂压裂,再到端部脱砂压裂技术之后发展起来的一种新的技术,只有该技术才可能在压裂中形成相对较短、较宽裂缝。目前对于脱砂压裂裂缝扩展模型的研究大都忽略了裂缝纵向流动。为此,在前人的研究基础上,针对周边脱砂压裂的特点将带缝高压降影响的拟三维模型引入到脱砂后裂缝扩展模型,在脱砂后模型中考虑缝宽方向压降对裂缝扩展的影响,推导了适合周边脱砂压裂的脱砂后新模型;并在此基础上开发了适合周边脱砂压裂扩展的模拟软件,模拟结果与现有商业软件(三维)模拟结果相吻合,证明建立的脱砂后模型考虑因素全面,对脱砂后缝宽预测更符合实际。     

榆树林油田增效压裂技术研究

针对榆树林油田的特点，分析以往压裂效果差的原因，并对常规压裂技术采取了改进措施。该技术使用水力裂缝优化技术，优化裂缝支撑半缝长；使用多级渐进式加砂程序和较高的砂液比提高裂缝的导流能力；使用复合的粘土稳定剂防止粘土膨胀；选用快速破胶，彻底返排的优质压裂液减少压裂液夺储层的伤害。现场施工9口井，取得了比较好的压裂效果，提高了压裂工艺的整体水平。     

二氧化碳无水蓄能压裂参数优化

二氧化碳无水蓄能压裂技术在形成地层高导流裂缝的同时,通过与原油相互作用表现出了一系列有别于常规压裂的增产特性,包括降黏、体积膨胀和混相等。因此其优化设计过程也不同于常规压裂优化设计。首先利用地层原油取样进行室内二氧化碳与原油相互作用实验,获取最小混相压力;利用液态二氧化碳压裂时裂缝长度与储层物性参数关系模板,确定裂缝参数;以最小混相压力为条件,以裂缝参数和井底注入压力为基础,利用三维油藏数值模拟方法预测二氧化碳波及范围、混相带范围,最后确定最优的二氧化碳用液量。利用FracProPT拟三维压裂裂缝模拟软件,结合沿程摩阻损失,以保证井口和井下管柱结构安全稳定为设计前提,从水马力效率和经济效益角度优化施工排量;建立压后地层温度压力计算模型,模拟关井后混相带面积,确定最优关井时间为混相带面积最大时即压后井底压力大于最小混相压力的时间。吉林油田二氧化碳无水蓄能压裂技术已成功应用于致密油井,二氧化碳无水蓄能压裂后产油量均较压前有显著提高,6口井压后平均日产油是同区块常规重复压裂的2.7倍。研究结果表明,该二氧化碳无水蓄能压裂参数优化设计方法是合理可行的。      

压裂液配制用固液混合装置结构优化

固液混合装置是水粉均匀混合的关键设备,高速水流经过固液混合装置,由于压力变化而形成了负压,从而抽吸胶粉,使胶粉与水流均匀混合。利用CFD方法对固液混合装置建立数值模型,通过仿真分析,发现由于抽吸管路与环形喷嘴间较大壁面区域的存在,在流场分布上有一个低速回流区,在施工作业时可能会引发被抽吸黏性物料的堵塞。针对原有结构固液混合装置流场分布存在低速回流区的缺陷,设计了进料管扩张型及喷嘴收缩型2种结构改进的固液混合装置。利用数值模拟方法进行流场分析,通过对所建立的多个模型的定性对比,证明喷嘴收缩型为最优结构固液混合装置。可为该类固液混合装置的设计提供理论参考。