超高温超深非均质碳酸盐岩储层地质工程一体化体积改造技术

冀中坳陷北部奥陶系潜山碳酸盐岩储层油气资源丰富,但由于岩性复杂（白云岩、灰岩夹杂）、超高温（180℃）、应力梯度高（0.023 MPa/m）、以往虽采用多种工艺尝试都未能实现突破。针对上述储层地质难题,开展以储层地质特点为基础的储层评价、工艺优选、方案设计等研究,形成了超高温超深非均质碳酸盐岩储层地质工程一体化的特色改造技术：1利用1 m³大型岩石物理实验和数值模拟手段,结合地质特点开展复杂缝网的地质与工程改造因素方案论证,结果表明储层虽以微细裂缝为主、连通差、两向应力差高（7.0~9.8 MPa）,但通过高排量、低黏高黏液体组合、暂堵转向等工艺仍可实现复杂缝网改造;2实现了超高温深层储层一体化改造技术,通过管柱安全力学校核、施工压力预测、求产与试采产能影响分析等,将以往的多次工序改为勘探求产和开发生产的一体化管柱,降低安全风险;3形成了180℃超高温、5 000 m超深碳酸盐岩储层"多级注入、暂堵转向、加砂酸压"工艺技术,实现了层间暂堵、层内转向的体积改造目标;4优选出180℃超高温羧甲基压裂液和酸液体系,180℃、170 s^-1下剪切120 min压裂液黏度仍保持在80 mPa·s,酸液在180℃条件下,170s^-1剪切60 min,黏度达30 mPa·s。该技术在安探1x井大规模施工,排量达11 m³/min,确保了大规模（3 000 m³）、高泵压（80~90 MPa）、多种组合液体（压裂液、酸液）、超高温（180℃）等各种不利条件下长达6 h安全、高效实施及后续半年以上安全稳产。经微地震监测和模拟表明,改造体积比以往改造技术增加3.5倍,实现了长、宽、高三维立体改造。压后产气量为40.9×10⁴m³/d,产油量为71 m³/d,试采井口压力保持在25 MPa以上,稳定产气量达10×10⁴m³/d,实现了勘探与开发、地质与工程一体化设计目标。     

示踪剂在分段体积压裂水平井产能评价中的应用

水平井分段体积压裂后各段产液贡献不易测试和计算。通过分析示踪剂法测量的原理,进行了示踪剂测试技术优化研究,形成了利用示踪剂评价水平井分段产液贡献率的测量方法。应用该方法在束鹿凹陷致密油体积压裂井束探2x井进行了测试,优选了7种不同示踪剂分别注入7个压裂层段,通过分析在不同时间取得的246个样品,得到了7个层段的产液贡献率,为体积压裂优化设计和产能评价提供了新的方法。     

超高温储层深度酸压液体体系研究与应用

为解决牛东1井储层改造超高温(201 ℃)液体造缝效率低、酸岩反应剧烈、管柱腐蚀高、改造程度差的突出技术瓶颈问题,对比了3套压裂液体系,开展了抗超高温200℃液体体系配方研究及耐温性能评价;利用数学计算及裂缝模拟方法,建立了能模拟100～350m3不同用液量、造缝长度与储层温度场变化的新方法,优选出具有高效前置造缝性能及有效降温用量的压裂液,达到抗高温造长缝目的;在酸液体系上进行40余块岩屑酸蚀反应实验,利用4种酸液配方模拟与地层反应下酸液黏度性能实验,研究出具有耐缓速、清洁低伤害、低成本、固液转向功能的新配方体系,满足了该井深度体积酸压技术对液体的要求,填补了国内超高温200℃储层改造技术的空白.现场应用实现重大突破,对牛东及渤海湾盆地深层勘探具有里程碑意义.     

压裂支撑剂浊度测试方法及评价指标分析

水力压裂是非常规储层提高产能最有效的增产措施,浊度是压裂支撑剂性能评价的重要技术指标之一.但现行标准的测试方法与国际测试方法有差异,影响我国水力压裂施工支撑剂使用.为了提升我国支撑剂检测水平,系统研究了取样方法、制样方式、取液位置和浊度仪对支撑剂浊度值数据的影响;考虑影响支撑剂浊度值的悬浮微粒的理化性质,研究了浊度对导...     

人工裂缝缝壁表皮效应数学模型研究

针对以往模型进行压裂设计与分析方法对结果偏差较大的实际情况,在对经典裂缝延伸和扩展PKN和KGD理论模型研究的基础上,运用断裂力学和流体耦合方法,建立新的缝壁表皮数学模型,获得新的裂缝缝壁表皮效应分段数学函数.将新模型与以往Cinco-Ley模型进行现场参数计算对比,结果表明：以往认为该表皮效应对产量影响只有5%,新模型表明该表皮效应对产量的影响可以达到50%,新模型揭示了以往认为高效压裂工艺下反而压后减产矛盾现象的真正原因.利用新模型指导压裂设计可降低裂缝缝壁表皮对产量的影响,增强压裂设计对储层的适应性和科学性.现场35井次试验表明,采用新模型后在降低成本的情况下,压裂效果增加1.5倍.     

超深高温高压含硫化氢气藏高效试油技术新进展

超深高温高压储层逐步成为油气勘探的重要部分,面临埋藏加深、压力增高、温度升高、物性变差,并含H₂S和CO₂等气体,对试油测试的安全性、高效性等提出新需求。文章结合川中、塔里木库车油气勘探试油新难点,介绍了超深高温高压含硫化氢储层配套技术新进展包括：形成试油封堵和试油完井投产一体化管柱单井试油周期平均节约12 d以上;研发全井无线地面直读技术,实现140 MPa/150℃下信号无线传输最大距离4610 m;研发175 MPa/210℃/170 h的超高温超高压射孔器材,解决了超高温条件射孔技术难题;发展140MPa的地面流程集中控制技术,完善试油作业井筒完整性评价软件及安全环保系统。以上技术在川中高石梯-磨溪、塔里木库车前陆冲断带等重点勘探区域应用230井次,效果良好。     

滑溜水在裂缝性碳酸盐岩体积酸压中的研究与应用

滑溜水是页岩气、致密油非常规油气藏体积改造中应用最广泛的压裂液体系,旨在利用低黏滑溜水强的穿透性能激活天然裂缝提高裂缝复杂程度。基于深层裂缝性碳酸盐岩储层基质物性差、非均质性强,裂缝是主要储集空间和渗流通道的储层特征,提高改造体积是实现高产稳产的核心,需采用低黏流体大排量注入来提高天然裂缝激活几率,提出滑溜水、冻胶和转向酸复合的体积酸压技术。评价了新型聚合物类滑溜水性能,利用室内实验（大物模、酸液滤失）和数值模拟相结合的方法研究了滑溜水在体积酸压中的作用机理,研究表明:新型聚合物类滑溜水具有较好的减阻性能,能够降低施工管柱摩阻,实现大排量施工,助力改造效果提升;滑溜水大排量注入形成复杂裂缝,低黏酸液注入形成酸蚀蚓孔提高裂缝连通性,滑溜水与低黏酸交替注入,实现微细裂缝"水力+酸蚀"缝网构建。上述研究成果现场应用显著,AT3x井压后获日产油35 m3、日产气50.3×104 m3高产油气流,为国内超高温深层复杂储层高效改造提供新的技术指导。      

基于Mises强度准则的腐蚀缺陷管道评价方法

针对腐蚀造成管道承载能力降低的问题,研究了管道缺陷评价方法.基于形状改变比能强度准则(Mises 强度准则),推导了管道极限承载力的计算公式,采用ANSYS有限元仿真软件对理论计算得出的结果进行分析验证.建立了等深度方形腐蚀缺陷管道的有限元模型,针对不同几何参数的腐蚀缺陷,得出腐蚀缺陷深度、长度和宽度对缺陷管道极限承载力的影响规律.仿真结果表明,腐蚀缺陷深度是影响管道极限承载力的最主要因素,腐蚀缺陷长度到达某一特定值后对极限承载力的影响平缓,腐蚀缺陷宽度对管道极限承载力存在微弱的加强作用.     

大港油田沙一下亚段页岩油储层高压压汞与氮气吸附实验

为了较全面地表征大港地区页岩油微观孔隙特征,以渤海湾盆地黄骅坳陷歧口凹陷东营组沙一下层系页岩为研究对象,应用高压压汞、低温氮气吸附的实验手段,研究了大港页岩油储层微观孔隙结构特征,并对储层做出综合评价.结果表明:与长庆致密砂岩储层相比,大港页岩油储层纳米级孔喉占比较高,孔喉更加微细,渗流能力主要来自亚微米级孔喉,排驱压...     

塔里木盆地超深层油气藏试油与储层改造技术进展及发展方向

近年来,中国石油塔里木油田公司(以下简称塔里木油田)在塔里木盆地超深层油气勘探陆续取得重大突破。这与其超深层试油与储层改造技术的进步是密不可分的,随着超深井的逐渐增多,试油与储层改造技术仍需要持续升级、完善。为此,通过总结塔里木油田试油与储层改造技术的发展历程,系统梳理了其在超深层油气藏试油与储层改造方面取得的主要技术进展,并结合新的勘探开发形势与要求,指出了塔里木盆地超深层油气藏试油与储层改造技术今后一个时期的发展方向。研究结果表明:①塔里木油田已形成了一系列专项技术——超深高温高压气井安全快速测试技术,超深层、高含硫、缝洞型碳酸盐岩气藏完井试油一体化技术,超深层缝洞型碳酸盐岩储层深度改造技术,以及超深层、高温高压裂缝性致密砂岩气藏储层缝网改造技术,支撑了该盆地超深层油气藏的陆续勘探突破和持续高效开发;②随着油气勘探开发深度领域迈向9 000 m,储层地质条件更加复杂,完井试油与储层改造技术面临着新的技术难题;③今后将围绕"可靠、安全、高效"的目标进行试油完井工具和工艺的持续升级和改进,需要不断完善储层改造地质工程一体化设计、改造工作液和材料以及耐高温高压工具和装备,以支撑精细化缝网...