CO_2干法压裂井筒压力与相态控制研究

液态CO_2干法压裂过程中井筒压力与相态显著影响裂缝起裂和延伸。鉴于此,根据Span-Wagner状态方程,建立了CO_2干法压裂井筒流动传热模型,揭示了CO_2干法压裂过程中井筒压力与相态的变化规律。研究结果表明:CO_2摩阻非常高,在常规施工条件下其摩阻每1 000 m超过10 MPa;排量和油管内径对井筒压降影响非常大,在满足携砂情况下可通过适当降低排量或选用较大管径油管降低摩阻;干法压裂过程中相态转变取决于井底CO_2温度,而井底温度受注入温度影响最大,其次为注入排量和地温梯度,并且几乎不受油管内径影响; CO_2流体密度和黏度与温度成反相关关系,井筒内CO_2黏度仅为0. 08～0. 25 m Pa·s,携砂能力差,加之滤失大,不利于压裂造缝是压裂施工失败的主要原因。研究结果可为CO_2干法压裂和CO_2增能压裂提供理论指导和现场借鉴。     

CO_2密闭混砂装置在长庆苏里格气田的应用

CO_2干法加砂压裂技术针对强水敏、强水锁地层的压裂开采具有明显优势,可使储量巨大的致密气、页岩气等非常规油气藏得到有效开发,其核心装备是CO_2密闭混砂装置。根据工艺技术要求,经过多年研究,研发出具有自主知识产权的CO_2密闭混砂装置,打破了国外的技术垄断,技术性能达到国际先进水平。多次现场应用表明,该装置可在密闭带压条件下将支撑剂与液态CO_2按施工要求的比例混合后输送给压裂车,具有高可靠性、安全性,达到了设计要求。应用后显示增产效果好,加砂量小于10m~3的井,平均增产20%~30%;最大加砂量20m~3的井无阻流量达24.756×104m~3,较常规压裂对比井产能提高50%以上,为CO_2干法加砂压裂技术的进一步推广应用奠定了坚实的基础。     

DY2HF深层页岩气水平井分段压裂技术

DY2HF井是位于川东南丁山构造、目的层为龙马溪组海相页岩气的重点探井,具有高温、超高应力的特点。为解决该井压裂作业存在的施工压力高和加砂困难等难题,开展了深层页岩气水平井分段压裂技术研究。根据丁山页岩特征和地应力状态,进行了井口施工压力预测和排量优化,建立了水平井段多裂缝覆盖率计算模型,并结合诱导应力场计算结果进行了段簇优化。根据页岩气网络压裂技术的特点及该井的具体情况,确定采用高减阻低伤害滑溜水和活性胶液进行混合压裂,采用低密度高强度覆膜支撑剂进行组合加砂,并对压裂参数进行了模拟优化。DY2HF井分段压裂井口限压95 MPa,施工总液量29 516 m3,总砂量319 m3,最高排量13.6 m3/min,滑溜水减阻率达78%,胶液完全水化,压裂后获得高产工业气流,实现了深层页岩气水平井压裂技术突破。该井分段压裂结果表明,丁山等深层页岩气已经具备了有效勘探开发的技术基础。      

液态CO2干法加砂压裂增稠剂技术现状及展望

CO_2干法加砂压裂是低压、低渗透、强水敏等非常规储层高效开发的有效措施之一。系统分析了目前国内外液态CO_2干法加砂压裂技术中增稠剂现状,对现有增稠剂分子结构进行分析归类,指出了增稠剂存在的主要技术问题和开发的难点。通过对目前国内液态CO_2干法压裂技术现状和现场试验情况梳理发现:国内液态CO_2增稠剂技术滞后于现场应用,压裂液携砂效率低,影响了压裂施工效果;分析国内外液态CO_2增稠剂研究存在的问题,借鉴现有研究成果,依据CO_2分子结构特征和理化特性,构建能使液态CO_2高效增黏的新型增稠剂分子结构,合成高质量的液态CO_2增稠剂,是实现液态CO_2干法加砂压裂的技术关键。在现有技术条件下,建议将液态CO_2干法压裂技术与常规无水压裂技术结合,既发挥了液态CO_2干法压裂技术优势,又实现了高砂比对压裂施工技术要求,满足非常规储层压裂开发需要。     

靖边气田白云岩储层交联酸酸压技术实践

近年来,针对碳酸盐岩的储层改造,中外已形成了以深度酸压为主体的各种酸压技术,同时还尝试了加砂压裂改造.在分析了酸压和加砂压裂不足的基础上,提出了携砂酸压工艺.在大量室内实验的基础上,对靖边气田纯度较高的白云岩储层进行了交联酸携砂酸压的研究与实践.先后运用该技术施工11井次,成功率达100%,有效率为100%,最大加砂量为25.1 m3,加砂规模接近该地区普通加砂压裂的规模.压裂前每口井均无气产出,而压裂后试气的无阻流量或井口产量为1.031 8×104～37.023 6×104m3/d,返排率均大于79%,与邻近井的其他施工工艺增产效果相比有一定的优越性.     

“注入—压裂—返排”全过程的CO_2相态特征——以鄂尔多斯盆地神木气田致密砂岩气藏SH52井为例

为了准确预测压裂过程中流体的相态变化,有效指导矿场CO_2压裂施工设计,以鄂尔多斯盆地神木气田致密砂岩气藏SH52井为例,基于商业软件CMG,建立井筒—地层耦合数值模拟模型,通过对该井的压裂施工动态进行拟合,获得了可靠的数值模拟模型。在此基础上,对CO_2注入—压裂—返排的全过程进行模拟,研究CO_2压裂全过程的流体相态变化特征,以及压裂工艺参数对注入期末井底压力、温度和流体高压物性的影响。研究结果表明:①CO_2从注入到返排的压裂全过程,经历了"液态—超临界态—液态—气态"的相变过程,在注入、造缝和裂缝扩张的过程中,CO_2由液态转变为超临界态,且密度变化显著,介于800～1 100 kg/m~3;②CO_2注入期末,随CO_2总量的增加,井底温度逐渐降低,而井底压力、井底CO_2密度和黏度逐渐增加;③CO_2排量对井底压力、温度及CO_2密度、黏度的影响规律与CO_2总量对其的影响规律总体相似,只是CO_2排量对井底压力的影响程度更大;④当CO_2总量大于400 m3、排量大于4 m3/min后,二者对井底压力、温度和CO_2密度、黏度的影响不再显著。结论认为:所建模型实现了对CO_2压裂过程中流体相态变化特征的准确预测且拟合精度较高、2019-0模型质量可靠,该研究成果为CO_2压裂施工设计的优化提供了技术支撑。     

超深火成岩英买4-2X井加砂压裂技术

英买4-2X井为塔里木油田火成岩首口加砂压裂改造井,井斜大,储层埋藏超深(大于5 600 m),属于中孔特低渗储层,具有中孔细喉型结构,高角度天然裂缝发育,加砂压裂施工难度和风险高。结合储层特点,优选低伤害0. 3%瓜胶压裂体系,采用前置酸降破处理,适当提高前置液比例,采用多级支撑剂段塞打磨技术等措施,成功对英买4-2X大斜度井实施了加砂压裂改造。施工挤入地层液体559 m~3,最高排量4. 2 m~3/min,施工压力88～93 MPa (接近管柱安全极限),挤入地层砂量22. 2 m~3。压后气举求产,日产油4. 52 m~3,日产水23. 83 m~3,为低产油水同层。但由于采用常规压裂施工井口和81. 28 mm管柱,施工排量受限,砂堵风险较大,加砂量未达到设计要求。建议该区块后期单井压裂施工设计时考虑采用较大尺寸施工管柱,为压裂施工提供合适的压力空间,提高改造效果。     

彭水区块水平井清水连续加砂压裂技术

为了提高常温低压页岩气藏的开采效益,开展了彭水区块水平井清水连续加砂压裂技术应用研究。根据前期邻井同层的压裂数据,进行了彭页4HF井的压力预测和拟合,论证了清水加砂压裂的可行性。计算表明,彭水地区清水加砂时地面施工压力随射孔段深度增加而升高,射孔段深度不超过4 340 m时,施工压力不会超过限压91.0 MPa。彭页4HF井压裂施工过程中,根据压力变化情况实时调整优化压裂方案,逐步降低降阻剂浓度,直至完全停用降阻剂。彭页4HF井后4段全程清水连续加砂压裂,射孔段最深为2 434.0 m,施工压力最高69.2 MPa,压裂加砂符合率105.9%,单井压裂液费用降低约400万元。研究结果表明,清水连续加砂压裂地面施工压力与射孔段深度呈正相关关系,清水连续加砂压裂技术可大幅降低压裂成本。      

川西深层裂缝性储层加砂压裂技术研究及应用

川西深层须家河组储层为深—超深、致密—超致密砂岩气藏,且裂缝发育。为获得高产天然气流,裂缝性储层的加砂压裂改造成为必需的增产措施。在分析裂缝性储层加砂压裂难点的基础上,研究了施工排量优化及多级粒径段塞降滤等控滤失关键技术,通过对前置液量、加砂浓度等施工参数的优化,形成了川西深层裂缝性储层加砂压裂技术。该技术应用于LS1井T3X2(4251～4256m)井段,顺利完成了80m3规模的加砂压裂施工,压裂后在套压5.5MPa、油压5.7MPa下,天然气产量15594m3/d,产水7.2m3/d,取得了较好的增产效果。     

白庙平1水平井多级分段重复压裂实践（） 摘要: 关键词: 中图分类号:

白庙平1井是套管完井的阶梯式水平井,投产时对主力气层81号层分2段进行了水力喷射压裂改造未获成功,后将主力气层全部射开,产量仍不理想。经分析该井增产潜力巨大,决定使用贝克休斯裸眼井完井分段压裂工具对81号层和其他新射气层进行7级分段压裂改造。设计压裂总液量1520.2 m3,加砂128.1 m3;测试压裂后对施工参数进行了调整,实际压裂总用液1659.6 m3,全井加砂170 m3。压后7 d,?3 mm油嘴放喷排液,日产气8459~18700 m3,日产油12.9~16.8 t,压裂效果显著。该井多段压裂的成功实践指明了中原油田低渗透水平井今后完井和压裂改造技术的发展方向。