混合液压裂在Anadarko盆地中的成功应用

最近几年；以稠化水作为压裂液的水力压裂已经得到长足的发展，它能够提供一个相对长的裂缝长度并且没有常规交联冻胶液压裂作业带来的聚合物伤害。但是稠化水压裂最大的缺点就是支撑剂沉降和砂堵，这就限制它必须要有高的排量和低的砂比。这些不足正好为混合液压裂产生创造了条件，它是将稠化水作为压裂前置液然后紧跟交联冻胶液的液体组合。文章将在俄克拉荷马Anadarko盆地深的高温高压致密气层使用混合液压裂作业同常规的稠化水压裂及交联冻胶液压裂进行比较。当然混合液压裂产生的裂缝形状、冷却效应和施工费用也将被讨论。     

南海东部特低渗油田压裂改造实践与效果评价

南海东部F油田WC组属于特低渗油藏,具有埋藏深、渗透率低、储层跨度大的特征,常规测试产量低,需压裂改造提高产能。WC组A5井压裂时存在储层纵向改造不充分、裂缝失控风险高、砂堵风险高、井斜角大造成裂缝弯曲、压裂规模小等难题。在前置液中加入小粒径段塞,打磨射孔炮眼和弯曲裂缝,减小砂堵风险,同时降低压裂液滤失,增加隔层应力,避免裂缝向下延伸。优化施工排量为4m³/min、支撑剂加量为50m³,达到支撑裂缝半长125.9m,支撑缝高51.4m。优化海上平台压裂设备摆放,满足4台压裂泵作业需求,并采用连续补砂工艺,满足单次加砂50m³的要求。A5井压后初期平均日产油22m³/d,增产倍比达4倍以上。采用生产测井技术对压后效果进行评价,压后射孔段内有4个主要产液段,产液段长度占总射孔厚度的36%;4个产液段中,产液量占比最高达45%,最低为14%。分析认为,多裂缝、储层纵向非均质性是影响压后增产效果的主要因素。建议在该类储层后续压裂改造中,采用水平井或大斜度井,对储层进行精细划分,优选甜点段射孔和改造,提高对甜...     

海拉尔油田致密油开发试验

海拉尔油田贝28区块兴安岭油层物性差,属中孔致密储层,且岩性复杂。2005年,区块投入开发,已投产油井具有压裂投产初期产量高、产量递减快、注水受效差的特点,目前采油速度0.07%,采出程度1.58%,开发效果较差。由于兴安岭油层天然裂缝不发育,不具备缝网压裂的条件,为提高致密油储层动用程度和单井产能,开展了直井大规模分支缝压裂试验。通过可降解纤维暂堵,在大规模压裂形成的主缝的侧向产生分支裂缝,形成主裂缝和分支裂缝结合的多裂缝系统,扩大泄油面积,与水井建立有效的驱动,提高压裂产量。现场试验6口井,平均单井压裂液用量1631m3,单井加砂量161m3,单井加砂强度达到7.8m3/d,压裂初期平均单井日产油5.7t/d,日增油5.0t/d,压裂500d后平均单井累计增油2244t。大规模压裂费用较高,可从压裂材料方面控制压裂投资,同时配套工厂化作业模式。     

干热岩热能开发降温压裂技术

针对增强型地热系统压裂工艺,提出了降温压裂技术,利用压裂前置液对裂缝地层进行降温。文章以一口地热井的压裂施工数据,计算分析了射孔位置温度和裂缝内压裂液温度的分布,为压裂前置液注入量的计算提供依据。计算结果表明:压裂液对井筒降温的效果显著;裂缝内压裂液温度梯度分布较大;裂缝前端50 m范围内的压裂液温降明显,可满足耐高温压裂液的温度要求。     

玉北6区块深层稠油油藏压裂技术研究与应用

鲁克沁油田二叠系梧桐沟组深层砂砾岩稠油油藏储层破裂压力高、地层温度高、原油黏度高、岩性复杂,给储层压裂措施带来诸多难题。针对储层特征,压裂以提高施工成功率、提高导流能力、提高储层动用程度、降低储层伤害为思路,以低浓度胍胶高效交联压裂体系、"注水蓄能+压裂"技术、多次加砂、准101.6mm非标油管、组合粒径加砂为技术对策开展研究工作。结果表明:前置液多段塞+段塞式加砂+组合粒径陶粒的加砂方式现场适应性较强,可保证施工成功率与裂缝导流能力;"注水蓄能+压裂"技术使地层能量得到有效补充,弥补了注采井网不完善、高压欠注及地层压力系数下降等缺陷;低浓度胍胶高效交联压裂液体系具有低摩阻、低滤失、低界面张力、返排彻底、对地层伤害小、携砂性能好等特点,现场规模推广应用单井液体成本下降40%;采用准101.6mm非标油管及套管注入压裂可有效降低施工风险。将研究成果应用于玉北6区块17井次,增产、稳产效果明显。     

纤维暂堵转向压裂技术在裂缝性储层的应用

长垣南部葡萄花外围台肇、敖南储层受东西向天裂缝发育影响,裂缝方向性水淹问题严重。生产中为避免注水沿裂缝方向快速突进,在井网设计上以线性注采关系为主,但该方式易形成注采空白剩余油富集的区域,导致区块采出程度低,而对于这类储层利用常规压裂方式形成的双翼缝,无法在空白区域形成有效裂缝系统,难以达到挖潜剩余油的目的。利用"纤维+基液+支撑剂"的暂堵压裂工艺,在砂比为35%～40%的阶段,加入质量浓度为0.4%～1.4%的纤维时,缝内净压差达到5～12MPa。结合储层应力条件研究,该差值满足开启分支裂缝的应力条件,并根据储层物性特点,对施工规模、裂缝条数、裂缝长度及转向时机等参数进行优化,结合现场试验摸索形成了纤维暂堵转向压裂的设计标准。现场应用表明,形成"主缝+分支缝"的裂缝系统在剩余油富集的空白区域建立有效渗流通道,可提高裂缝控制体积,达到裂缝性储层的挖潜效果。     

高含长石低孔低渗砂岩油藏酸压体系及工艺优化

黄陵储层延长组长6、长8油藏属于典型低温低压高含长石低孔低渗砂岩油藏,储层改造中需充分考虑构造特征、岩性组成、孔渗性质、温压条件、岩石力学特征和潜在损害因素等,掌握该类储层改造和酸压工艺的影响机理,室内实验优化出一套适用于该储层的前置酸和压裂液体系和前置酸多级加砂压裂配套工艺流程,并进行了软件模拟和现场施工。结果表明,前置酸体系具有溶蚀能力强、损害程度低、水化性能好、易反排、低残渣等优点,易于溶蚀砂岩储层孔隙喉道中的填隙物,且不损害长石骨架结构。压裂液体系配方为0.25%胍胶+0.4%助排剂+0.1%AE1910活性剂+0.3%黏土稳定剂+交联剂0.8%硼砂BS+0.8%APS,满足储层特性和携砂需求。前置酸多级加砂压裂工艺以加砂量20~40m~3,排量1.8~2.0m~3/min,平均砂液比25%~35%,前置液量占总液量比例15%~20%进行施工。该工艺在延长组长6油层探井应用后,单井日产油3.5m3/d,实现了工业油流目标。     

高含水井堵压结合技术实践与认识

葡萄花油田外围区块天然裂缝发育,随着开发时间增长,裂缝性见水井逐渐增多,油井含水快速上升,产油快速下降,对于这类井,采用常规压裂措施进行改造,难以控制裂缝性见水通道,含水下降幅度较小,增产效果有限。为了控制天然裂缝方向的无效产液,提高储层非天然裂缝方向剩余油的有效挖潜,开展了高含水井堵压结合技术试验,应用示踪剂监测,判断裂缝性见水井的优势来水通道和产水部位;优化封堵工艺设计,通过低压力、小排量、缓速度注入堵剂,提高对裂缝见水通道和基质填充带的封堵效果,增加堵剂设计用量,提高封堵半径和强度,延长封堵有效期,控制无效水循环;应用暂堵转向压裂工艺,优化施工排量、裂缝长度和裂缝条数,在储层低含水部位压开多条新裂缝,提高非天然裂缝方向储层的控制程度,取得了较好的试验效果,实现了外围区块高含水井有效措施挖潜。     

可控穿层压裂技术在砂泥岩互层储层改造应用

针对砂泥岩储层存在岩性复杂,储层物性差,纵向上砂层发育、砂泥岩间互层、泥岩夹层薄(3m),上下隔层遮挡能力弱,裂缝高度容易失控等特点,通过绘制油井纵向上地应力剖面,确定合理的缝内净压力值,应用Fracpro PT压裂软件,优化模拟变黏度、变排量、变支撑剂粒径等条件下最佳的缝内净压力和裂缝支撑高度,确定施工规模、施工排量、液体黏度、砂浓度、前置液比例和支撑剂粒径组合比例等参数,优化出最优施工泵注程序。在控制纵向上裂缝高度前提下,采用前置液投球分压技术,确保多组砂层有效改造,通过优化的二次加砂工艺,建立最优的裂缝支撑砂堤剖面,实现纵向上砂层有效支撑,提高了储层纵向上有效动用程度,形成了砂泥岩互层可控穿层压裂技术。该项研究成果在AR29区块推广实施了17口井,压裂后阵列声波测井和井温测井结果表明,砂泥岩薄互层可控穿层压裂技术可靠,措施后平均单井日产油12.3t/d,增油效果显著。     

葡萄花外围薄差储层大排量压裂技术探索与实践

葡萄花油田进入开发后期,高含水井及重复压裂井逐年增多,具有改造潜力且发育较好的葡萄花储层不断减少,薄差储层成为油田后续措施改造的重点。受此类储层物性及自身条件限制,采用常规压裂改造工艺增油效果不理想。葡萄花外围薄差储层主要分布于敖南及台肇区块,在这两个区块开展了多层段大排量压裂现场试验6口井,施工排量达到4.0~7.5m~3/min,平均单井压裂2.1个层段,单层有效厚度0.5m,平均单层施工液量115m~3,单层加砂9m~3。试验初期,平均单井产液强度1.83t/d·m,产油强度1.83t/d·m;与同区块储层条件相近的11口压裂投产井相比,初期产油增加1.7t/d,产液强度增加0.68t/d·m,平均单井年累计多产油207.3t。现场监测表明,大排量压裂在葡萄花外围薄差储层上产生了主缝与微缝共同存在的复杂裂缝网络,实现了提高裂缝改造体积的目的。     

高速通道压裂技术在国外的研究与应用

高速通道压裂技术是近两年出现的新工艺,主要应用在美国、俄罗斯、南美和北非、中东等油气高产地区,已在世界范围内实施超过3800井次,取得良好增产效果。该工艺的主要目标是在人工裂缝内部造出稳定而敞开的油气流动网络通道,显著提高人工裂缝的导流能力,消除由于残渣堵塞、支撑剂嵌入等引起的导流能力损失,从而减小井筒附近的压降漏斗效应,提高压裂改造效果。通过综合多簇射孔、支撑剂段塞注入和拌注纤维等工艺技术,实现了支撑剂在裂缝内非均匀铺砂;经过优化研究,使高速通道保持长期有效。该工艺可提高铺砂效果、减少压裂材料使用量,增加返排率,保持裂缝的清洁,并能有效减少施工中砂堵的风险,其适应性广,可用于砂岩、碳酸盐岩及页岩等各种油气藏。为解决国内低渗透油气藏压后普遍存在的返排困难和裂缝伤害等问题,提供了一种可行的技术方法。     

低渗油田水平井整体压裂技术实践与认识

A油田P油层属低温薄差储层,同位素测井、井下及地面微地震监测结果及瞬时停泵压力梯度分析均表明,人工裂缝形态为水平裂缝。针对P油层试验区的地质特征,优选双封单卡分段压裂技术,优选新型压裂液和支撑剂,确定射孔方式,选取含油饱和度高的井段进行射孔,在油藏评价和压后产量预测基础上,建立裂缝数目优化模型。参照模拟结果,结合井身结构、地质特点和水平井井组注采对应关系等因素,对试验水平井水平裂缝参数进行优化。确定分段压裂平均砂比为21%,末期砂比在35%以上,施工排量为2.5～3.5m3/min。现场施工效果表明,双封单卡分段压裂管柱在承压性能及过砂量要求上,能满足要求;所选用的低温压裂液体系交联性能良好,能达到设计施工参数(砂比和排量)要求,8口井37个压裂层段工艺成功率达100%。投产井初期平均单井日产油6.0t/d,是同区块直井的4.0倍;投产3个月后,平均单井日产油4.0t/d,仍然是同区块直井的3.6倍。     

压裂液冻胶在储层微裂缝中的滤失评价

压裂液冻胶作为高黏非反应性液体,一直广泛用于低渗透气藏水力压裂作业的造缝和携砂,对于孔隙型储层具有较好的降滤失性能。通过评价实验,考察了压裂液冻胶在低渗透气藏微裂缝储层中的降滤失性能。实验内容为:考察注液压差、压裂液黏度和微裂缝宽度对压裂液冻胶滤失速率的影响;在恒定微裂缝宽度和注液压差的条件下,通过考察压裂液冻胶滤失速率随时间的变化来评价压裂液冻胶在微裂缝中的造壁性能。实验结果表明:对于微裂缝发育的储层,压裂液冻胶有一定的降滤失性能;滤失速率变化与注液压差、微裂缝宽度成正比关系,与压裂液黏度成反比关系;随着实验时间的延长,压裂液滤失速率变化不大,压裂液冻胶在微裂缝壁面的造壁性能基本失效。建议:对于微裂缝宽度大于0.1mm的储层实施水力压裂作业时,在采用压裂液冻胶辅助降滤的同时,可使用粉砂、纤维等固相降滤剂实施综合降滤;在实施水力压裂作业前,建议通过小型测试压裂来判定地层微裂缝的发育特征。     

川西须五气藏完井方式适应性研究

随着勘探开发的不断深入,非常规天然气成为重要的接替资源。四川盆地非常规天然气资源量丰富,须五气藏为典型的砂泥岩互层致密非常规气藏,有效的完井方式是气藏实现提高单井产能、提高气藏可采程度的重要保障。国内外非常规气藏水平井主要采用多段压裂技术、降阻水压裂技术、同步压裂技术,开发效果显著;研究表明,基质裂缝、裂缝网络渗透率、水力裂缝间隙、水力裂缝传导率、岩石压缩性、水力裂缝半长、自然裂缝孔隙度,对页岩气水平井产能影响较大,钻井过程中要对近井地带的基质渗透率、裂缝网络渗透率和自然裂缝孔隙度进行保护。川西须五气藏储层脆性矿物含量与美国其他页岩气相当,同时储层具有天然裂缝发育的特点,完井方式需要考虑储层改造工艺、最大程度上实现缝网压裂的目的;通过深入研究,优选出川西须五气藏完井方式,优选套管射孔完井方式,采用水平井+多段水力压裂和储层改造完井方法进行开发。     

超支化压裂液在川西致密气藏的应用研究

压裂液是影响支撑裂缝导流能力的主要因素之一.但常规胍胶稠化剂水不溶物含量高、压裂液破胶残渣多,给川西中浅层高效开发带来了极大挑战.通过低伤害压裂液优选,提出了采用超支化压裂液,降低压裂液成本、降低对储层伤害的思路.采用“准一步法”工艺,合成了超支化聚合物稠化剂,并通过交联剂、黏土稳定剂及破胶剂功能团优化设计和合成,研究形成了一种超支化压裂液体系.室内评价表明,该压裂液具有配方简单,交联后挑挂性好,耐温耐剪切性好,易破胶,破胶液表面张力低,残渣少等优点.成本对比表明,该超支化压裂液成本约为常规胍胶压裂液的77％,是一种“清洁”、低成本的压裂液体系.通过在川西某气田探边井应用表明,该压裂液施工摩阻约为常规胍胶压裂液的30％～50％,具有摩阻超低的特点,并且压后排液速度快、返排率高,在川西致密储层大型压裂改造中具有突出的成本与技术优势.     

天然气水合物储层水力压裂研究进展

天然气水合物是一种广泛分布于海底地层中重要的未来战略能源,但在开采过程中,由于水合物储层介质颗粒粒径较小,孔隙多被固态水合物占据,储层渗透率低,制约着天然气水合物开采的产业化进程。当今水力压裂技术已广泛应用于低渗透油气藏的增产作业中,本文总结了近年来国内外对天然气水合物储层应用水力压裂技术的研究现状,从压裂实验、数值模拟和压裂液等方面进行了讨论。结果表明,水力压裂可以创造人工裂缝,扩大水合物解离面积,提高储层渗透率和天然气产量,有利于商业开发。储层的脆性响应问题、开发新型压裂液以及压裂对水合物储层地质安全的影响,都是水合物储层水力压裂研究亟待解决的问题。     

新疆油田火山岩气藏体积压裂机理研究及应用

进行火山岩气藏压裂改造时,通常采用形成单一裂缝的增产改造技术,气井稳产时间较短.借鉴页岩气开发理念,深入研究火山岩气藏体积压裂机理.根据缝内压力传导的力学模型,研究不同液体体系对压力传导的影响,分析无滤饼压裂液体系对体积压裂的作用,优选出压裂液体系;建立不同角度天然裂缝开启的力学模型,确立体积形成的关键力学条件,并针对火山岩气藏压裂目的层的地应力结构进行实际分析.从储层矿物角度出发,研究对比火山岩储层的脆性系数;根据力学条件,结合压裂工艺过程,建立相关模型,优化研究体积压裂关键工艺参数,包括排量、压裂规模等;分析降阻水、线性胶、浓胶液三种不同黏度液体对裂缝网络的作用.在上述研究基础上,针对新疆油田DX1413井实际地质条件,分析该井进行体积压裂的有利条件,并进行压裂设计与改造施工,对施工曲线、施工过程、施工结果进行分析,得到了一些有益的结论,这些结论对火山岩气藏的开发有重要的启迪作用.     

Stimulation experiments in sedimentary, low-enthalpy reservoirs for geothermal power generation, Germany

Hydraulic stimulation experiments were conducted in a re-used Rotliegend well situated in the eastern part of the North German Basin. The well is used as an “in-situ geothermal laboratory” and as a reference location for several ongoing research projects. The aim of the projects and experiments is to develop technologies that will put primary low-productive aquifer structures into use for geothermal power generation. The frac operations in 2002 were designed to enhance the inflow performance by connecting the well to productive reservoir zones. Two consecutive zones within the Rotliegend sandstones were selected. Here core measurements show the most promising petrophysical reservoir properties with respect to a productivity increase. The stimulation treatments were performed as hydraulic proppant fracturing operations. Proppants were used to support the fractures and to guarantee a long-term fracture aperture. The treatment intervals are located in the open-hole section of the well at depths between 4080 m and 4190 m and at temperatures of about 140 °C. The technical demands were therefore unprecedented in these challenging conditions. An open-hole-packer at the top and a sand plug at the bottom of each interval were used as hydraulic barriers. Applying this configuration the intervals were fracture-treated by injecting about 11 tonnes of proppant (high-strength ceramic grains) and over 200 m³ of frac fluid (highly viscous gel) into the formation. The fracture treatments were conducted by means of two successive operations in each interval: first, a diagnostic treatment (datafrac), followed by the main treatment (mainfrac) with the proppant stages. The frac operations were successful. Propped fractures were created in both intervals and the inflow behaviour of the reservoir was decisively enhanced. The effective pressures applied for fracture initiation and propagation were only slightly above the in-situ pore pressures. The stimulation ratio predicted by modelling, however, could not be achieved. There were a number of reasons for this mismatch. Probably chemical and mechanical processes during closure led to a reduced fracture conductivity. The insights gained from the experiments are important for future fracture treatment projects on this site and in comparable locations.     

莫里青敏感性低渗透油藏压裂工艺技术

莫里青油田储层具有埋藏深、温度高、低孔低渗、水敏性强、岩石成熟度低的特征。为了提高压裂效果,主要从压裂过程中的储层保护和优化压裂设计两个方面进行研究。应用柴油和原油两套低伤害乳化压裂液体系、提高压裂液效率、合理的压后返排程序、优化射孔段、整体优化压裂设计等手段,获得理想的矿场施工效果,推动敏感性低渗透油藏压裂工艺技术的发展。     

液体药高能气体-水力复合压裂技术的研究及应用

朝阳沟油田为提高低渗透储层的产能和采油强度,采用液体药高能气体-水力复合压裂技术对储层进行改造。对液体药的配方进行了优选,确定了合适的配比范围：氧化剂（NH4NO3）,50%～60%;燃烧剂（甘油）,10%～20%;水,25%～30%;敏化剂,5%。按此配方配制的液体药的火药力为0.74MJ/kg,燃烧条件为压力10MPa、温度300℃。介绍了液体药高能气体-水力复合压裂技术的现场施工工艺步骤和辅助设计参数。朝阳沟油田某区块南部的2口井现场试验结果表明,液体双基药柱爆炸对套管将不产生破坏性影响,加大水力压裂施工排量有利于扩展和延伸液体药在井内爆炸形成的径向裂缝,从而达到建立有效驱动体系,提高低渗透储层的产能和采油强度的目的。2口试验井增产效果显著,初期单井日增液2.2t/d,日增油2.2t/d,采油强度增加0.44t/（d·m）,累计增产原油4105.2t。