多级强脉冲加载压裂技术的试验研究与应用

文章介绍了多级强脉冲加载压裂技术的作用原理及设计特点,设计出多级强脉;中加载压裂技术结构及可靠的延时控制方法,分析了其作用机理。试验证明,该项技术设计原理正确,延时控制可靠,能有效的松弛地层应力,并形成较长的裂缝体系,对低渗、特低渗油层的开发具有重要的意义。     

多级脉冲气体加载压裂技术

多级脉冲气体松弛岩层地应力、压裂地层的过程中,裂缝内爆燃气体压力分布影响裂缝起裂扩展。应用叠加原理将作用于油水井壁裂缝的复杂载荷分解为单个简单载荷,通过设定与时间相关的气体压力分布函数,根据弹性力学、线弹性．断裂力学理论推导油水井射孔后高地应力约束条件下裂缝尖端应力强度因子,得到了爆燃气体压裂井壁岩层起裂扩展条件,该条件可以反映裂缝内随时间变化的气体压力梯度对裂缝形态的影响。算例分析和现场对比试验结果表明,多级脉冲气体加载压裂与单级高能气体压裂相比,起裂压力升高,止裂压力降低,对地层作用时间显著延长,得到的岩层裂缝长度是后者的。2～3倍,与水力压裂联作可显著降低地层破裂压力,进一步提高和改善地层渗透性。图3表1参11     

脉冲压裂技术及其在低渗透油井中的应用

脉冲压裂技术是国外８０年代发展起来的一种油气井增产新技术，本介绍了脉冲压裂的基本原理，以及在四川低渗透油藏中的应用实例。     

多级脉冲气体加载压裂裂缝扩展及增产效果分析

多级脉冲气体加载压裂松弛岩层地应力、压裂地层的过程中,通过引入加权函数,应用弹性力学、断裂力学理论建立了多裂缝条件下裂缝起裂扩展模型,并采用与时间相关的爆生气体压力分布方程,模拟了爆生气体驱动下缝长、缝宽的变化过程,分析了不同裂缝参数对产能和表皮系数的影响.结果表明,裂缝起裂后向前延伸直到止裂,止裂后裂缝会发生一定程度的闭合;不同的裂缝条数会产生不同的最终缝长;多极脉冲气体加载压裂能够显著增加油井产量,降低储层表皮系数,裂缝的长度对油井产量的增加起决定作用,在压裂弹能量一定的情况下应该设计增加裂缝长度,减少裂缝条数.实现了对多级脉冲气体加载压裂的优化与控制.     

煤储层多级强脉冲加载压裂破岩机理理论研究

针对我国煤储层"三低"的特性及煤气井单井产量较低的难题,研究多级强脉冲压裂技术的加载压裂破岩机理。依据岩石破裂的第一强度理论,建立力学模型,为多级强脉冲加载下的煤岩体破裂提供了理论依据。研究结果表明:火药在井筒中燃烧产生大量高温、高压气体不断往射孔孔眼中喷射,致使射孔孔眼内压力不断升高。当其压力大于煤岩体破裂压力时,煤储层发生破裂产生裂缝,煤储层压力得到释放,煤层气得到解吸,解吸的煤层气通过产生的裂缝形成有效的渗流过程,从而提高了煤层气井的单井产量。     

气藏压裂投产一体化技术研究与应用

针对低渗低压气藏产能低度压后生产过程易出砂和修井作业对产能影响大的实际情况,研究应用了气藏压裂投产一体化技术，有效提高单井产能。避免压后出砂，延长压裂有效期，为低渗低压气藏探索新的有效增产方式。     

多级脉冲爆燃压裂破岩机理研究

介绍了多级脉冲爆燃压裂技术的作用原理和技术特点,并通过理论计算推导出了多级脉冲爆燃压裂的设计方法,对提高现场压裂效果将起到积极的指导作用。     

复合脉冲加载加砂压裂技术的研究及应用

针对辽河油田茨榆坨油田地层亏空、污染严重、地层渗透率低的问题 ,研究试验了复合脉冲加载加砂压裂技术。该项技术是高能气体压裂技术的发展 ,即采用HY型特殊压裂弹 ,把高能气体压裂和多级分段加砂技术结合在一起 ,高能气体压裂在地层中制造裂缝 ;多级分段加砂技术经燃烧动力把砂粒喷射带入地层 ,形成延缝支撑 ,使裂缝不闭合。 11井次的现场试验证明 ,该项技术及产品具有施工简便、安全、易操作、成本低、效益高的特点 ,能有效改善地层渗透率 ,解除近井地带地层污染 ,提高地层导流能力 ,具有推广价值。     

深层低渗透油藏纤维加砂压裂工艺技术

水力压裂是胜利油田深层低渗透油藏增产的一项主要技术。通过对深层低渗透油藏压裂技术的攻关,取得了一定的突破,但也发现压裂工艺存在一定的问题。为此,选用胜利油田深层低渗透储层改造常用的2种压裂液体系,通过实验,针对纤维对压裂液体系成胶和破胶性能的影响、纤维在压裂液中的分散性以及纤维与原油混合是否发生反应等方面进行了评价。在此基础上,对选定的BF-2型纤维对支撑剂导流能力的影响进行了测试。实验结果表明,该工艺可以应用到胜利油田深层低渗透油井压裂。对该工艺的适用性进行了分析,指出了其存在的不足,并提出了今后攻关的方向。     

测试压裂在长庆低渗透油田的应用

测试压裂可有效地确定在特定地层条件下的岩石力学参数,验证固井质量的好坏,与优质压裂液相结合,可有效地控制缝高,对整装区块进行测试压裂,可提高压裂作业的成功率,并能用于确定压裂的施工排量、规模及参数优化。长庆油田应用小型测试压裂技术,获得油井的破裂压力、闭合压力、闭合时间、压裂液的滤失系数等参数,并配合井温测井,确定地层在最大排量条件下的裂缝高度、区块的压裂模式。测试压裂为靖安油田的压裂优化设计提供依据,提高了安塞油田的重复改造成功率。     

安塞油田重复压裂技术探讨

安塞油田随着开发时间推进,老井出现低液面,低面,低流和采 指数下降,综合含水上升,产量递减率增大,裂缝主向油井与侧向油井矸力差异大等日益突出的矛盾,这直接影响油田开发效益和最终要收率,对油田造成严重威胁。     

一口特低渗气井压后测试资料分析

由于现场工艺技术和井筒复杂条件等因素的影响，低渗气层压气试气资料的评价解释曲线形态多样，多解性严重。经对F2井压后试气资料进行详细的分析和研究，结合静态资料，优化了本井的试井解释模型和特征参数，对试气层进行了精细评价，为步开发方案的制定提供了重要的参考依据。     

液体火药高能气体压裂技术研究和在深层油气藏中的应用

高能气体压裂技术是最近发展起来的一种新型增产技术。从生产实际出发,根据中原油田油藏埋藏深、地层渗透性差的特点,在固体火药高能气体压裂应用的基础上,开发研制了系列液体火药。介绍了液体火药的优点、作用机理、配方、种类,以及选并原则和施工工艺。1997年至1999年在16口井进行现场试验,工艺成功率100％,截至1999年10月底,已累积增油6650t,取得了较好的效果。实践证明,液体火药高能气体压裂技术可极大地提高深层油气藏的采油效果,对于改善深层低渗透油气藏的开发状况具有广阔的应用前景。表3参2（叶显军摘）     

用于提高低-特低渗透油气藏改造效果的缝网压裂技术

在对低孔隙度、低渗透 特低渗透砂岩油气藏压裂中,由于储层基质向裂缝的供油气能力较差,仅靠单一的压裂主缝（不管缝有多长、导流能力有多高）很难取得预期的增产效果。因此,提出了适合低孔隙度、低渗透、不含天然裂缝储层的“缝网压裂”技术。其核心思想是利用储层两个水平主应力差值与裂缝延伸净压力的关系,实现远井地带（而不仅仅局限于近井筒区域）的“缝网”效果,增加储层基质向人工裂缝供油气能力,提高压裂增产改造效果。论述了“缝网压裂”技术的适用条件、工艺设计思路及应用方法。在此基础上,对“缝网压裂”的实现途径进行了探索,包括水平井及应用“层内液体爆炸”技术等。缝网压裂技术对理论和现场施工有重要的参考价值。     

低渗透油田多组分前置酸压裂技术研究与应用

多组分前置酸压裂技术主要针对低渗透油田的储层特征,在压裂之前先行挤注低伤害缓速酸液体系,依靠压裂和酸液的酸蚀指进压开地层并使裂缝扩展。本技术主要通过酸液溶蚀提高储层渗透性、抑制粘土矿物膨胀、溶解压裂液滤饼及残胶、酸压缝内填充支撑剂提高导流能力等4个方面的作用来提高改造效果。通过在姬塬油田的现场的试验,措施后,油井产液、产油上升较快,含水平稳,有效率100%,有效期长,平均单井日增油2.35t,取得较好效果,对低渗砂岩储层有较好的适应性,为长庆低渗油田的改造提供了一项新的技术措施。     

水平井体积压裂技术研究与应用

水平井体积压裂技术是有效开发低渗致密油气藏的关键技术。在深层及超深层碳酸盐岩油藏、致密砂岩油气藏和页岩气等领域,持续开展了裂缝与起裂扩展规律描述方法、裂缝参数优化方法、射孔工艺参数优化、多尺度压裂工艺参数优化方法、分段压裂工具、低伤害压裂酸化工作液体系、压后同步破胶及返排优化、体积裂缝诊断及效果评估方法等研究工作。在调研水平井体积压裂技术研究与现场应用最新进展的基础上,形成了以压前储层综合评价、油藏数值模拟、体积压裂优化设计方法、高效压裂液酸液体系、分段压裂工具/裂缝监测与诊断、压后返排优化控制等为主要内容的储层改造技术链,经华北鄂尔多斯致密砂岩气藏、新疆塔河超深层油藏及四川盆地深层页岩气等试验及推广,效果显著,极大地提高了裂缝的有效改造体积和勘探开发效果。对国内类似油气藏的压裂改造和增储上产均具有重要的借鉴和指导意义。     

水平井投球分段压裂技术及现场应用

水平井的压裂改造技术是当前国内外研究的热点和难点之一,目前基本采用井下工具进行分段压裂,工艺复杂,可靠性较差,在已大段射孔的水平井中无法应用.针对已大段射孔、无法下井下工具的水平井,提出了水平井投球分段压裂技术.采用系统优化设计方法,在裂缝类型预测、储层地质精细划分、裂缝参数优化、压裂材料优选、投球批次及数量优化和施工压力预测等技术基础上形成了投球分段压裂整体技术,不需要特殊的井下工具.通过西柳10平1和西柳10平3井两口水平井的现场实施,该技术分段准确,增产效果显著.现场试验表明水平井投球分段工艺简单、可靠,是一种值得推广的技术.     

水力压裂微地震裂缝监测技术及其应用

水力压裂形成的裂缝渗透率和导流能力是影响压后效果的重要因素。利用裂缝监测技术可以分析裂缝扩展规律．优化指导压裂设计。由于该技术可监测裂缝生成、评价压裂效果,为调整压裂设计和油气田开发方案提供参考依据．对低渗透油藏增产具有十分重要的意义。文中首先阐述了水力压裂微地震裂缝监测技术的原理和特点．其次结合某油田水力压裂微地震资料,通过反演微地震震源位置信息,推断出每次压裂产生的裂缝参数,并进行了水力压裂裂缝发育和演化的过程预测．研究结果表明,水力压裂微地震裂缝监测技术可以用于指示裂缝位置、分析裂缝发育情况,并辅助微地震位置精确反演,指导水力压裂施工作业。