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。     

碳酸盐岩储层加砂压裂改造的难点及对策

碳酸盐岩储层的储集空间复杂多变,天然裂缝发育,基质渗透率一般小于1×10-3 μm2,压裂改造是该类储层投产开发的一项关键技术。鉴于目前碳酸盐岩储层压裂改造成功率低,广泛调研了国内外碳酸盐岩加砂压裂的改造实例,分析认为压裂液滤失严重、储层可动流体饱和度低、缝高控制难、施工压力高、施工压力对砂浓度敏感是碳酸盐岩压裂改造的主要难点。从加强储层展布预测和测试压裂评价、降低压裂液滤失和消除多裂缝、利用酸预处理和加重压裂液降低破裂压力和施工压力、改进压裂液的抗剪切性能和携砂能力、优化压裂规模和优选施工参数等方面提出了相应的对策,对提高碳酸盐岩储层加砂压裂改造的成功率具有指导意义。     

深层裂缝—孔隙性储层加砂压裂降滤技术及应用

针对深层裂缝—孔隙型储层滤失大、加砂难度大且易砂堵的问题,开展了低伤害降滤失压裂液和多级粒径降滤失技术研究。压裂液的滤失系数为１．２１×１０－４ｍ／ｍｉｎ０．５,对须二岩心的伤害率为１６.７％,１２０℃,１７０ ｓ－１下剪切２０５ｍｉｎ黏度为３１４ｍＰａ·ｓ。该技术成功应用于ＬＨ１井须家河组须二段加砂压裂施工,降低了净压力６～７ＭＰａ,顺利完成了８０ｍ３加砂压裂。该技术为同类气藏加砂压裂提供了很好的思路,具有较好的推广应用前 景。     

双重介质低渗透储层的压裂诊断与施工工艺

针对低渗透双重介质储层压裂过程中天然裂缝对压裂液滤失的影响，在Nolte压裂压力降落分析方法的基础上，对依赖于压力的滤失特征进行了分析，形成了压力降落过程识别天然裂缝滤失的基本方法，提出了压裂过程中依据天然裂缝与现今地应力场关系、裂缝开启压力等因素，模拟分析天然裂缝对压裂裂缝延伸动态影响的方法。压裂井例的分析表明，受天然裂缝的影响，压裂液的滤失系数高出同类储层一个数量级以上，为此根据天然裂缝的滤失特征提出了分步加砂、分级暂堵工艺，较好地解决了该类储层压裂易早期砂堵的问题。     

煤系烃源岩凝析气藏改造技术研究与应用

针对煤系烃源成藏的H凹陷凝析气藏部分储层与邻近煤层之间的隔层应力差较小、裂缝高度不易控制的改造难点,通过理论研究制定了用线性胶携带多级支撑剂段塞控制裂缝高度的工艺方法,改变以往采用下沉剂控制裂缝向下延伸的控缝高的技术思路。针对储层泥质含量较高易伤害的特点,优选了低浓度羧甲基羟丙基瓜胶压裂液体系,并在前置液阶段混5%~10%柴油进行乳化降滤,降低储层伤害。通过改变工艺措施和工作液方案,确保了加砂压裂施工成功率和压后效果。在H10井进行了先导性试验,分压3层,采用三级段塞加砂,单层最大加入20~40目陶粒支撑剂35 m3,砂浓度最高570 kg/m3（砂比35%）,平均砂浓度478 kg/m3（砂比27.5%）。3层压前无产量,压后返排率48%,合层试气求产日产天然气4×104 m3,凝析油0.4 t/d。井温测试和模拟分析表明,缝高、滤失和多裂缝均得到了有效控制。该井加砂压裂改造先导性试验的成功实施,为同类储层改造提供了借鉴。     

裂缝性火山岩储层压裂降滤失技术研究与应用

针对火山岩储层地应力复杂、杨氏模量高、天然裂缝发育导致压裂施工难加砂、压裂液滤失大的难题,筛选出一种降滤失剂,以控制压裂液向天然裂缝滤失。评价了该降滤失剂的降滤失性能和地层的配伍性,并应用于新疆油田古53井区火山岩储层。现场试验表明该降滤失剂的应用降低了施工难度,提高了加砂强度,增产效果显著。这对裂缝性火山岩油藏压裂的成功率具有一定的指导意义。     

裂缝性地层测试压裂分析在川西须家河组的应用

川西地区须家河组砂岩气藏埋藏深，储层基质渗透率低，天然微裂缝局部发育，主要依靠大型加砂压裂工艺提高气井产量。为了解地层特征及为压裂优化设计提供必要的基础数据，在水力压裂施工前，采用测试压裂技术分析裂缝型地层的滤失系数、地层渗透率、闭合应力，计算近井筒区域的摩阻压力损失等参数。系统地介绍了裂缝性地层测试压裂分析的具体方法，结合川合148井的实例分析，对该方法在川西须家河组储层压裂设计中的应用进行了详细论述，为同类型储层的压裂优化设计提供了借鉴。     

丘东凝析气田压裂改造技术研究

丘东凝析气田J2x气藏具有低孔、低渗、非均质性强等地质特征，地应力复杂，微裂缝发育，地层岩石杨氏模量高，导致水力压裂改造时破裂压力高，在高压下天然裂缝张开从而造成压裂液的高滤失，使得液体效率降低难以形成足够宽度的动态裂缝，现场表现为高砂比作业，易产生砂堵，对于这类储层的加砂压裂改造一直是国内外技术攻关的难点之一。针对本区以往压裂施工的经验和教训，结合储层特征进行压裂液体系优选和压裂优化设计，通过实施前置液降滤措施、线性加砂技术等工艺，对4口井成功实施了加砂压裂改造，最大加砂量30m^3，并在压后实施强化返排，使得凝析气井产气量大幅度提高，增产倍数达10倍以上，取得了良好的压裂效果，对指导该类型储层的压裂改造技术优化具有参考意义。     

与压力有关的滤失判定方法

双重介质储层压裂过程中由于储层天然裂缝在缝内净压力作用下的扩展和开启 ,净压力的变化对滤失系数的影响较大。受压力变化的影响 ,用Notle方法计算压裂液效率、滤失系数和裂缝几何尺寸存在较大误差 ,甚至会得到截然相反的结论。本文在修正传统Nolte方法的基础上 ,提出了与压力有关的滤失判定方法。     

深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏加砂压裂技术——以塔里木盆地大北、克深气藏为例

目前国内对于深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏实施压裂改造的技术瓶颈主要是耐高温加重压裂液的性能和分层改造技术。为此,以塔里木盆地大北、克深气藏为例,在开展天然裂缝开启条件、垂向地应力和裂缝性砂岩暂堵转向等压前评价的基础上,研制了耐高温加重压裂液,研发了针对深井与超深井的常规加砂压裂技术以及以提高长井段储层纵向动用程度为目的的暂堵转向复合压裂技术,并进行了现场应用实验。结果表明:(1)在天然裂缝的激发阶段,应提高净压力,采用小粒径支撑剂降滤或暂堵等技术措施,改造天然裂缝且使其保持一定的导流能力;(2)在主裂缝的造缝阶段,应调整排量控制净压力,采用冻胶造缝的连续加砂模式,沟通天然裂缝;(3)压裂液选用KCl和NaNO_3无机盐加重,其中NaNO_3加重压裂液最高密度达1.35 g/cm~3,最高耐温180℃;(4)常规加砂压裂技术应用在天然裂缝发育一般或不发育的储层,压裂管柱以直径88.9 mm的油管为主,使用KCl或NaNO_3加重压裂液,压裂后的产气量比压裂前可提高2~5倍;(4)暂堵转向复合压裂技术应用在天然裂缝较发育的长井段储层,压裂管柱以直径114.3mm的油管为主,使用NaNO_3加重压裂液,压裂后的产气量比压裂前可提高1~3倍。结论认为,所形成的加砂压裂系列技术能够为塔里木盆地深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏的高效开发提供技术支撑。     

延长气田压裂液体系室内评价研究

延长气田位于鄂尔多斯盆地中部,经勘探在上古生界砂岩地层发现了四套储层,通过评价均属于低渗透气藏,主要表现为储层物性差,平均渗透率(0.2~1.0)×10-3μm2、孔隙度(4.8%~7.5%),地层压力系数低,平均为0.852,基本无自然产能。因此,加砂压裂技术是气田勘探开发的关键技术之一。文章对现用羟丙基胍尔胶压裂液体系的添加剂性能及压裂液整体性能进行了评价,该体系能够达到行业标准的要求。     

大庆油田敖南区块扶余油层致密油提高采收率潜力评价

在致密油藏中,何种提高采收率技术可以取得更好的效果尚不明确.针对此问题,文中建立了由2条半缝组成的注采单元,借此对注水与注气在驱替和吞吐2种开发方式下的提高采收率潜力进行了分析,并研究了基质渗透率、注采间距对最终采收率的影响.结果表明:由于气体的注入性较强,因此注气的开发效果优于注水;对于基质渗透率为l.00×10-3...     

随机裂缝性储层压裂特征实验研究

模拟了裂缝性储层的天然裂缝系统,利用大尺寸真三轴实验系统,分析了天然裂缝影响下的水力裂缝形态、压力曲线特征和滤失机理.实验结果表明,在天然裂缝系统中,裂缝扩展模式分为主缝多分支缝和径向网状扩展两种形式.在同一个天然裂缝系统中,主缝多分支缝扩展模式在水平主应力压差高的条件下占优势,压力曲线波动频繁,基本符合一维滤失特征;径向网状扩展模式在水平主应力压差低的条件下占优势,压力曲线平缓,属于二维滤失.进行了小型压裂估算最小地应力模拟,定义了天然裂缝主导的误差系数,在模拟出的上述天然裂缝条件下,平均误差系数为0.2.     

The Significance of Fracture Face Matrix Damage to the Productivity of Fractured Wells in Shale Gas Reservoirs

The significance of fracture face matrix damage in fractured shale gas wells is not clear. A new mathematical model was developed to predict the effect of fracture face matrix damage on productivity of fractured gas wells in shale gas reservoirs. Results of the model analyses were sensitized to reservoir properties and facture face matrix skin properties determined by the fracturing fluid properties and treatment conditions. The authors conclude that fracture face matrix damage is strongly affected by the properties of fracturing fluids. Using the lowest possible leak-off coefficient and spurt-loss coefficient can significantly reduce fracture face matrix damage and retain gas well productivity.     

裂缝性致密碳酸盐岩储层酸压多场耦合数值模拟与应用

深层高温致密裂缝性碳酸盐岩储层中，酸液在天然裂缝中的动态滤失减弱了酸液对水力裂缝的刻蚀，影响了酸压改造效果。为了提高此类储层酸压设计的准确性及有效性，建立了耦合裂缝扩展与天然裂缝动态滤失的"流场-温度场-化学场"三场耦合前置液酸压模型。以磨溪气田龙王庙组X井为例，采用所建立的酸压模型，基于酸压施工压力数据拟合获取了储层天然裂缝特征参数，分析了天然裂缝动态滤失特征及其对酸压裂缝参数的影响；基于无因次产能指数综合评价了不同施工参数下的酸压改造效果。研究结果表明：①酸液在天然裂缝的动态滤失对缝内流动、温度均存在较大影响，天然裂缝滤失的精确计算是准确模拟预测酸压效果的关键；②裂缝性储层中的酸液滤失量并不随注酸时间的增加而降低，而是随着沟通天然裂缝数量的增加呈现出锯齿状的动态平衡；③在裂缝性致密碳酸盐岩储层中，最优注酸排量随注酸量的增加而提高，天然裂缝滤失是施工参数优化最重要的影响因素；④综合考虑施工条件及经济因素，X井的最优注酸参数中注酸量为500~600 m³、注酸排量为6 m³/min，优化后计算得到的无因次产能指数为拟合所得的2.5倍。     

裂缝性致密碳酸盐岩储层酸压多场耦合数值模拟与应用

深层高温致密裂缝性碳酸盐岩储层中，酸液在天然裂缝中的动态滤失减弱了酸液对水力裂缝的刻蚀，影响了酸压改造效果。为了提高此类储层酸压设计的准确性及有效性，建立了耦合裂缝扩展与天然裂缝动态滤失的"流场-温度场-化学场"三场耦合前置液酸压模型。以磨溪气田龙王庙组X井为例，采用所建立的酸压模型，基于酸压施工压力数据拟合获取了储层天然裂缝特征参数，分析了天然裂缝动态滤失特征及其对酸压裂缝参数的影响；基于无因次产能指数综合评价了不同施工参数下的酸压改造效果。研究结果表明：①酸液在天然裂缝的动态滤失对缝内流动、温度均存在较大影响，天然裂缝滤失的精确计算是准确模拟预测酸压效果的关键；②裂缝性储层中的酸液滤失量并不随注酸时间的增加而降低，而是随着沟通天然裂缝数量的增加呈现出锯齿状的动态平衡；③在裂缝性致密碳酸盐岩储层中，最优注酸排量随注酸量的增加而提高，天然裂缝滤失是施工参数优化最重要的影响因素；④综合考虑施工条件及经济因素，X井的最优注酸参数中注酸量为500~600 m³、注酸排量为6 m³/min，优化后计算得到的无因次产能指数为拟合所得的2.5倍。     

基于REV尺度格子Boltzmann方法的页岩气藏渗流规律

页岩储层一般天然微裂缝发育,基质孔隙结构复杂,使得页岩气渗流过程呈现出多尺度多场耦合的特征。为了研究页岩气藏复杂的渗流规律,重构了天然微裂缝发育的页岩储层多孔介质模型,并围绕页岩气多重运移机制对广义格子Boltzmann模型进行了修正,建立了适用于模拟页岩气渗流特征的表征单元体（REV）尺度格子Boltzmann模型（LB模型）,并基于天然微裂缝物性特征以及气体滑脱、吸附/解吸、表面扩散效应等渗流特征对该模型进行了敏感性参数分析。结果表明：当页岩储层天然微裂缝较发育时,微裂缝为气体在基质中流动的主要通道;其中裂缝密度是影响储层表观渗透率的主要参数,裂缝密度增大3～4倍,储层表观渗透率可增大10倍以上,而裂缝长度以及裂缝开度的影响程度均次之;努森数（Kn）是影响页岩气渗流的主要参数,随着Kn增大,克氏效应愈显著,特别当Kn > 0.1时,多孔介质表观渗透率增幅显著增大;页岩储层多孔介质表观渗透率会随着吸附气量的增大而减小,特别是当储层压力较低时,该现象更为显著;气体表面扩散效应对页岩气渗流过程的影响程度大,同等条件下考虑气体表面扩散效应的储层表观渗透率较忽略该效应可提升2～5倍,但提升作用受制于储层吸附气量的多少。该研究成果为页岩气微观渗流理论研究提供了新思路,为页岩气藏高效勘探开发提供了技术支撑。