应用核磁共振技术研究低渗储层压裂液伤害

开展压裂液伤害性研究对于低渗透储层压裂开发具有重要的指导意义。结合低磁场核磁共振岩心分析技术和常规岩心流动实验方法,深入研究了低渗储层压裂过程中压裂液的水锁伤害、固体残渣堵塞伤害以及敏感性伤害。实验结果表明:岩心由于可动孔隙中水相滞留引起的水锁平均伤害率为23.4%;由于压裂液破胶形成的固体残渣堵塞对储层的平均伤害率高达66.1%,且储层越致密,孔喉越细小,伤害程度越高;同时对于水敏或碱敏严重的储层,通过优化压裂液配方,可将由于储层敏感性所导致的伤害率降至10%以下。利用核磁共振横向弛豫时间(T2)谱分析技术,实现了储层伤害的微观定量描述,并首次建立了与宏观渗透率伤害率的联系。     

致密砂岩储层压裂液伤害机理实验研究

水力压裂是低渗致密砂岩储层增产的有效方式,在压裂过程中,压裂液会侵入储层,对储层造成伤害,从而影响压裂效果。以某致密砂岩储层为研究对象,从水敏、水锁、残渣伤害等方面对储层压裂液伤害机理进行了分析,并对该油藏开展了压裂液伤害评价实验。结果表明:由于压裂液体系中加入了防止粘土膨胀的KCl以及降低界面张力的助排剂,故造成储层压裂液伤害的主要原因是破胶不彻底的高分子在孔道中的堵塞作用。     

醇基压裂液配方体系优化与性能评价

针对低孔、低渗、含水饱和度高等难动用储层特征造成压裂液在储层中易形成水化膨胀和运移,导致储层水锁、水敏、压裂液返排差等难题,探索和研究适用于致密碎屑岩储层的醇基压裂液体系配方,确定了甲醇加量为15%的最佳醇基压裂液体系。性能评价结果表明,该醇基压裂液表面张力为24.32 m N/m,伤害率为18.21%,远低于常规压裂液,可有效降低压裂液对储层的水锁伤害。     

吐哈盆地致密砂岩气藏醇基压裂酸化技术与应用

针对吐哈盆地巴喀和红台两个致密砂岩气藏常规的压裂液、酸化液水敏、水锁伤害严重,对储层的二次伤害大的实际情况,开展了醇基压裂液、酸化液技术研究。室内岩心实验定量分析了储层水敏、水锁伤害程度,确定了压裂液及酸液中甲醇及各添加剂的最佳浓度和加量,建立了既能防水锁水敏伤害、又能实现深部酸化的多氢酸+醇酸化液体系,给出了酸液体系中各酸型的推荐使用浓度,并最终研制出了适合该区致密砂岩气藏储层改造的醇基压裂、酸化液体系,其性能指标优于常规压裂、酸化液体系。现场20口井的试验应用取得了显著的增产效果,说明自主研制的醇基压裂液、醇酸酸液在该区具有很好的适应性     

醇基酸醇基压裂液在蜀南地区须家河组的应用前景

蜀南地区须家河组砂岩储层孔隙度低，渗透率特低，水敏、水锁伤害强-中等，压力系数偏低，储层水基加砂压裂或酸化改造后排液困难，储层改造成功率低。在对比分析了水基压裂液、液态二氧化碳压裂液、泡沫压裂液、醇基压裂液、醇基酸优缺点的基础上，认为醇基压裂液适合蜀南地区须家河组致密砂岩储层的改造，有较好的应用前景，醇基酸可作为加砂压裂的辅助和补充手段。建议相关单位开展甲醇压裂液、乙醇压裂液的研究及现场试验。     

致密油储层压裂液渗吸特征及水锁损害评价

致密油储层压裂施工后仍会有大量的压裂液滞留在储层中,不仅会对致密油储层中的原油产生一定的渗吸驱油作用,还可能对储层造成一定的水锁损害;因此,为了确认压裂液在致密油储层中的渗吸特征和产生的水锁损害程度,文中研究了不同类型破胶后的压裂液对目标区块致密油储层天然岩心的渗吸驱油效果,在此基础上,开展了压裂液渗吸后对岩心的水锁损害评价.渗吸实验结果表明:破胶后,3种不同类型的压裂液中,清洁压裂液的渗吸驱油效率最高(20％以上),明显高于胍胶压裂液和滑溜水压裂液;岩心的渗透率与清洁压裂液的渗吸驱油效率不是线性关系,而是存在1个最佳的渗透率范围,在此范围内渗吸驱油效率最佳;渗吸实验温度越高,清洁压裂液的渗吸驱油效率越高.水锁损害实验结果表明:清洁压裂液渗吸后岩心的水锁损害率最小(15％左右),胍胶压裂液的水锁损害率最高(40％以上),滑溜水压裂液次之(30％以上),因此,在S区块致密油储层压裂施工时,应选择渗吸驱油效率较高、水锁损害程度较低的清洁压裂液体系.     

致密气藏压裂液伤害特征及实验影响因素分析

降低储层伤害,提高压裂液性能,是致密油气藏压裂研究发展主要方向。通过岩心压裂液伤害室内实验,对致密气藏压裂液伤害特征及实验影响因素进行了分析,结果表明:(1)致密气藏类型复杂,渗透率低,在进行压裂液返排时,应减少侵入量,降低返排启动压力,实现压裂液尽快返排降低对储层的伤害;(2)清洁压裂液对储层造成的伤害比胍胶压裂液小,压裂液的入侵量与储层的伤害率成正比;(3)压裂液的注入,在增加含水饱和度的同时,也会使水锁现象严重,从而对地层的伤害也更加严重。为深入研究致密气藏特点与压裂液伤害的关系,致密储层改造压裂液体系选择有一定实际意义。     

建南致密砂岩气藏压裂液伤害主控因素

实验测定了建南致密砂岩油气藏羧甲基羟丙基瓜胶压裂液、低聚物压裂液和羟丙基瓜胶压裂液3种压裂液破胶后的黏度、表面张力及残渣含量,发现3种压裂液破胶后的性能参数存在一定的差异。通过测试不同压裂液体系对岩心的总伤害率和基质伤害率并计算出了水锁伤害率,发现岩心的水锁伤害率（65%~80%）远大于基质伤害率（5%~15%）,水锁伤害才是降低储层渗透率的主要伤害来源;且岩心基质伤害率和水锁伤害率不仅与压裂液的性能参数有一定的关系,还与岩心渗透率和岩性存在一定的关系。通过分解实验法逐步分析测定了这些因素对压裂液伤害的影响后得出,压裂液的残渣含量是影响基质伤害的主控因素;岩心渗透率是影响水锁伤害的主控因素。通过解水锁实验发现,严重水锁的岩心通过相应的解水锁措施后,岩心渗透率恢复值高达70以上,说明通过相应措施确实能减小水锁伤害。      

致密储层压裂液伤害的数字化评价方法——以P59井为例

在压裂改造过程中,压裂液破胶液残渣易对储层造成伤害,特别是致密储层,影响开发效果。为了明确压裂液对致密储层的伤害情况,以往采用的岩心驱替伤害评价方法存在取心数量多、驱替压力高、实验周期长、费用高等问题。低渗透致密储层物性差,常规压裂液伤害评价方法已无法满足该类储层的压裂液伤害快速评价需求。基于数字岩心建模与CT扫描技术,结合致密油储层压裂液伤害渗流模拟,形成了致密储层压裂液伤害数字化评价方法。实验结果表明,压裂液侵入后,致密储层孔渗参数均有不同程度地降低,第3 d时孔隙度、渗透率损失率达到70%,与岩心驱替实验结果对比,符合率达到90%以上,为致密储层压裂液伤害评价提供了新途径。     

低渗透油藏水锁机理与助排表面活性剂的优选原则

低渗透油藏水力压裂之后，压裂液进入岩石基质会造成水锁伤害，从而降低基质渗透率。由于低渗透岩石具有孔喉小、毛细管力大、原油动用深度浅等特征，毛细管末端效应会加剧毛细管力滞留侵入压裂液所产生的水锁伤害。明确这种水锁形式的伤害程度与作用时长，有利于正确评估水平井单井产能在返排过程中的恢复程度，并依此合理地优化现场"焖井"处理时机与压裂液中助排剂的使用。利用CT扫描实时监测下的岩心流动实验，明确了低渗透岩石中毛细管末端效应造成的附加水锁伤害，及其伤害程度与作用时长随岩石渗透率与水侵深度的变化规律。该附加伤害从程度和时长上，都大于原油生产对应毛细管数下残余水饱和度对基质渗透率的水锁伤害，其作用时长随岩心物性参数√K/φ的减小而线性增加，随水侵深度的增加而呈幂函数增加趋势。实验结果表明，利用渗吸作用解除水锁伤害对致密储层的效果甚微，需要依靠在压裂液中添加表面活性剂（助排剂）辅助压裂液返排而进行提产。通过对比3种能够实现跨越5个数量级油水界面张力（10^-4~23 mN/m）的表面活性剂体系，揭示了水湿低渗透油藏中助排剂的显著效果，以及油湿低渗透储层中润湿性反转优于降低油水界面张力的提产效果。     

裂缝型致密油藏分段压裂水平井伤害实验研究

红河油田长8油藏具有典型的低孔特低渗储层特点,储层孔喉细小,天然微裂缝发育,入井液易污染储层。裂缝发育区主要在断层带附近分布。红河油田长8油藏水平井在钻井、完井、压裂过程中,带入许多外来流体,外来流体通过断缝系统侵入储层易产生水锁伤害、粘土膨胀与运移伤害、沉淀堵塞伤害、压裂残渣伤害以及微裂缝发育引起压裂液大量滤失导致砂堵等多种伤害。通过对储层地质特征认识,储层伤害机理及因素分析,从而确定红河油田长8油藏伤害主要以水锁伤害为主。并提出抑制和解除水锁伤害的方法。     

压裂液对宝浪低孔低渗储层伤害因素的研究

实验考察了压裂液对岩心膨胀及润湿吸附性的影响、压裂液浸泡对岩心的影响、压裂液矿化度和pH值以及压裂液破胶液粘度对储层伤害率的影响,结果表明,造成储层伤害的主要因素为：储层毛管阻力高,对水的润湿吸附严重,造成水锁伤害;压裂液在储层滞留时间长,岩心浸泡后粘土微粒运移对孔道伤害;压裂液破胶不彻底,当压裂液的破胶液粘度大于7 mPa·s时会造成储层的渗透率明显降低。不适当的压裂液矿化度和pH值也会对储层造成较大伤害,则压裂液KCl加量应大于2%,压裂液的破胶液和滤液pH值应小于11。     

致密气藏低伤害压裂液研究及应用

致密气藏通常具有低孔、低渗、低压、强水锁等特性，减少外来液体侵入储层，加快压裂液返排，提高压裂液返排率，将直接影响压后的单井产量。针对鄂北塔巴庙地区上古生界气藏石盒子组盒1段和山西组山1段，在充分认识储层地质特征的基础上，对N2增能水基压裂液进行了大量的室内研究，以尽可能降低由于压裂液侵入储气层而造成的伤害。试验表明，N2增能水基压裂液能较好地降低储层喉道毛细管的界面张力，有利于压裂后残液的返排，降低了对储层造成的伤害，其性能指标满足压裂工艺对储层改造的要求。通过现场实施，该压裂液配方体系能较好地满足压裂工艺及储层的物性，提高了压后压裂液返排率，取得较好的单井产量。     

大牛地气田砂岩储层敏感性实验研究

在钻井、压裂等开发过程中会对砂岩储层造成伤害，如果解决不善，将直接严重影响天然气的产量。为减少在大牛地气田开发过程中对砂岩储层造成伤害，文章针对砂岩储层的敏感性进行了试验研究。分析鄂尔多斯盆地大牛地气田砂岩储层的敏感性伤害机理认为，在钻井、固井过程中应选择较好的钻井液体系，尽量减少钻井液固相颗粒堵塞以及粘土水化膨胀；在压裂过程中应尽量选择破胶效果好，残渣少易反排的压裂液体系，以减少微粒运移、水锁及颗粒固相堵塞等造成的储层渗透率下降；在开采过程中，应注意排采速度以尽量减少对储层的伤害，从而实现气田的高产、稳产。     

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低渗储气藏通常具有低孔、低渗、低压、强水锁等特性，减少外来液体侵入储层，加快压裂液返排，提高压裂液返排率，将直接影响压后的单井产量。文章针对鄂北塔巴庙地区上古生界气藏石盒子组盒1段和山西组山1段，在充分认识储层地质特征的基础上，对N₂增能水基压裂液进行了大量的室内研究，尽可能降低由于压裂液侵入储气层而造成的伤害。同时，通过现场实施表明，该压裂液配方体系能较好地满足压裂工艺及储层的物性，提高了压后压裂液返排率，取得较好的单井产量。     

CO_2干法压裂液体系的研究与试验

为提高低压、低渗透、强水锁/水敏伤害致密砂岩储层压后产量,开展了CO2干法压裂液体系的研究。采用分子模拟技术,研究液态CO2与提黏剂分子间微观构型,评价不同CO2提黏剂对液态CO2的提黏效果,优选提黏剂,并建立CO2干法压裂液体系配方。通过研究发现,在62~63℃、15~20 MPa条件下,CO2干法压裂液体系黏度提高至5~10 m Pa·s,较超临界CO2的黏度提高240~490倍;对气井岩心渗透率平均损害率为2.75%,对油井岩心渗透率平均损害率为0.98%。该压裂液体系在苏里格气田成功进行了国内第1口CO2干法加砂压裂现场试验,增产效果明显。     

杭锦旗地区致密砂岩气藏水锁伤害评价及防治对策

以鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界致密砂岩储层为研究对象,结合工区储层工程地质特征,开展室内岩心水锁伤害以及相渗实验,分析孔隙度、渗透率、束缚水饱和度等因素对水锁伤害影响。实验结果表明:水锁伤害程度与渗透率、束缚水饱和度呈负相关,与储层伊利石含量正相关;太原组、山西组的水锁程度明显大于下石盒子组,伤害率基本都在40%以上,毛管自吸和天然裂缝的作用强化了水锁储层伤害。并提出相应的防治措施:控制压裂规模,减少水相与储层接触时间,添加防水锁剂、液氮等方式降低水锁伤害。     

临兴区块致密气储层压裂损害影响因素

为明确临兴区块致密气储层压裂损害影响因素,以储层岩心渗透率损害率为评价指标开展室内实验,分析储层敏感性、水锁效应、胍胶压裂液破胶残液和残渣含量对储层的损害程度.结果表明:储层具有中等偏弱水敏,弱—中等偏弱程度酸敏和碱敏;储层水锁指数为85％～100％,损害程度为强—极强;当使用单一过硫酸铵作为破胶剂,温度低于30℃时破...     

热污水压裂液技术研究及应用

低渗透高凝油藏压裂开采的一个难点是冷伤害,热压裂液技术是一项有效的技术措施。热污水压裂液技术是一项简便可行的技术,其具有成本低廉,配置方便,与地层配伍性强等特点。但是,油田回注污水含有固体杂质、油及细菌易对储层造成伤害,且矿化度高、pH值低、含有大量的二价金属离子易造成交联性能差,与压裂添加剂配伍性差等特点。本文从分析油田回注污水的性质出发,分析了热污水配置压裂液的难点,提出了解决思路并通过试验优化出了热污水压裂液的最佳配方.用试验的方法对热污水压裂液体系的性能进行了测试,试验结果显示交联耐温性能、破胶性能均满足压裂施工需求,伤害性能与清水压裂液相近,最后进行了现场应用获得了成功。本研究为低渗透高凝油的压裂开采提供了一套切实可行的方法。