凝析气藏压裂测试新技术

为解决川西坳陷GM构造上的沙溪庙组气藏储层破裂压力异常高,施工压力高,排液过程中压力下降快、产凝析油、自然返排率较低等问题,采用酸预处理降低了破裂压力和施工压力,采用优化压裂液配方避免了压裂液乳化和黏土膨胀。通过PVT实验确定露点压力,并创新性提出了控压返排措施,压后返排率由前期的平均35.5%提高至60.1%,施工成功率从75%提高至100%,压后天然气测试产量从措施前平均1.69×10~4 m~3/d提高至3.87×10~4 m~3/d。控压返排制度结合防膨防乳化压裂液技术大幅提高了凝析气藏的压后返排率和压后效果。     

高温防水锁低伤害压裂液技术

川西须家河组气藏具有埋藏深、温度高、储层具有中等水敏和强的水锁特征,且发育一定的天然裂缝,从储层特性和压裂工艺分析了对压裂液的性能要求,对研制出的XC须二储层120～140℃的压裂液体系进行了性能评价,该体系在120℃下,剪切210 min黏度为62.8 mPa·s,防膨率为81.25%,岩心伤害率为15%,滤失系数为8.4×10-4m/min-1/2,与常规压裂液体系相比,水锁伤害后渗透率恢复率提高了20%,性能达到国外压裂液水平。在X10井须二段应用,顺利完成83.2m3支撑剂的大型加砂压裂,压后开井排液10 h返排率为61%,31h返排率为81.3%,返排速度远高于同类井采用国外公司液体的情况（63 h的返排率为76%）,压后测试天然气产量2.140 2×104m3/d,水产量31.2m3/d（油压11.8 MPa,套压13 MPa）,增产明显。     

低渗透气藏低压低产气井解水锁技术研究及应用

川西中浅层低渗透致密砂岩气藏储层物性差,含水饱和度高,气井产能较低,普遍存在水锁伤害,严重影响了采气中后期气井的正常生产.以室内实验为手段,研究了水锁伤害程度,定量分析了解水锁剂对天然气渗流的改善作用.研究结果表明,低渗透致密砂岩气井采气中后期近井储层积液会引起严重的水锁伤害,影响了天然气在储层中的渗流能力,解水锁剂可降低近井储层的含水饱和度,改善岩心渗透率,降低储层中天然气启动压差.解水锁剂HY在A井现场试验后,该井在油压和套压变化不大的情况下,5个月累积增产气量为24×104 m3,单井增加经济效益为19×104元.     

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。     

新场气田上沙溪庙气藏水锁效应研究

低渗砂岩气藏特殊的地质特性造成开发过程中普遍存在较强的水锁效应,是导致气井产能下降,储量难以得到有效动用的重要影响因素。为此,在大量的实验基础上,对新场上沙溪庙气藏水锁伤害机理、水锁对开发造成的影响以及水锁解除方法进行了研究,认为水锁效应将导致压裂液滤失带启动压力增加,气相渗透率降低,当滤失带流动需要克服的启动压力从0.94MPa上升到7.15MPa时,压裂液返排率从80%下降到40%,对储层造成极大的伤害,是新场Js2^1、Js2^3气藏储量难动用的主要原因之一。优化低伤害压裂液,并全程混氮加强返排,是新场上沙气藏压裂开发过程中克服水锁效应的重要手段。     

复兴地区高含黏土页岩凝析气藏渗吸排驱及液体渗流特征研究

复兴地区凉高山组为高含黏土页岩凝析气藏,体积压裂改造后闷井和返排期间易出现反凝析和液锁现象,影响开采效果。为准确了解高含黏土页岩凝析气藏的渗吸排驱和液体渗流特征,优化闷井转排驱时机,选取储层岩心,开展了气水渗吸排驱试验和三相渗吸排驱试验,采用核磁共振、恒压驱替相结合的方式,量化了渗吸排驱过程中压裂液的水锁伤害特征及凝析油的可流动特征;建立了液锁伤害表征方法,并模拟了矿场尺度闷井过程中的水锁特征。研究结果表明：该页岩储层压裂渗吸阶段岩心的渗吸采收率在50.22%～57.14%;渗吸液矿化度越低,返排率越低,水锁伤害率越高;油锁伤害率低于水锁伤害率;存在束缚水时,凝析油的临界可流动饱和度约可降低20%;若以闷井后解除近裂缝水锁伤害为目标,闷井时间以20～30 d为宜。研究结果为复兴地区高含黏土页岩凝析气藏高效开发提供了理论依据。     

富县低渗砂岩气藏压裂改造中水锁伤害与防治措施

水锁伤害是低渗气藏的主要伤害类型之一,分析了造成富县区块上古生界储层强水锁伤害的原因。富县区块上古生界储层水锁伤害严重的主要原因为储层的孔喉半径小,其次为压裂液滤液表面张力偏大,压裂液进入地层后产生的毛管阻力大;同时储层地层压力偏低,导致压裂液水相侵入深、液体返排能力差也是造成储层水锁伤害的重要原因。通过研究,提出了以降低液体表面张力和减小压裂液滤失为目的的富县区块上古生界储层水锁伤害防止措施。     

低孔低渗气藏高温高压储层损害因素分析

针对海上某低孔低渗气藏高温高压储层特点,在分析储层岩石学、物性及温压特征的基础上,开展了高温高压储层敏感性和水锁伤害评价实验,并与常规敏感性实验结果进行了对比。评价结果表明:储层具有中等偏弱—中等偏强速敏、中等偏弱水敏、弱碱敏、弱—中等偏弱盐酸敏、弱—中等偏强土酸敏和弱—强应力敏的特点;与常规敏感性实验结果相比,除碱敏外,高温高压条件下储层敏感性损害均出现不同程度的加重现象。高温高压水锁伤害评价结果显示,储层存在较强的水锁伤害现象,且岩心孔隙度和渗透率越低,水锁伤害越严重。基于以上研究结果,找出了目标气藏储层损害的主要因素,为该类气藏的高效合理开发提供了一定的理论依据。     

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     

甲醇改善致密砂岩气藏水锁伤害的实验研究

利用水力压裂开发致密砂岩储层过程中,由于储层胶结致密,水敏性粘土矿物含量高,压裂液滤失过程中容易引起储层的水锁伤害,抑制油气产出.将甲醇添加在压裂液中,利用甲醇的互溶性强、沸点低、易挥发的特性,将吸入到岩芯基质孔隙和微裂缝中的压裂液滤液携带出来,缓解水锁伤害,降低束缚水饱和度.     

致密碎屑岩气藏低伤害压裂液的研究与应用

随着川西蓬莱镇组气藏开发的深入,地层能量不断下降,压裂过程中返排率低,压裂液滤液侵入地层,伤害严重,制约了浅层蓬莱镇组气藏的高效开发。为了降低压裂液对储层的伤害,提升气藏的开发效益,在对压裂液性能需求进行研究的基础上,提出了降低压裂液对储层伤害的技术对策,形成了适合于川西浅层蓬莱镇组气藏的超低浓度稠化剂压裂液体系和线性自生泡沫压裂液两套低伤害压裂液体系,并在川西蓬莱镇组进行了推广应用。返排率分别达到了65.1%和61.9%;压后平均产能分别为0.81×104m3/d和1.45×104m3/d,取得了明显的增产效果。     

巴喀致密砂岩气藏水锁/水相圈闭伤害评价

针对致密砂岩气藏储层特征,分析了水锁/水相圈闭伤害的机理与影响因素,利用巴喀致密砂岩气藏天然岩心,研究了储层渗透率、孔隙度、甲醇浓度、毛细管自吸地层水深度等因素对地层含水饱和度和伤害程度的影响。实验结果表明,随着储层中含水饱和度上升,气相渗透率明显下降,并在含水饱和度为0%～40%范围内下降幅度加剧;当含储层水饱和度超过60%的临界值时,会造成极强的水锁/水相圈闭伤害。这一结果对在气藏改造措施中合理控制含水饱和度具有指导意义。     

低渗气藏伤害机理研究

目前我国的天然气资源以低渗储层为主,相对于中、高渗储层,低渗气藏在开采开发过程中面临着诸多问题。如何提高低渗气藏的采收率受到越来越广泛的关注,本文以X区块低渗气藏为例,采用不同压裂液进行伤害实验,对低渗储层的伤害机理进行了研究。结果表明,低渗储层的伤害以水锁伤害为主,固相残渣对储层也会造成一定的伤害,但相对于水锁伤害较小。并提出了预防、降低水锁伤害的方法,如注入表面活性剂、醇类、注氮气、热处理等[1,2]。     

低渗致密凝析气藏压裂难点及对策

GM区块沙溪庙组气藏埋深2 300~3 100 m,平均孔隙度8.24%,渗透率0.22×10-3μm2,为低孔低渗致密储层。该类储层压后排液过程中井口压力下降快,返排率低,产量下降快,主要原因是储层的强应力敏感性、地层出砂及凝析油对储层的伤害。针对以上问题,提出了优化压裂液配方和支撑剂组合及控压排液对策。优化的压裂液中破乳剂加量为0.1%,防膨剂加量组合为0.5%WD-5+0.5%BM-B10+1%KCl,支撑剂采用80%的30/50目+20%的40/70目陶粒组合,排液压力控制在15 MPa以上。最终形成了适用于GM沙溪庙凝析油气藏的压裂技术,现场应用18口井均取得较好效果,较前期平均单井测试产量提高129%。     

高庙沙溪庙组凝析气藏压裂技术研究及应用

高庙区块沙溪庙组气藏埋深2300.0~3100.0 m,平均孔隙度8.24%,渗透率0.22 m D,为低孔低渗致密储层。强应力敏、地层出砂及凝析油对储层的伤害,造成压后排液过程中井口压力下降快、返排率低,压后产量下降快。通过室内实验,优化压裂液中破乳剂加量为0.1%、防膨剂加量组合为0.5%WD-5+0.5%BM-B10+1%KCl,支撑剂采用80%的30/50目+20%的40/70目陶粒组合等压裂材料;利用测得的高压流体露点压力(26.2MPa),确定排液压力控制在15 MPa以上;最终形成了适用于高庙沙溪庙凝析油气藏的压裂技术,现场应用的18口井均取得较好效果,较前期平均单井测试产量提高129%。     

异常低含水饱和度储层的水锁损害

当储层原始含水饱和度低于束缚水饱和度时,称异常低含水饱和度储层,一般意义的水锁指数就不能反映该类储层的水锁损害过程和解除水锁损害的难易程度。为此,通过异常低含水饱和度储层水锁损害机理研究,提出了这类储层存在暂时性水锁和永久性水锁观点。暂时性水锁是指油、气反排外来工作液至束缚水饱和度过程中造成的水锁,是可以解除的;永久性水锁是指油、气反排外来工作液降至束缚水饱和度后再也不能降低了,从而达不到原始含水饱和度,造成一部分水锁永远无法解除。将该研究方法运用于长庆气田上古生界致密砂岩气藏的水锁损害评价实验中,结果表明:储层渗透率越低,束缚水饱和度与原始含水饱和度差值就越大,永久性水锁损害和暂时性水锁损害就越强,解除暂时性水锁所需时间越长。     

川西地区新场气田储层伤害因素研究

四川新场气田蓬莱镇组和沙溪庙组属于低渗、高束缚水饱和度气藏,测试表明储层存在较为严重的伤害问题,因此开展了储层伤害因素分析和试验研究。研究结果表明,主要伤害因素为外来液体引起的水锁、水敏伤害,碱敏伤害次之。针对伤害因素,提出了相应的建议。     

川西防水锁压裂工艺技术研究及应用

川西低渗致密砂岩气藏特有的低孔-喉连通性和黏土矿物特征,使压裂改造中水基压裂液的水锁伤害成为储层的主要伤害类型之一。针对川西中浅层气藏难动用区块Ⅲb＋Ⅲc类储量开采中面临的压裂水锁伤害问题日益凸现、制约了难动用储量的动用程度等问题,在储层水锁伤害特征分析评价基础上,开展了以防水锁低伤害压裂液为特色,以“尾追纤维”强制裂缝闭合返排技术为配套手段的防水锁压裂工艺技术研究。现场应用4井次,相比邻井压后见气时间明显缩短,压后增产效果显著。     

新场气田难动用储量启动压力特征研究

川西新场气田JS21、JS23储层品质差,属于难动用储量,储层改造过程中容易造成水锁伤害,而储层启动压力的变化能够反映外来液体水锁伤害的大小.在分析储层水锁伤害机理的基础上,通过室内实验的方法测定了新场气田JS21储层的启动压力梯度值,并对影响储层启动压力的因素,如岩心渗透率、含水饱和度、外来液体的入侵深度和性质进行了定量分析.经研究发现,渗透率的降低导致启动压力的增加,启动压力随含水饱和度的增加而增加,破胶液的滤失是造成储层水锁伤害的主要原因.提出优化压裂液配方,提高破胶液返排性能和质量是降低储层水锁伤害程度的关键措施.     

基于致密砂岩气藏初始含水饱和度的水锁伤害评价

针对现有的水锁伤害评价方法不适用于致密气藏岩心的现状,建立了基于初始含水饱和度情况下的抽真空饱和水锁伤害评价方法,完成一种塔里木油田聚磺钻井液滤液对岩心的水锁伤害实验,并通过使用气测渗透率的方法,测定污染前后岩心的渗透率变化,计算钻井液滤液对岩心的水锁伤害程度的方法。该实验方法可以对比初始含水饱和度条件下岩心的气体渗透率和束缚水饱和度条件下的气体渗透率变化情况,相对于常规方法更加符合气藏的实际状况。实验过程中,设计了致密砂岩气藏较低初始含水饱和度的建立方法。另外,开展实验评价了抽真空饱和时间、气驱返排时间、气驱流速等对抽真空饱和法的影响。用建立的实验方法测定了塔里木油田聚磺钻井液滤液对致密岩心的水锁伤害程度为54.83%~72.73%。