新疆油田九区石炭系油藏水平井分段压裂关键技术研究及应用

九区石炭系为低孔、特低渗的浅层火山岩储层,岩性以凝灰岩为主,天然裂缝发育,是典型的孔隙～裂缝型双重介质储层,储层非均质性严重。九区石炭系压裂过程中压裂液滤失大,人工裂缝宽度狭窄容易导致砂堵,人工裂缝启裂和扩展复杂,缝高控制难度大的难题,文章通过对九区石炭系水平井体积压裂技术的研究,形成以分段优化设计方法、变黏压裂液体系、支撑剂粒径优选以及组合控缝高等关键压裂技术,提高了施工成功率和压裂改造效果。     

新疆油田九区石炭系油藏水平井分段压裂关键技术研究应用

九区石炭系为低孔、特低渗的浅层火山岩储层,岩性以凝灰岩为主,天然裂缝发育,是典型的孔隙 ～ 裂缝型双重介质储层,储层非均质性严重。九区石炭系压裂过程中压裂液滤失大,人工裂缝宽度狭窄容易导致砂 堵,人工裂缝启裂和扩展复杂,缝高控制难度大的难题,文章通过对九区石炭系水平井体积压裂技术的研究,形成 以分段优化设计方法、变黏压裂液体系、支撑剂粒径优选以及组合控缝高等关键压裂技术,提高了施工成功率和压 裂改造效果。     

红山嘴油田石炭系火山岩储层裂缝发育特征及主控因素

红山嘴油田石炭系火山岩是典型的孔隙-裂缝性双重介质储层,裂缝是影响油气运聚成藏和富集高产的重要因素,也是制约研究区火山岩油气勘探的关键。为了实现石炭系火山岩油藏的高效开发,综合岩心、薄片、成像测井资料,在火山岩储层裂缝特征分析的基础上,分析影响裂缝发育的主控因素。结果表明:石炭系火山岩裂缝以构造缝为主,其次为成岩缝和风化缝;构造缝以高角度缝和低角度斜交缝最发育;存在近东西、北西和北北东向3组裂缝,以小尺度缝和微缝为主,是不同期次构造运动的产物。裂缝的形成和分布受岩性、风化壳、断层和成岩作用控制,不同岩性火山岩矿物组成差异导致其裂缝类型及孔缝组合迥然不同,风化强度差异控制了风化壳内风化缝的形成及溶蚀缝的发育;断层活动影响了伴生裂缝走向和分布,距断层越近裂缝线密度越高;成岩作用充填、改造早期原生裂缝的同时形成一定的次生溶蚀缝,加剧了火山岩储层裂缝的非均质性。研究结果对准噶尔盆地西北缘石炭系火山岩油藏的有效开发具有指导意义。     

人工隔层性质对控缝高压裂效果的影响研究

对于遮挡层(隔层)较差的储层(尤其对于薄层储层)压裂,广泛应用人工隔层技术有效控制压裂裂缝高度。文章假定浮式、沉式控缝剂在裂缝端部分别形成具有一定厚度和强度(梯度)的人工隔层获得了裂缝剖面上的应力分布。应用线弹性断裂力学张开型裂缝静态延伸准则,首次建立了人工隔层条件下的裂缝高度延伸控制方程,定量描述缝流体压力对裂缝高度的控制作用和人工隔层对裂缝高度延伸的影响。通过编制计算机程序模拟、研究了人工隔层性质对裂缝高度延伸的控制作用,模拟表明人工隔层强度(阻抗)和厚度对于有效控制压裂缝高度都有相当重要的作用。为现场优选控缝剂材料和控缝高压裂设计提供了依据。     

化学胶塞在控制压裂裂缝高度中的探索与应用

针对水力压裂过程中,人工裂缝在纵向上延伸失控导致压窜水层、沟通距离受限的问题,开展了化学胶塞控缝高工艺技术研究。采用物理和数学模型实验进行了化学胶塞控缝高的可行性研究,明确了化学胶塞控缝高的最佳黏度范围,研发了100℃,170 s^-1下剪切20 min内黏度大于1 000 mPa·s, 90 min后最终黏度保持在650 mPa·s以上,交联时间5～10 min,破胶水化时间50～90 min可控的高黏化学胶塞体系,配套形成了化学胶塞控缝高的工艺技术。该技术现场应用2井次,控缝高、延缝长效果明显,对底水油藏的高效动用具有重要的指导意义。     

松辽盆地扶余油层南部人工裂缝高度主控因素分析

在工程方面控制缝高对提高压裂效果至关重要,在勘探开发中对判断储层、认识储层和改造储层具有重要意义.为此,根据松辽盆地的沉积特征及影响人工压裂缝高因素多的特点,在勘探开发中运用井温缝高测试方法对松辽盆地中央凹陷区测试研究并分析.研究表明,该区域的沉积特征、地应力和施工参数对压裂缝高的影响是主要因素.通过理论分析和实践认识,对松辽盆地扶余油层南部人工裂缝高度有了明确认识,提出了控制缝高技术的研究方向.     

南堡油田深层火成岩天然气藏压裂技术

南堡油田火成岩裂缝性储层地质条件复杂,压裂造缝时易产生多裂缝,液体滤失大、砂堵风险高。通过储层评价、射孔优化、材料优选、管柱优化、泵序调整等措施及采用测试诊断、液体胶塞、砂比测试、粉陶砂塞等工艺,实现了降低施工井口压力、减少液体滤失、沟通远端裂缝的目的。现场实施4口井,最高加砂106m3,改造取得成功。现场实践表明,裂缝性储层合理控制射孔段长度能有效减少多裂缝;液体胶塞、粉陶段塞、油溶性降滤失剂等措施能大大降低微裂缝内液体滤失。     

裂缝高度延伸诊断与控制技术

缝高控制是压裂酸化改造成功的关键因素之一,而缝高控制又与裂缝高度延伸诊断密切相关,影响裂缝高度延伸的因素主要归结为可控和不可控因素两类,从地层应力、岩石物性和施工参数等方面对裂缝高度延伸的主要影响因素进行分析,提出了根据裂缝延伸k判据、裂缝净压力与储层应力差的比值、裂缝净压力双对数曲线形态等三种裂缝高度延伸诊断方法.结合压裂酸化工艺特点,从降低地层破裂压力、人工隔层控缝高、降滤失控缝高、工作液体系控制、平衡酸压工艺、完井方案优化、施工压力监控等方面讨论了压裂酸化过程中的各种裂缝高度控制技术.     

页岩气水力压裂裂缝缝网完善程度概论

受页岩气实际储层条件和施工工艺技术的限制,相同或相近的改造体积内的人工裂缝网络分布状态千差万别。仅用改造过的页岩气藏体积(SRV)进行改造效果的表征和评价,有可能导致评估认识上的偏差甚至错误。为此,利用人工裂缝扩展数值模拟技术和产能数值模拟技术,研究了人工裂缝和天然裂缝的空间分布状态、改造过的页岩气藏内部的压力状态和采出程度,提出了页岩气缝网、理想缝网、页岩缝网完善程度3个概念。研究成果表明:(1)在开采结束时,各目标区域根据被改造过页岩气藏内气体采出程度和生产时间,可以划分成"改造相对完善区""改造过渡区"和"改造不完善区"等3类;(2)缝网最终形态参数和储层特性是影响缝网完善程度的两个主要因素,对于特定的气藏在井眼轨迹给定的情况下,人工裂缝的方向、长度、导流、高度和空间位置是影响页岩气缝网完善程度主要因素。结论认为,页岩气水力压裂裂缝缝网完善程度理论的提出,丰富了页岩储层改造技术理论体系,对致密油气等其他非常规储层裂缝系统的表征也具有借鉴作用。     

中拐凸起火山岩裂缝型储层相态发育模式

石炭系火山岩油气藏是准噶尔盆地中拐凸起最为重要的油气藏类型,裂缝对储层物性具有控制作用。为了加强对中拐凸起石炭系裂缝发育规律的认识,以FMI测井资料为主,结合常规测井、录井以及岩石薄片等地质资料,建立了4种FMI测井裂缝相。通过分析不同裂缝相的配置关系,垂向划分为上部表生裂缝带和下部深埋裂缝带,对不同埋深条件下的裂缝相发育模式及对储集层的改造作用进行研究。研究结果表明,直劈溶蚀缝相是储层物性改造的主控因素,表生裂缝带则更易形成优质储集层。该研究为研究区下一步寻找裂缝优势储层带提供了依据。     

低渗透储层缝内暂堵多分支缝压裂技术研究

压裂增产改造是实现大庆低渗透储层开发建产的主要手段。大庆油田低渗透储层的大规模压裂虽然取得了较好的效果,但施工成本高,难以实现效益开采。为提高外围低渗透储层增产改造效果,采用纤维缝内暂堵多分支缝压裂技术来提高人工裂缝泄油面积。通过室内实验评价了纤维性能、明确了分支裂缝形成条件;结合数值模拟及现场施工需求,确定了缝内转向时机与工艺施工时间,优化了缝内裂缝转向条数与缝长,确定了纤维缝内暂堵多分支缝优化设计方法。纤维缝内暂堵多分支缝压裂技术可在保证改造效果的同时有效控制施工成本,实现低渗透储层的经济有效开采,已在大庆外围低渗透储层成功应用18口井,取得了较好的改造效果。     

春风油田石炭系“缝-壳”型火山岩储层主控因素

利用岩心观测、铸体薄片、物性分析等资料,分析了春风油田石炭系火山岩储层的岩性、岩相、储集空间类型及储层物性,研究了岩性、岩相、风化淋滤及断裂对储层的影响。研究表明,该区石炭系储层岩性主要为火山熔岩和火山碎屑岩,以溢流相安山岩、爆发相热碎屑流亚相火山角砾岩储层最发育,溢流相玄武岩、爆发相空落亚相凝灰岩次之,火山沉积相储层不发育;纵向上储层分布于石炭系顶部风化壳内,风化淋滤作用使风化壳具有不同结构,其中顶部的土壤带、水解带物性差,中间的淋滤带和崩解带物性好,是主要的储层发育段;储层储集空间类型主要为溶蚀孔隙、风化缝和构造缝,表明风化淋滤和断裂作用对储层改造起到关键作用。春风油田石炭系有利储层主要分布于风化壳和裂缝发育区,为典型的"缝-壳"型火山岩储层。     

准噶尔盆地陆东地区石炭系火山岩储层特征

利用岩心、薄片、扫描电镜等多种分析手段,从火山岩岩性、岩相特征、孔隙类型、储层物性等方面研究了准噶尔盆地陆东地区石炭系火山岩储层特征,分析了火山岩储层储集空间类型、物性特征以及储层物性的影响因素。研究结果表明:区内火山岩储层主要为基性、中酸性岩类;孔隙类型主要为次生孔缝;储集空间为气孔、残余孔、溶蚀孔、裂缝等;储层物性影响因素主要有火山岩的岩性、岩相、喷发环境及后期风化淋滤和断裂改造。油气成藏主要受石炭系滴水泉组和二叠系平地泉组两套烃源岩控制,在石炭系火山岩储层中形成了自生自储型和上生下储型油气藏。     

提高砂岩储层人工裂缝复杂度的压裂技术及其应用

提高裂缝复杂度是提高储层改造体积的重要组成部分。为明确砂岩储层复杂裂缝形成的控制因素及实现方法,在物理模拟实验结果的基础上,建立了天然裂缝储层形成复杂裂缝的数学模型,采用数值模拟方法研究了应力场,提出并试验了多种施工工艺。研究结果显示砂岩储层形成复杂裂缝的必要条件包括改变应力场、发育天然裂缝或提高缝内净压力。其中天然裂缝是砂岩储层能否形成复杂裂缝最重要的因素,储层最大最小主应力差越大,天然裂缝与人工裂缝夹角越大,形成复杂裂缝所需缝内压力越大;多缝应力干扰可有效改变应力场。现场监测及压后分析证实试验井形成了复杂裂缝。该技术为低渗尤其是致密砂岩油气藏的经济开发提供了有效手段。     

塔河油田胶束软隔挡控缝高酸压方法研究

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏部分区块底水发育,储层垂向应力差小且高角度裂缝发育,酸压过程中缝高易失控沟通水层。随着酸压避水高度逐年减小,控缝高酸压难度增大,因此有必要开展控缝高酸压方法研究,以控制裂缝高延伸、提升底水型储层改造效果。通过揭示人工隔层控制裂缝高度延伸本质,分析胶束软隔挡控缝机理,提出了胶束软隔挡控缝高方法,实验结果表明:黏弹性胶束隔挡材料质量分数为5%时,120 ℃下胶束溶液剪切黏度保持在430 mPa · s以上,有利于增大裂缝垂向应力差;黏弹性胶束隔挡材料隔挡强度达到12.2 MPa,对于塔河油田碳酸盐岩垂向应力差小(≤2 MPa)地层,可形成较强的柔性隔挡层,控制裂缝垂向延伸;结合塔河油田酸压工艺特点,在注酸液过程中,胶束液对近井筒裂缝实现隔挡屏蔽,酸液继续指进,在裂缝深部随着酸液的冲刷以及裂缝的延伸,隔挡材料质量浓度减小,酸液对裂缝酸蚀作用变强,实现在近井筒阻缓裂缝高度过度延伸、深部形成强刻蚀高导流裂缝通道。     

金华—秋林致密气藏直井层内分簇压裂裂缝扩展规律及应用

造长缝是金华—秋林地区沙二段致密气藏直井压裂改造的主要目标,如何进一步提高裂缝长度对该储层的勘探开发有重要意义。针对该问题,文章基于工区储层地质特征,建立了直井压裂裂缝扩展数值模型,分析了射孔簇数、射孔位置等因素对裂缝形态的影响。研究结果表明,储层全部打开时,裂缝高度最大,长度最小,分2～4簇射孔时,裂缝高度相对较低,长度相对较长。射孔长度越长,射孔位置离储层中部越远,裂缝长度越低。相比储层全部射开,层内分簇压裂工艺有利于控制裂缝高度,提高裂缝长度。实践证明,该工艺取得了较好的压裂改造效果,对同类型的致密砂岩压裂改造具有重要借鉴意义。     

低渗透老油田新型多缝重复压裂技术研究与应用

鄂尔多斯盆地长X储层受储层物性、压裂裂缝等因素影响,注水开发驱替效果较差,大量剩余油分布于人工裂缝两侧难以动用.为了充分动用裂缝侧向剩余油,提高油井单井产量和采收率,按照"控制缝长+多缝+提高剩余油动用程度"的技术思路,通过数值模拟计算,提出并试验形成了以"增加裂缝带宽、产生转向新裂缝"为增产机理,以"缝内暂堵、增大排量、适度规模和低黏液体"为模式的老井新型多缝重复压裂技术.现场试验表明,与常规压裂相比,该压裂技术裂缝带宽增大21 m,改造体积增大148%,平均单井增油量为常规压裂的1.9倍,取得明显的增产效果,为长庆油田低渗透储层老井重复改造提供了新的技术手段.      

南堡凹陷裂缝储层压裂技术研究

南堡凹陷裂缝储层有天然裂缝发育、含油井段长、油层层数多、低孔低渗、非均质性强的特点,为了解决储层开采难度大、压裂改造效果差的难题,以"主缝+缝网"改造模式为主体思路,以增加裂缝储层的改造体积进而增加单井产量为目的,研发了抗高剪切压裂液、特效返排技术,采用了集成创新技术,确定了试验井压裂改造技术工艺,形成了适用于南堡凹陷裂缝储层压裂改造技术。经过现场应用,结果表明该技术有效提高了单井产量,改善了压裂效果。     

苏里格气田裂缝高度延伸模拟分析与控缝高技术

通过针对苏里格气田的压裂研究和现场实践,该气田已形成了一套加砂压裂综合工艺技术,应用效果显著,但是也存在一些技术难题,如压裂施工中的裂缝高度延伸和如何控制缝高技术等。文章通过裂缝高度延伸模拟分析,采取适当的控制缝高技术措施,可以达到更好的储层改造效果。     

裂缝性致密砂岩气藏入井流体伤害规律

塔里木克深区块裂缝性致密砂岩储层具有埋藏深,孔隙度、渗透率低,裂缝发育,非均质性强等特征,不经过压裂增产措施难以达到工业开采价值。钻完井以及增产改造过程储层与工作液及其所携带的固体颗粒相接触,容易引起储层渗透率降低,从而导致产能降低。以人工劈缝的储层岩心为评价岩心,使用储层成像测井资料确定岩心裂缝宽度,对裂缝性致密砂岩储层钻井液/压裂液损害进行了评价。实验结果表明,在围压低于4.5 MPa的情况下,模拟裂缝岩心渗透率保持不变,模拟裂缝岩心渗透率与缝宽呈三次方关系;随着裂缝宽度的增加,压裂液伤害程度逐渐减小,但是钻井液伤害程度先增大后减小,存在一个伤害峰值;此外,一步酸可以显著提高裂缝渗透率,解除钻井液/压裂液伤害。该研究对低伤害新型工作液的研发以及储层保护措施的优化具有一定的指导意义。