川西低渗致密气藏难动用储量压裂关键技术研究

川西低渗致密砂岩气藏有相当一部分储量储层改造效果差,气井产能和压力递减快,储量难以得到有效动用.通过对难动用储量压裂难点分析,明确了储量难动用的主要原因是严重水锁、高启动压力梯度、强应力敏感性、复杂渗流形态,压裂过程易伤害,提出了相应的压裂对策,并形成了以低伤害为核心,高效返排为手段的大型加砂压裂技术、多层压裂合采技术的川西难动用储量压裂工艺技术,在现场应用中取得了良好效果.     

低渗致密气藏凝析气藏开发难点与对策

我国低渗、致密气藏和凝析气藏的储量占相当大的比例, 而其中相当部分处于低产状态开发好这类气藏对石油工业持续稳定发展具有十分重要的意义。围 绕深层低渗致密气藏、凝析气藏开发问题.首先分析了低渗致密气藏的地质特征和开发特征.提出了低渗致密气藏开发的十项配套工艺技术.最后重点建议了五项技术措施即深度压裂改造技术.凝析气井井筒和近井地带积液的处理技术开发后期低于最大凝析压力条件下的注气技术。低渗致密凝析气藏多孔介质油气体系相态分析技术和某些适合于低渗致密气藏和凝析气藏的气藏工程分析技术。     

低渗致密气藏水平井分段压裂优化研究

水平井分段压裂是开发低渗致密气藏难动用储量的重要技术手段,而水平井分段压裂参数优化设计研究是这类气藏有效开发的基础。针对常规网格加密和气藏工程在描述水平井压裂方面的不足,提出了应用PEBI网格加密进行水平井分段压裂参数优化设计的方法。以某低渗致密气藏为例,通过建立低渗致密气藏的地质模型,研究了压裂水平井水平段长度、裂缝条数、裂缝长度以及裂缝导流能力对水平井产能的影响,结果显示:水平井段长800 m、裂缝5条,裂缝半长70 m,裂缝导流能力为3.03～3.06μm2·cm,且在气藏中下部时开采效果最佳。该研究对低渗致密气藏水平井渗流规律和优化水平井参数具有重要的指导意义。     

致密气藏中压裂水平井的动态分析

将水平井与无限导流裂缝的物理模型相结合 ,获得了预测压裂水平井产能的简单方法 ;系统地分析了影响水平井产能的主要因素 ,其中包括水平段长度、气层厚度、地层渗透率的各向异性以及人工裂缝的裂缝半长等。研究表明 ,在渗透率低于 0 .1× 10 - 3μm2 的致密气藏中 ,压裂裂缝表现为无限导流裂缝的假设是合理的 ;对于给定的气藏 ,存在最佳的水平段长度 ;裂缝半长对产能具有较大影响 ;水平井压裂适用于气层分布稳定、厚度较小、具有一定垂向渗透率的气藏。     

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

应用位势理论、叠加原理和流体力学的相关原理,建立了考虑裂缝干扰、污染表皮、裂缝非均匀分布、裂缝与井筒有限导流,以及裂缝-井筒汇聚流、裂缝内高速非达西流动的压裂水平井稳态流动数学模型,给出了模型的数值求解方法,并运用模型预测了实际水平井产能,分析了产能的影响因素。结果表明,该模型适用性强,能用于各种复杂情况下的水平井产能预测,预测精度较高;由于裂缝间的干扰作用,各条裂缝产量存在差异,水平井筒两端裂缝产量高,中间裂缝产量低;水平井产能随水平段长度、裂缝半长、裂缝导流能力的增大而增大;裂缝污染表皮对产能影响显著,产能随表皮系数的增加而急剧下降,因此应尽量减少压裂作业对地层的伤害;在相对合理裂缝间距范围内,裂缝分布形式对产能影响不明显;井筒半径对井筒压降有影响,应根据水平井产能的高低,设计合理的井筒半径。     

川西低渗致密气藏低伤害压裂技术研究及应用

川西地区重点勘探开发区块A气田遂宁组和B气田蓬莱镇组气藏由于前期压裂工艺技术的不配套,使得压裂施工成功率低、措施有效率低,严重影响了气藏的有效开发.压裂伤害机理研究表明,压裂过程中的伤害主要来源于压裂液和支撑剂造成的裂缝伤害,提出了压裂改造应从低伤害压裂液、压裂优化设计、返排工艺等多个方面降低伤害.研制形成的低稠化剂压裂液稠化剂浓度下降20%、伤害下降11.7%、残渣下降16%.在铺砂浓度实验、前期施工井评价和典型井的模拟和优化的基础上,确定了A气田遂宁组气藏和B气田蓬莱镇组气藏的最优压裂施工方案,形成了以线性加砂工艺技术、变粘压裂工艺技术、低砂比压裂工艺技术、多层压裂工艺、液氮+纤维高效返排等降低施工难度、实现低伤害压裂的配套集成技术.通过低伤害压裂技术的应用,使B气田蓬莱镇组气藏压后平均无阻流量由项目开展前的1.90×104m3/d上升到8.5137×104m3/d,使得A气田遂宁组气藏在2005年底提交天然气含气面积129.07km2,探明储量100.78×108m3,具备持续高速勘探开发的潜力.低伤害压裂技术在川西其它气田得到了推广应用,也为近期目标区块的勘探开发以及类似储层天然气的勘探开发提供了重要的经验和参考价值.     

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

水平井分段压裂是低渗致密气藏增产改造的关键手段,压裂水平井的产能预测和影响因素分析对气藏的高效开发具有重要指导意义。基于气体流动中的压降分析,通过对地层段、裂缝段、射孔孔眼段和井筒段的压降进行耦合,综合考虑裂缝应力敏感性、孔眼周围气体汇聚效应和井斜角的影响,建立了压裂水平井产能预测新模型,并分析了速度系数、井斜角、应力敏感系数等因素对产能的影响。实例计算表明新模型预测精度较高,便于工程应用。垂直裂缝产量沿井筒呈中部低、端部高的"倒钟形"分布,且跟端方向裂缝产量略高于趾端方向。随速度系数减小,气井产量先增加后稳定不变,增加幅度随裂缝条数增加而加大;气井产量随井斜角增加而增加,且增加幅度随水平段长度增加而加大;生产后期,裂缝应力敏感会显著降低气井产量,应力敏感系数越大,产量越低。     

深部致密气藏水平井的多次水力压裂增产措施

本文扼要介绍了成功地用于一完井总垂直深度（ＴＶＤ）为１５６８７英尺的水平井的压裂增产措施。ＳｏｅｈｌｉｎｇｅｎＺ１０井，位于德国海上的赤底统砂岩中，其增产程度包括压裂多级流量注入测试；利用支撑剂冲蚀来减少井眼周围的限制以及小型压裂数据分析，还包括使用开启的环空来分析增产措施及个性设计。文章提出并讨论了该水平井采用与井眼相垂直的水力压裂增产措施时在设计和实施方面的和经验。     

深层致密气藏水平井压裂的潜能

Ｍｏｂｉｌ Ｅｒｄｇａｓ－Ｅｒｄｏｌ ＧｍｂＨ公司德国西北部极致密的Ｒｏｔｌｉｅｇｅｎｄｅｓ“主力”砂岩层中钻成了世界上最深的水平井，并对它进行水力压裂。该井测量深度１８８６０ｆｔ，包括一个２０６０ｆｔ的水平段和４条水力压裂裂缝。目前稳定产量１８００万ｆｔ＾３／ｄ，４条裂缝４的压约为４３５０ｐｓｉ，累计天然气产量超过２０亿ｆｔ＾３，这项多次压裂技术经济地开采极致密的Ｒｏｌｉｅｇｅｎｄｅｓ“主力”砂     

低渗致密气藏压裂增产技术

红台气田属于低孔特低渗致密气藏,气井的自然产能很低,常规加砂压裂改造方法不能达到理想的增产效果.为了实现难动用储量的有效开发,通过压裂工艺技术的研究,形成了一套适合红台气田储层特征的压裂改造技术.现场应用32井次,施工成功率得到了进一步提高,压裂液返排率较高,对地层伤害小,增产效果明显,为红台气田的产能建设提供了有力的技术保障.     

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

压裂水平井是有效开发低渗致密气藏和页岩气藏的主要手段,压裂水平井产能是决定非常规气藏开发成败的关键技术指标.但目前能够经济、快速地获得低渗致密气藏压裂水平井产能的方法很少.基于此,采用理想模型与数值模拟相结合的方式,得出了一种能快速评价低渗致密气藏压裂水平井产能的新方法.根据我国低渗透致密气藏的地质特点,建立了单井数值模拟模型.设计了8组16次正交试验,并对其进行了修正等时试井数值模拟.模拟结果表明,储层渗透率和储层有效厚度是影响气井产能的2个主要因素,并建立了不同裂缝条数的压裂水平井的二项式产能方程系数A和B与地层系数的经验关系.通过实例验证,该方法具有计算简单、适用性强、结果可靠的特点,能够节省大量时间和成本,适合现场快速评价应用.     

低渗透气藏水平井气水两相产能研究

低渗透含水气藏开发过程中,水平井底见水不仅增加了地层流体渗流的复杂性,而且降低了水平井产量。以气水两相渗流理论为基础,建立了气水两相运动方程,定义气水两相启动压力梯度以及气水两相广义拟压力,考虑应力敏感、滑脱效应、紊流效应和表皮效应对气水同产水平井产能的影响,利用保角变换方法推导出低渗透气藏中水平井气水两相三项式产能新公式。通过实例计算,利用新公式计算的无阻流量结果与实际产能测试结果相对误差较小,仅为5.13%,说明新公式精确可靠,且敏感性分析表明,水平气井产水量随着滑脱因子以及水气质量比的增大而增大,而随着启动压力梯度以及应力敏感指数的增大而减小,但启动压力梯度对产水量影响较小,若生产压差较大,启动压力梯度可以忽略不计。     

中深致密气藏压裂水平井渗流特征

中深致密气藏是非常规天然气储量的重要组成部分，也是未来能源开发的重点。通过分析气藏地质特征，提出了应用压裂水平井技术开采中深致密气藏的设想，并且结合中深致密气藏的高温、高压、层深和岩性致密的特点，重点研究了压裂水平井多裂缝系统的渗流数学模型和压力动态特征，采用解析解与数值解相结合的半解析法构造了渗流数学模型。     

苏里格型致密砂岩气藏水平井长度优化

水平井是开发致密砂岩气藏的最有效手段之一,水平段长度对水平井的有效泄流面积、动态控制储量以及产能等有直接影响。针对苏里格型致密砂岩气藏有效砂体多呈透镜状、孤立状分散分布的特点,综合静态与动态、地质与开发、技术与经济等因素,从地质评价、理论公式计算、数值模拟分析、经济评价及现场应用效果分析5个方面,建立了致密砂岩气藏水平井长度优化方法。综合评价结果表明：目前经济技术条件下,在苏里格气田采用70型以下钻机钻遇单套有效砂体,合理水平段长度应为1 000~1 200m,有效地指导了苏里格气田水平井的规模化应用。该方法在苏里格气田水平井上的成功应用,为我国其他气区致密气藏水平井长度设计提供了借鉴。     

大牛地气田盒1气藏水平井开发工程技术与实践

针对大牛地盒1气藏水平井钻井周期较长、单井产量低且不能长期稳产的工程技术难点,开展了水平井钻采工程技术研究。对已钻水平井井身结构、钻井液、压裂施工参数及工艺和排水采气工艺进行分析发现,井身结构、压裂施工参数和泡沫性能是制约开发的主要因素,针对性地对φ152.4 mm井眼、多级管外封隔器分段压裂和泡排试验进行了研究,形成了以φ152.4 mm井眼三开井身结构、复合钻井和防塌钻井液为主的优快钻井技术,钻井周期缩短7.79%;建立了适合盒1气藏储层特征的水平井压裂工艺技术,施工成功率98.5%,压后平均单井无阻流量是直井的4.9倍;建立了临界携液模型,试验了速度管排水采气技术,生产时率提高了8.49%。应用结果表明,φ152.4 mm井眼和复合钻井可实现钻井提速,多级管外封隔器分段压裂是盒1气藏建产的有效方式,泡沫排水采气技术可确保气田稳产。      

致密高压裂缝性气藏超深水平井钻井技术难点与对策

川西深层须2段气藏埋藏深,地层致密、石英含量高,主要靠钻遇裂缝获得工业产能.而直井钻遇裂缝的概率很小,为了尽可能多地钻遇裂缝,宜采用水平井开发.详细分析了川西深层须2段气藏由于埋藏深、岩石致密、地层高温、高压、研磨性高和可钻性差给水平井钻井带来的技术难点,并针对技术难点提出了对策,即要在高精度地质预测的基础上以可靠的抗高温、高压的随钻测量仪器、长寿命螺杆和钻头做保障,并兼顾优化井身结构、井下动力钻具的水力参数和钻井液流变性能.     

含水饱和度对川西致密气藏水平井开发效果和经济效益的影响

为进一步提高致密砂岩气藏高含水饱和度储量区的采收率,以川西致密砂岩气藏不同储层类型水平井为研究对象,通过测定岩心两相相对渗透率和数值模拟技术,分析了水平井生产动态特征、渗流规律及对采收率的影响,研究了含水饱和度对水平井开发效果及经济效益的影响。结果表明,水平井可采储量受含水饱和度影响明显,并受储层物性条件制约;不同物性条件下,含水饱和度对可采储量的影响程度不同。Ⅰ类优质储层孔喉发育、连通性好,原始地层水占据的孔隙空间小,驱替结束后残余气饱和度低,气相渗流能力强,受含水饱和度影响较小,生产能力强,采收率高;Ⅲ类差储层孔喉欠发育、喉道狭小,可动水饱和度低,渗流能力差,受含水饱和度影响明显,气井产量低,采收率低。在当前气价下,新场沙溪庙组气藏水平井经济极限含水饱和度为26.35%数67.50%。其中Ⅰ类储层部署水平井均具有较好经济效益;Ⅱ类储层在含水饱和度52%数55%范围内部署水平井可获得较好经济效益,在含水饱和度55%数62%范围内部署短轴水平井可获得经济利益;Ⅲ类储层在目前技术条件下部署水平井无任何经济效益。图8表4参15     

致密低渗气藏气井动态分析方法

针对致密低渗气藏不稳定流动期较长的问题，提出基于不稳定流动理论的渗流模型描述气井的地层流动，并结合Duhamel原理求解变流量问题，建立了基于生产过程模拟的动态分析方法，可直接利用井口压力和产量进行单井动态分析。针对压力动态拟合中的参数多解性问题，引入Blasingame分析曲线，展现不稳定流动和拟稳态流动特征，提高了参数估算的可靠性。图4参8     

多层系致密砂岩气藏水平井开发适应性评价

对于神木气田多层系气藏,若水平井开发地质目标选择不当,会降低储量动用程度和经济效益。研究神木气田储集层砂体发育规模及叠置模式,采用剖面储量集中度概念,建立单层式、双层式和多层式气藏模型。以水平井增产倍比作为经济效益评价依据,评价多层系气藏水平井开发储集层界限。研究表明：神木气田下二叠统太原组及山西组二段局部发育较大规模复合有效储集层,有效厚度为6.0~9.0 m,长度为1 600~3 200 m,储量集中度大于75%,主产层与次产层渗透率比值为0.8~3.9,具备水平井开发的最佳储集层条件。