中原油田深层压裂技术

中原油田深层压裂技术（共8篇）

中原油田深层压裂技术 篇1

一、试油压裂技术研究

1. 射孔技术

深层气井中应用的射孔方式是电缆射孔及油管传输负压射孔, 本射孔方式安全可靠, 施工成功率高。油管传输时, 井筒套管的抗外挤能力和地层本身因素的影响, 如负压射孔负压值过大, 引起地层出砂, 堵塞井下工具;负压差值过低, 孔眼太脏, 影响油气的流动效率。确定合理的负压值, 对深层气井试油具有重要作用。为了防止采油出砂, 负压值要确定在15MPa左右。深层气井在射孔时, 为了能够穿透钻井污染带, 减少压裂在孔眼附近的摩租, 降低破裂压力;在布孔时, 储层相变快, 非均质强, 采用90度相位螺旋布孔。

深层气井试油时, 为了获得较高的产能, 根据井的构造位置, 井的断层、边界、含水情况、厚度等因素的影响, 应选择规模大的压裂施工作业, 才能压出高导流长缝。只有在储层内压出深穿透、高导流的长缝才能够彻底改造储气层。但是压出高导流的长缝受诸多地质条件的制约, 下面具体说明。 (1) 地层高压导致了施工的高泵压, 需配置更高的压裂设备、井口装置, 还要提高井下管柱的承受能力。 (2) 地层具有高温, 泵注时间长, 储层低渗, 要求压裂液具有耐高温、耐剪切性、粘稳、粘时性等强的特点。 (3) 储层的闭合压力, 需要承压能力强的支撑剂。 (4) 残液返排难度大, 根据储层情况优化设计压裂技术。

(1) 选择合适的压裂方式

深气层压裂方式有四种, 分别为油套合压、卡封压裂、投球压裂和限流压裂。根据气藏的特征选择不同的压裂方式, 油套合压用于施工压力较高、井筒状况好的井。套管压裂用于施工压力非常高, 井筒状况好的井, 但该压裂方式液体返排困难。卡封压裂用于井筒状况不好的井。

(2) 管串设计

根据井的深度选择合适的油套合压井, 以深度4000米的井作为界限, 大于或小于此界限时, 选择不同的油管组合管柱。

(3) 压裂液的选择

选择压裂液的基本原则:要与油气藏相适应, 减少对储层的损害;同时要具备较高的支撑裂缝导流能力, 耐高温、低摩阻、低伤害、好的流动性、粘温粘时性。结合实践, 一般选用东营油田化学联营公司生产的压裂液稠化剂, 它含残渣低、增稠能力强、粘度高等特点。结合深井的地层条件, 在压裂液中加入有机硼胶联剂, 粘土稳定剂。为了防止破胶后排液, 在压裂液中加入添加剂, 如破乳剂、助排剂、杀菌剂、高温稳定剂等。从而研制出耐高温、延迟胶联的深层气井压裂液。从而满足储层高温、压裂施工液体携砂高比的要求。

(4) 支撑剂的选择

深层气井所需支撑剂应具备的条件:选择具有足够强度的支撑剂, 防止在高闭合压力下保证裂缝的导流能力。保证低的破碎率, 不能影响裂缝的渗流能力, 保证压裂后维持时间长。由于是深井作业, 施工时泵压高, 为了方便液体携砂, 满足高砂比的施工要求, 选用低密度、高强度的支撑剂。

(5) 优化设计技术

根据深层井油气藏地质的特点, 分析研究水力压裂的基础参数, 优化设计方案, 研制出三维压裂模拟技术, 施工效果可佳。

(6) 小型测试压裂技术

小型测试压裂技术在压裂前能够搞清楚地层岩石的破裂性质, 压裂液的性质, 适用于高泵压以及长时间的压裂施工, 保证加砂压裂的施工。

(7) 压裂监测技术

根据压裂后井的温度, 裂缝的方位, 施工的动态, 以及施工结束后压力变化曲线, 进行压裂监测, 对压裂情况作出正确的评价。

2. 排液求产技术

适用于深层井的排液技术有很多种, 但目前最好的排液方式是液氮气举排液, 本排液方式效率最高, 安全性能最好, 速度快, 对地层的回压低, 污染小。

3. 储层保护技术

深层气井采用负压射孔技术, 压井液选用压裂预前置液, 这种压裂液能够减少对储层的污染。本压裂液由表面活性剂、助排剂、复合粘土稳定剂组成, 它能够疏通地层孔隙吼道的作用, 不损坏地层流体。压裂作业时, 在压裂液中加入破乳剂、助排剂, 在压裂过程中使用微胶囊破胶剂技术, 将压入地层中的压裂液快速的返排出来。减少压裂液在地层中的停留时间, 防止对地层造成伤害。

对压裂液进行过滤, 将粒径过大的杂质滤去, 防止对孔喉造成堵塞。压裂结束后要采用强制闭合技术, 减少压裂液对地层的作用时间, 采用液氮排液, 防止压裂液对地层过大的污染。

二、现场施工情况分析

1. 射孔情况

东濮深15号井, 该井有两层试油层, 采用102枪和102弹油管进行传输射孔, 负压差值为1648m和1600m的水柱, 井的射孔相位角为90度, 经过反复射孔后, 相位角小于90度, 减小了压裂时在近井筒处的摩阻, 利于压裂液向最大主应力方向的延伸, 降低破裂压力。

2. 储层改造施工效果评价

(1) 小型测试井压裂应用效果分析

对15号井进行小型测试压裂后, 将压裂方式改为空井筒套管注入方式, 对压裂液进行调整, 降低了压裂液的稠化剂浓度和交联比, 提高了PH值, 延长了交联的时间。调整后的基液粘度明显下降, 进而降低了施工的泵压, 提高了加砂压裂时的排量, 保证了施工。

(2) 压裂施工效果评价

对15号井进行压裂过程中, 采用的技术有直接放喷排液、连续油管液氮排液和液氮泵车气举排液。两层试油层均采用连续油管车、液氮泵车排出液体, 效果较好。有效的减小了施工泵压, 压裂后使液体快速排出。压裂前后效果明显, 压裂工艺成功。

三、结束语

深层气井具有高温、高压、低孔隙度、低渗透等特点, 储层必须经过压裂施工后才能提高产能。所以要选择合理的钻井方式, 选择大孔密、深穿透、螺旋布孔的负压射孔方式, 此种方式有效解决了进井地带钻井泥浆污染问题, 降低了施工泵压。同时专门研制了用于深层气井的压裂液, 具有耐高温、延迟胶联的特点。压裂后液体返排彻底, 对储层的伤害降到最小。

中原油田深层压裂技术 篇2

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2011-11-21 22:36

长庆油田油藏评价体积压裂试验钻井工程取得圆满成功

2011.07.20 08:58:27中国石油报

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中国石油报７月２０日讯：7月18日，记者从陇东石油评价项目组获悉，今年长庆油田公司油藏评价的第二口大位移水平井——阳平2井顺利完井，完钻井深3769米，水平位移2009.65米，水平段长1555米，砂岩钻遇率92.6%，油层钻遇率达到87.5%，该井完井测井、下套管、固井作业均顺利完成。标志着超低渗透储层两口水平井体积压裂技术试验钻井工程取得圆满成功。今年，根据股份公司的决策部署，结合鄂尔多斯盆地的地质特点，长庆油田为探索超低渗透储层提高单井产量新途径，实现超低渗致密油藏资源的有效动用，确保5000万吨长期稳产，油藏评价处紧紧围绕“体积压裂”理念开展了“双水平井分簇多段同步水压裂”改造重大攻关试验，部署实施了两口大位移水平井和3口监测井。截至目前，5口井的钻井工程均已按照设计要求，高标准、圆满完成了施工任务。其中，两口水平井均由川庆钻探40565队承钻，长城录井和中油测井长庆事业部队伍分别承担录井和测井任务，长庆油田勘探开发研究院成立现场支撑组负责技术支撑。施工期间，陇东石油评价项目组加强项目精细管理，强化过程控制，重点工序监督覆盖全面到位，确保了施工安全和质量。

油藏评价处组织工程技术管理部、勘探开发研究院、油气工艺技术研究院、川庆钻探工程有

限公司长庆指挥部、川庆钻探工程技术研究院等相关单位专业技术人员对第一口井所应用的钻井新技术、新工艺和取得的新成果、新经验进行了总结和交流；阳平2井开钻前，还就阳平2井施工方案进行了讨论优化。阳平2井在充分吸取了第一口水平井钻井过程中所取得的一系列新技术、新工艺的基础上，进一步优化施工工艺，调整施工参数，校正靶点坐标，优化井眼轨迹，大大缩短了钻井周期，由第一口井的54天缩短为43天，提高了施工安全系数。同时，阳平2井再次刷新了第一口井创造的长庆油田多项油井水平井钻井新纪录。阳平1井、阳平2井的顺利完钻，为今后鄂尔多斯盆地中生界油井水平井钻井工艺、施工参数、地质导向等方面均积累了宝贵经验。

中原油田深层压裂技术 篇3

摘 要：大港小集油田，储层枣Ⅴ下属低孔低渗储层，储层跨度大且不连续。传统固井射孔压裂完井方式，施工周期长。水平井分段压裂完井可实现一趟管柱对储层进行多段大排量压裂，工艺简单。小集油田在国内率先将连续油管穿电缆多簇射孔分段压裂技术应用在大斜度油井，取得成功。该技术的成功应用为大港油田低孔低渗油藏开发提供新的技术途径。

关键词：连续油管；穿电缆；多簇射孔；分段压裂

1 概述

小集油田G106断块位于黄骅坳陷南区孔店构造带，小集油田西北部，东以G106断层为界，南部紧邻X6-17-1断块和X10-16断块，东北部为G39断块。G106断块目的层枣Ⅴ下油组砂泥岩呈不等厚互层，泥岩隔层单层厚度为5～10m，为主要的隔夹层，但在断块内分布并不稳定。对低渗油田而言，单独的以水平井提高储层钻遇率和增大泄油面积来开发不能实现经济高效开发，需要在完井过程中结合分段压裂措施改造，水力压裂改造是储层增产的重要手段。水平井分段压裂改造技术是目前国际上的先进技术，是低压、低渗透油气藏开发的重要增产措施之一[1]。目前大港油田水平井分段压裂完井方式主要包括水平井固井分段压裂完井、可钻桥塞射孔分段压裂完井、喷射分段压裂完井等完井方式[2]。

水平井固井分段压裂完井技术是在完井管柱中预置有压裂滑套，固井完成后通过投球打压方式打开压裂滑套，对预定储层进行压裂改造的一种工艺[3]。该技术是近几年大港油田实施的水平井分段压裂完井方式主要是水平井固井分段压裂完井。其工艺技术特点是：①固井后，井壁稳定性好，可满足后期重复措施； ②固井、压裂一体化管柱，不需额外射孔；③套管作为压裂管柱，减少摩阻，降低地面施工压力，可以实现大排量压裂；④定点压裂，改造针对性强；⑤后期出水层段可以通过关闭滑套堵水；⑥球座钻除后，实现全通径；⑦无悬挂封隔器、裸眼封隔器等工具，操作可靠、成本低。

可钻桥塞射孔分段压裂完井技术近几年来是一项新兴的水平井改造技术，在国内外页岩气藏及低渗透储集层开发中得到广泛应用[4]。该技术的主要特点是：①套管作为压裂管柱，减少摩阻，降低地面施工压力，可以实现大排量压裂；②分段压裂级数不受限制；③分级点火射孔，可实现分簇射孔，裂缝布位准确；④作业管串下放/上提速度快，施工周期短；⑤压裂改造后即可投产，桥塞可根据需求快速钻除。

2 实施井概况

小集油田G106断块的X5-23-1L井是该地区第一口采用连续油管穿电缆多簇射孔分段压裂技术井，该井完钻井深Xm，最大井斜72.25°，储层为枣Ⅴ下油组，岩性主要为含泥—细粒长石砂岩，孔隙类型主要为次生粒间孔。属于低孔、低渗储层，孔隙度X1%，渗透率X2μm2。该井实际钻遇枣Ⅴ下油组，油层X3米。储层地质改造共5层，合计射孔厚度X4m/Y1层。

3 工艺技术优选

依据X5-23-1L井储层特点及施工难点，为满足开发需求及后期修井创造有利条件，对施工工艺进行了优选。X5-23-1L井的所钻储层特点，井段跨度X5m，共计Y2个油层，优选可钻桥塞射孔分段压裂完井工艺，共计分五段压裂。对跨度为X5m的Y1各主力油层进行射孔，共计射孔厚度X4m全部射开。由于该井最大井斜为72.25°，每一各压裂层段均需要下多趟枪进行射孔，常规工艺无法满足施工及后期措施需求，经优选确定采用连续油管穿电缆多簇射孔分段压裂完井技术，该工艺技术在连续油管内穿电缆，充分利用连续油管的优势，即具备可钻桥塞射孔分段压裂工艺技术特点，又解决了在大井斜段射孔枪在不带桥塞情况下不能重复多次下入问题。

4 工艺实施过程

4.1 通井刮削作业 在第一段射孔压裂施工前，作业队完成通井刮削作业，在桥塞坐封位置刮削干净，以保证桥塞的坐封效果。

4.2 第一段射孔及压裂 X5-23-1L井在第一段采用普通油管射孔，在实施第一段射孔，取出射控枪后，进行第1段压裂作业。

4.3 第二段及以后各段射孔及压力 在第一段压裂完成后，连接射孔枪及桥塞，利用穿电缆的连续油管下入桥塞坐封、射孔联作工具串，通过工具串上的磁定位工具校深，在预定位置通过点火实现桥塞坐封和丢手，对桥塞试压，接着上提射孔枪至设计位置，完成射孔。起出工具串，再次下入射孔枪，完成该段其余射孔层的射孔。最后，起出工具串，进行压裂施工。其他各层采用上述同样方式逐层上返施工作业。

4.4 桥塞钻除 X5-23-1L井全部层段压裂改造完成后，利用连续油管装置下入钻磨管柱带压将桥塞钻除，实现井筒通径。钻塞管柱主要由磨鞋、马达、震击器、循环阀、丢手和单流阀等组成。其工作原理是：通过液力带动螺杆钻，为磨鞋提供扭矩，实现桥塞的钻除，为后续作业提供方便；单流阀起到防止螺杆钻反转的作用，震击器可在卡钻时提供震击力，实现解卡，无法解卡时通过丢手工具进行丢手后，再进行后续弥补措施。钻塞排量400-450L/min，压力37MPa，出口压力11 MPa，钻塞过程较为顺利，钻每个桥塞所用时间大约20min。

5 生产效果分析

X5-23-1L井自2014年6月20投产至2015年5月3日自喷，实现自喷319天，自喷周期远远长于邻井的12天，初期自喷液量51m3/d，产油42t/d，后期自喷产油9t/d左右；2015年5月8日转抽，产液量20m3/d，产油量17t/d，目前生产平稳，截至2015年底累计产油7726t。从上图生产曲线可看出，储层压裂改造效果较好，满足地质需求。

6 结论

①连续油管穿电缆多簇射孔分段压裂技术，工艺成熟，满足储层改造需求，丰富了长井段储层改造的完井技术手段；②采用非金属桥塞坐封，常规钻塞工艺即可快速钻除，实现套管全通径，为后期修井作业创造有利条件；③该技术较常规压裂工艺缩短施工周期，大幅提高压裂完井效率，具有广泛应用前景。

参考文献：

[1]万仁薄.水平井开采技术[M].北京：石油工业出版社，1995：1-10.

[2]罗英俊.水平井开采技术译文集（中）[M].北京：石油工业出版社，1992：22-34.

[3]荣莽，罗君.页岩气藏水平井分段压裂管柱技术探讨[J].石油机械，2010，38（9）：65-67.

河南油田安棚区块压裂技术研究 篇4

安棚油田位于泌阳凹陷东南部赵凹—安棚鼻状构造, 油气藏埋深大于2300m。该地区的储层具有特低孔特低特征。粘土矿物主要为伊利石、绿泥石, 不含高岭石。

二、压裂设计优化

1. 准确求取地层破裂压力梯度

不同大小的地面施工泵压可能产生较大差异的裂缝形态, 因此有必要对每口井的破裂压裂进行优化。

第一种方法:公式:P地面施工=P地层破裂压力×1.2=β×H中部×1.2 (1) 。 (1) 式中:P地面施工为地面施工压力MPa;P地层破裂压力为地层破裂压力MPa;1.2为系数;β为地层破裂压力梯度MPa/m;

由公式 (1) 可知, 直接影响地面施工压力的主要因素是地层破裂压力梯度, 因此运用现场资料求取压力梯度方法有两种:第一种:运用施工曲线图中的套压、停泵压力等参数计算地层破裂压力梯度。当施工开始后, 套压曲线上存在一个明显最高套压值, 该值即为最高套压, 即可算出破裂压力梯度。β=P破裂、/H中深= (P套压+P液柱) ÷H中深 (2) 。

公式 (2) P破裂为地层破裂压力MPa;H中深为目的层中部深度m;P套压为施工初期最高套压MPa;P液柱为井筒内液柱压力MPa。当探井压裂因为存在钻井液污染、储层自身条件不确定等原因, 造成施工曲线套压异常高, 则可以用停泵的瞬间压力计算闭合压力梯度。β=P破裂、/H中深= (P停泵+P液柱) ÷H中深 (3) 。公式 (3) 中P破裂为地层破裂压力MPa;H中深为目的层中部深度m;P停泵为施工停泵瞬时压力MPa;P液柱为井筒内液柱压力MPa。

第二种方法:在喇叭口上方安装压力计托桶, 通过软件设置桶内压力计参数, 记录施工过程中每秒钟井底压力值。该压力计托桶压力量程为0~100MPa, 工作温度为0°~130°, 精度±0.4%。

2. 优化排量

设计排量时要考虑该井的裂缝延伸高度、支撑剂导流情况、地层虑失性、井口最高施工压力[1]。

以微裂缝张开临界压力值为目标函数, 根据天然裂缝滤失模型:安棚区块的岩石力学参数: (4)

最高地应力σH, max=0.0216MPa/m;最高地应力σH, min=0.0175MPa/m;系数ν=0.0173m。把参数σH, max、σH, min、ν代入公式 (4) 内得:地应力梯度Pnet, fo=0.004247MPa/m

在2500m以上的井的裂缝临界张开压力为:Pnet=Pnet, fo×H, 经计算得到安棚地区裂缝临界张开压力为Pnet=10.6MPa, 一般情况下, 根据微裂缝控制原理:当裂缝净压力<裂缝临界张开压力时, 以微裂缝张开临界压力值为目标函数, 最优排量:3.5~4.2m3/min。

3. 优化加砂工艺

以安3003井为例, 目的层测井解释段3329.4m-3334.8m和3341.0m-3343.6m, 射孔段分别为4.2m和2.2m, 测井解释为差气层。该地区岩石弹性模量高, 但缝宽较窄, 采用斜线加砂工艺。加砂时使用斜线式加砂方式, 降低了携砂液阶段砂比间隔, 增大携砂液阶段, 控制施工净压力快速上升并使支撑剂在地层的充填更加饱满。第一级和第二级施工的携砂液阶段排量为4.5m3/min, 砂液比都以6%起步, 以每个携砂液阶段砂液比都以1%增长, 第一级砂液比以26%、第二级砂液比以28%结束。

4. 优化施工规模

以安3003井为例, 目的层厚度共计8m, 平均渗透率1md。由于加砂次数是由油层厚度、渗透率、地应力等因素决定的。采用两次加砂, 其原理是将设计总加砂量以合理的泵注次数加入地层, 当第一次压裂施工停泵待井口压力降低到地层闭合压力后, 再重新起泵开始第二次压裂。设计时第一次施工规模大于第二次施工规模达到控制裂缝高度以及提高支撑剂导流能力目的。

三、室内压裂液配方优化

1. 稠化剂优选

根据石油天然行业SY/T5764——2007《压裂用植物胶通用技术要求》对:GJ-1、GJ-2、GJ-N三种胍胶粉检测。优选出GJ-1, 含水率11%, 表观粘度93 MPa.s, 水不溶物6.9%。

2. 破乳助排剂优化

安棚地区地层属于低孔低渗地层, 在压裂施工中大量压裂液进入目的层导致油水接触角度改变, 压裂液返排时毛管阻力增大, 减少液体返排量。根据中石化企业标准Q/SH0054——2007《压裂酸化用助排剂技术要求》通过对比研究, 优选出价格低廉的助排剂ZP-1, 外观:浅黄色透明液体, PH值为7.0, 溶解性为溶于水, 表面张力 (0.3%水溶液) 为24.28m N/m。

3. 确定压裂液配方

对于安棚地区目的层温度达到130℃。在温度130℃、剪切速率170S-1、检测时间90分钟的条件下, 压裂液粘度能保持在50MPa·s以上, 说明该压裂体系耐温性能较好, 能满足施工要求。

压裂液配方:0.6%GJ-1+1%Kcl+0.2%杀菌剂+0.2%助排剂+0.1%Nao H

4. 优化破胶剂的使用量

为了保证支撑剂均匀铺置, 进一步优化不同温度压裂液延迟破胶剂用量。当在90℃到120℃范围内, 加入胶囊破胶剂℃时, 加入胶囊破胶剂0.005%——0.003%可以保证压裂液在48小时完全破胶。加入胶囊破胶剂0.007%——0.006%可以保证压裂液在24小时完全破胶。

四、现场应用

2013年-2014年, 安棚地区采油井压后效果明显, 平均每口井日增油1.7吨/天。使该区块的控制储量成为实际探明储量, 提高了该地区的油藏动用量, 为河南油田的生产提供保证。

结论

1. 压裂参数的优化结果影响着裂缝形态、加砂方式、排量等参数, 做压裂设计时务必做到“一井一策”。

2. 对于安棚地区的高温井, 筛选出针对高温度环境的压裂液体系。该压裂液体系的添加剂应与地层粘土矿物配伍, 避免因粘土矿物膨胀运移对地层造成二次伤害。

参考文献

浅谈压裂技术在油田增产的作用 篇5

1 压裂技术

压裂技术是指通过向地层内泵入含有支撑剂的液体, 形成一个人工的通道以加大泄流面积。来提高地层油气的采收率。用对地层无伤害、残留少, 对油藏地层进行振荡、冲击, 使更多的井筒周围岩石径向断裂、滑移, 从而达到加大泄流面积, 提高油藏采收率的目的。由于在使用压裂技术时所产生的压力会比地层破裂压力大, 所以, 比较适合于油井气井试油储层和油气井的改造, 另外更有助于油井堵塞后的疏通以及水井增注等改造。因此压裂技术的采用更能够在提高油气的开采效率和促进油田的增产上起到重要的作用。

2 压裂技术在对油田增产的作用

对于目前油田已经大量开采的状况来说, 有些油田已经进入生产后期, 对于低渗透油藏来讲, 采用压裂技术的改造才能更好地进行对油田的开采与开发。可是在首次使用压裂技术后, 油井中的水力裂缝会慢慢闭合, 也就是说压裂技术在开采中所持续作用的时间比较短, 有效期的缩短这一问题给低渗透油藏开采带来了难题。为了解决这个问题, 在研究者反复研究实践之后, 认识到在第一次压裂之后, 过一段时间必须马上再一次采取压裂技术, 以此来保证油气藏稳定增产, 以及提高油气田采收率。因此, 在重复压裂物理模拟的实验基础上, 对裂缝扩展规律还有应力场、裂缝和渗透现场进行研究, 也能够有效地提高油田的最终采收率。

2.1 重复压裂技术的应用

在研究运用重复压裂技术之前, 首先要假设重复压裂技术的可行性, 以此来设置实验模型, 模型要素要从材料、时间、实际边界、模型尺寸等方面进行考虑, 要达到与现场实际情况相似度非常高的情况才能往下继续进行实验。一般会用混凝土来制作模型, 通过采用真三轴加载方法, 同时将现场地应力设置为实际数的四分之一, 因此58MPa最好。在实验中要综合考虑实验模拟井筒口向下和预制裂缝夹角的问题, 还要进行单向射孔、双向射孔、单翼裂缝和双翼裂缝等实验。通过实验结果可以看出, 重复裂缝首先会从射孔处开裂, 四倍井筒直径处开始逐渐向水平最大主应力方向延伸。但是一旦碰到射孔裂缝, 接缝的方向就会马上改变, 然后顺着预制裂缝扩展。实验表明, 压裂液容易沿着模拟井筒向上传播, 并形成裂缝。因此也就可以证明在开采中使用重复压裂技术是有效果的。

在实际中应用选择压裂井时, 应根据开发情况和应力场的实际情况, 更主要的是要考虑水平应力情况。为了获得充分的开采能量, 因此所选择的压裂井应该靠近注水井, 另外压裂井和注水井的连线要平行于水平最大的主应力方向。

我国长城钻探工程有限公司压裂公司新疆分部, 在油田开采中所采用的重复压裂技术, 所选取连线近似平行于水平最大主应力方向的ygt77号井投入开采使用。经过对ygt77号井的研究发现, 该井在通过压裂后出现两种裂缝, 裂缝呈现近西北方向、东南方向37°排列, 和靠近东西向、东北35°二个方向上存在潜在的岩石裂缝网络。因此, 压裂技术对油井的开采有重要的意义。然后所属单位对ygt77号油井进监测发现, 油井在压裂后自喷30天。压裂后初步日产量达到18吨, 后经过八个月的观测, 油井依旧稳产, 每天原油产量达到13吨。通过试验井数据研究统计得到, 效果最好的半缝是100米到150米之间。

2.2 高能气体压裂技术的应用

高能气体压裂技术是油田开采中常用的压裂技术放在压裂前。是利用高能气体进行压裂以改造油藏地层, 从而提高开采效率的技术。它的广泛使用更有利于增加原油的开采量, 其成本低、结构简单、良好的效果、无损储层等优点更加让企业依赖高能气体压裂技术。在高能气体压裂技术前期采用火药, 随着科技的发展, 火药逐渐被火箭推进剂取代。在特制装药结构装置配合下, 用压裂液井筒中事先控制层高温、高压气体燃烧产生射孔, 之后在地面上加大地层的压力, 当压力大于地层压力时, 就会出现油藏地层断裂现象。

增压阶段和裂纹扩展阶段是高能气体压裂技术在投入使用时所经历的压裂过程。增压期间, 火箭推进剂药物和产生的高压气体脉冲作用使近井地带地层受到影响, 逐步出现裂缝。而且裂缝的数量和条数在受到压力的作用影响下, 会随着压力的增长率出现更多的裂缝数量和条数。就实际情况来讲, 压力随着时间的增长会呈线性增加, 地层裂缝从不平坦的地带产生。而切削方向不是破解压力相对位移方, 所以引导槽和表面裂纹发生永久位移, 使得岩石发生塑性变形, 从而产生大的裂缝。

高能气体压裂技术施工顺序为:通洗井——在预定位置坐封下桥塞——释放下桥塞——井筒试压——射孔——压裂——试油求产——打捞桥塞。高能气体压裂技术采用逐渐射孔、逐段压裂的技术, 首先从顶部开始射开第一段, 采用油管压裂施工, 压后机械桥塞坐封封堵;然后再射开第二段, 依照第一段的方法依次压开所需改造的井段。在全井施工完成后, 开始打捞桥塞, 合层排液求产。

虽然高能气体压裂使用方便, 但是在高能气体压裂之后, 随着时间延长会出现重质油藏堵塞地层管材的问题。并且技术人员很容易在压裂后的封隔器堵塞上出现误判的情况, 从而加大的了压裂施工的难度。因此在采取高能气体压裂技术之前, 要做好热水循环、洗净封隔器的准备。随后密封, 压裂压力应根据泵压力系数来选择合适规格的喷管控制淤塞阀, 以此来避免在安装时不按照规定操作规程进行施工而出现破坏门球阀造成的重油藏堵塞地层管材的问题。此外由于物性差异和地面设备的局限性, 所导致个别裂缝不均衡, 长度受限, 有些断层不能压开, 这也对油藏增产效果有影响。但从总体来说, 运用高能气体压裂技术能比传统的封隔器+机械桥塞分段压裂技术带来更高的原油产量。

3 结束语

压裂技术在油田中良好的运用, 能够有效地提高油气的开采效率和促进油田增产。而在开采中使用重复压裂技术和高能气体压裂技术, 更是对原油开采起到非常明显的作用, 尽最大的可能提高油田的开采量, 满足我国工业化的供给, 促进我国社会经济的快速发展。

参考文献

[1]刘翔鹗.我国油田堵水技术的应用和发展[J].石油学报.2006 (4)

[2]童远莉.封堵高渗透水淹层的工艺技术分析[J].内蒙古石油化工, 2011 (2)

中原油田深层压裂技术 篇6

目前, 世界范围内低渗透油田资源十分丰富, 分布非常广泛。随着能源需求的日益增加和勘探技术的不断发展, 低渗透油田所起的作用、所占的比重将越来越大。

低渗透油田最基本的特点就是流体渗透能力差、产能低, 一般需要进行增产改造才能维持正常生产。储层改造可以解除、弱化钻井、完井及生产作业造成的伤害, 但改造措施本身也可能造成储层伤害。如何减小储层伤害, 提高低渗透油田开发效果, 是增产改造技术的重要发展方向。

1 压裂的概念

所谓压裂就是利用水力作用, 使油层形成裂缝的一种方法, 又称油层水力压裂。油层压裂工艺过程是用压裂车, 把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层, 当把油层压出许多裂缝后, 加入支撑剂 (如石英砂等) 充填进裂缝, 提高油层的渗透能力, 以增加注水量 (注水井) 或产油量 (油井) 。常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型。

2 压裂改造技术分析

压裂改造技术是低渗透油田试油配套技术的核心组成部分, 也是提高单井产量和增加可采储量的关键技术, 在低渗、特低渗油田的开发中具有极其重要地位。

2.1 开发压裂技术

低渗透油藏开发压裂技术是在整体优化压裂基础上进一步拓展形成的。它以油藏工程与水力压裂力学为基础, 以油藏数值模拟与压裂裂缝模拟为基本手段, 针对油藏特征进行地质建模与水力裂缝建模, 在开发方案编制初期就考虑就地应力方位与水力裂缝的匹配关系, 优化组合开发井网与水力裂缝系统, 提出低渗透油田获得最佳开发效果的井网部署、水力裂缝系统设置及实现水力压裂的实施方案。开发压裂技术集成了近期国内外水力压裂与油藏工程发展的重要研究成果, 为低渗透油藏的储量动用与经济高效开发提供了新的途径和手段。

2.2 整体优化压裂技术

低渗透油藏整体优化压裂技术是在单井优化压裂设计技术的基础上, 融合系统工程及最优化理论而提出的。它把整个油藏 (区块) 作为一个研究单元, 以其获得最佳的开发效果为目标, 在对油藏各参数进行覆盖研究的基础上, 考虑既定井网条件下不同裂缝长度、导流能力对油井产量、油藏开发动态、采收率和经济效益的影响, 从中优化出最佳的裂缝尺寸和导流能力, 并进行现场实施与评估研究, 以不断完善整体优化压裂方案。整体优化压裂技术研究的内容包括:室内试验、裂缝模拟、油藏数值模拟、试井分析、现场测试、质量控制和现场实施与监测等。

目前, 整体优化压裂技术已成为低渗透油田一项比较成熟的压裂工艺技术, 在国内外油田得到推广应用。

2.3 低伤害压裂技术

低伤害压裂技术是近年来随低伤害或无伤害压裂材料的发展而建立起来的压裂工艺集成技术, 在低渗透油田的增产改造中应用非常广泛。低伤害压裂技术的实质就是从压裂设计、压裂施工, 到压后管理等各环节, 采取措施最大限度地减小支撑裂缝、储层的伤害, 获得最优化的支撑缝长和裂缝导流能力。它的核心内容是低伤害或无伤害的压裂材料、压裂液体系的开发。其技术要点有: (1) 储层伤害和裂缝伤害的定量模拟和实验技术; (2) 低伤害或无伤害压裂液技术, 如低稠化剂浓度压裂液、低分子量压裂液、清洁压裂液、CO2泡沫压裂液等; (3) 工艺优化技术, 如支撑剂分布优化技术 (如前置液量优化、顶替液量优化、压后返排策略优化等) 、压裂液分段破胶优化技术等。目前应用较为成熟的低伤害压裂技术有:液氮助排压裂技术;清洁压裂液压裂技术;CO2泡沫压裂技术;清水压裂技术;低稠化剂浓度压裂技术等。

2.4 重复压裂技术

水力压裂技术是低渗透油藏改造的主要措施, 但经过水力压裂后的油气井, 在生产过程中由于种种原因可能导致水力裂缝失效。对这类油井很自然就会采取重复压裂措施以保证油藏稳产增产、提高油田采收率。国内外常用的重复压裂技术有: (1) 疏通、延伸原有裂缝。采用加大压裂规模继续延伸原有裂缝, 或者提高砂量以增加裂缝导流能力。这是目前最通常的重复压裂概念。为了获得较长的增产有效期, 必须优化设计重复压裂规模 (液量、砂量) 。 (2) 堵老缝压新缝。采用一种封堵剂有选择性地进入并有效封堵原有压裂裂缝和射孔孔眼, 再在新孔眼中进行压裂开新缝或部分封堵老裂缝, 在老裂缝缝面再开新裂缝, 从而为侧向油储量提供通道。重复压裂技术经过50多年的发展, 在储层评估、选井选层新技术、压裂液、压裂井动态预测、重复压裂裂缝转向机理、重复压裂优化设计与工艺技术研究、裂缝诊断与效果评价等方面均取得了飞速的发展。特别是最近二十年来, 随着压裂技术的不断发展, 重复压裂技术在选井选层、裂缝转向、定向射孔、转向条件下的油藏模拟技术方面有了进一步的完善和发展, 重复压裂的单项技术有了很大进展, 已成为老油田综合治理、控水稳油的关键改造技术。

2.5 高能气体压裂技术

高能气体压裂通过推进剂爆燃或化学燃烧, 产生高速、高压气体脉冲, 由炮眼作用于地层岩石上, 压开多条不受地应力控制的辐射状径向裂缝。高能气体压裂不仅穿透近井地带污染区, 使油层导流能力大大提高, 而且增加了沟通天然裂缝的机会。另外, 高能气体压裂产生的压力高于静态破裂压力, 超出岩层的屈服极限而产生一些不可恢复的塑性变形, 这种塑性变形使裂缝在闭合后能保持一定的残余缝宽。同时, 高能气体压裂破坏裂缝表面的晶粒结构, 形成部分岩石碎屑, 这些碎屑在裂缝中起到支撑作用。高能气体压裂过程中火药燃烧释放出大量的热能将井内液体汽化, 通过炮眼将热量传递给地层, 使其温度升高, 有效地清除井筒附近结蜡及沥青胶质堵塞。同时, 高能气体压裂动态过程中, 压力变化是脉冲式的逐渐衰减过程, 在井筒附近形成较强的水力冲击波, 对油层的机械杂质堵塞起到一定的解堵作用。因此, 通过高能气体压裂, 可提高低渗透油层的导流能力, 解除近井地带污染, 达到增产、增注的目的。高能气体压裂技术无需大型压裂设备、压裂液及支撑剂, 具有施工作业方便快速、对地层伤害小 (甚至无伤害) 、作业费用低等优点, 适用于:天然裂缝发育的油层;污染或堵塞严重的油层;坚硬致密的油层;水敏、酸敏及碳酸盐岩油层;其他增产措施的预处理及综合压裂;有些井隔层太薄, 担心水力压裂压窜, 可采用高能气体压裂。高能气体压裂技术在低渗透油藏增产改造中发挥出一定的作用, 但由于压裂作业时峰值压力高, 易造成套管损坏等问题, 目前大规模推广应用受到限制。

3 压裂技术的发展趋势

目前, 世界上应用比较多、比较先进的压裂工艺有重复压裂、分层压裂、复合压裂和二氧化碳泡沫压裂。近10来年, 各国油田对水平井压裂技术在投入了很大研发精力后取得了进展, 压裂技术向水平井发展是一个趋势, 而水平井压裂对软件的设计要求则更为精确。

根据各个油层地质性质和力学性质的不同, 应用Notel-Smith曲线形成压裂压力解释的模式, 就可以对多层的压裂描述得更准确, 建立起全三维模型。有了这样一个更复杂、更精确的工具软件, 就可以对压裂难度很大的井, 特别是水平井进行压裂设计优化, 能更好地指导压裂施工, 并提高压裂成功率。

压裂不仅仅是提高产量的技术手段, 它还是提高石油采收率的一个重要措施。世界上很多油田从开发设计时, 将压裂作为一种更好的油田开发和采油手段。压裂技术正在逐步使油田开发走向一个新的阶段。

摘要：低渗透油气藏在油田勘探开发中的地位越来越重要, 压裂是这些油气藏开发的主导技术。可以说, 压裂技术是高效开发低渗透油气藏的利剑。对于低渗透油气藏, 没有压裂技术就没有储量, 没有压裂技术也就没有产量。本文对低渗透油田压裂技术及未来发展趋势进行了探讨。

关键词：低渗透油田,压裂技术,发展趋势

参考文献

[1]朱秀峰, 侯维前.低渗透薄互层限流压裂工艺技术[J].2007.

[2]吉德利, 水力压裂技术新发展[M].石油工业出版社, 1995.

中原油田深层压裂技术 篇7

1 油田压裂废液的危害

1.1 对油藏储层的危害

油田压裂技术的作用及目的是制造裂缝, 并保持裂缝一直处于张开状态, 以便开采低渗透油田、外排液体以及保护油层原有特性。而油田压裂废液若注入后未完全排出, 则会造成裂缝堵塞, 从而影响到油田开采, 导致导流通堵塞道。再者油田压裂废液进入喉道后还可能会经毛细管力的作用而使水锁和润湿性反转, 从而导致油相渗透率大大降低, 以及还可能会因与底层流体配伍性差而造成导流能力下降。

1.2 对各类水相的危害

油田压裂废液中有着十分复杂的组分, 并且如水基压裂液、油基压裂液等各种压裂废液的特点亦各不相同。但就同一种油田压裂废液而言, 其在某一区块中使用时是相似的。而受这些油田压裂废液危害最大的莫过于水, 若油田压裂废液渗入到地下水中或流入到自然河流中, 则会对水质产生极大的影响, 而又由于废液在自然环境中很难降解, 因此长此以往其会对地表水体造成十分严重的污染。

1.3 对周边土壤环境的危害

油田压裂废液中的药剂大部分都呈一定酸性或者碱性, 另外还有一部分带有毒性, 而如果这些废液流入到土壤当中, 在淋溶条件下慢慢渗透进土壤深处, 则会对周边土壤环境造成极大的危害, 并且这种危害是持续渐进的, 开始可能看不出来或危害不大, 但久而久之则会使周边土壤彻底失去肥沃性, 土壤中的植物也会逐渐死光或含有毒性, 继而间接对人类的健康产生危害。

2 油田压裂废液处理技术研究进展

2.1 物理处理技术

2.1.1 过滤分离技术

在对油田压裂废液进行过滤分离前先对这些废液进行粗粒化处理, 这么做的目的是扩大废液中的油粒粒径, 通常可使用石英砂、无烟煤等作为填充材料来完成这项处理。之后再把经粗粒化处理后的废液置入过滤器中过滤, 即可完成过滤分离处理。

2.1.2 重力分离技术

油田压裂废液中有着许多不同的组分, 而每种组分的密度不同, 利用这一点可以对其进行重力分离, 即根据废液中不同组分密度对其进行自然沉降、分离。该处理技术的最大优点在于成本较低, 其次其操作工序也比较简单易行, 所以目前在我国的应用比较广泛, 但缺点是处理废液的时间较长, 而且往往处理不彻底。

2.1.3 离心机分离技术

离心机分离技术是指采用离心机对油田压裂废液进行分离处理, 前文说过油田压裂废液中有着许多不同密度的组分, 所以通过离心机将废液进行高速转动, 可以将其中不同组分分离在离心机的不同位置上, 最后再一一将其分离出去, 就达到了油田压裂废液处理的目的。

2.1.4 渗透膜分离技术

通过不同性质的渗透膜, 可以将油田压裂废液中的不同组分进行有效分离, 这一技术同样也是利用了油田压裂废液中不同组分密度不同的原理, 但分离各组分时所需的渗透膜不同, 因此在实际作业时需根据实际情况合理选择多种渗透膜, 进行多次过滤分离。

2.2 化学处理技术

2.2.1 混凝沉淀技术

混凝沉淀技术的原理是通过在油田压裂废液中添加混凝剂来对其中的金属离子和胶体粒子等进行吸附和沉降, 由于该方法具有操作方便、安全实用的特点, 因此在我国的应用亦十分广泛。

2.2.2 化学转化技术

化学转化技术是指在油田压裂废液中添加一定的强氧化剂, 从而使之发生氧化反应, 以使其中有毒物质转化为无毒或低毒性物质。另外还有一种是电化学转换技术, 即通过外接电源使油田压裂废液发生电化学反应。

2.2.3 中和技术

中和技术主要是针对那些呈酸性或碱性的油田压裂废液进行处理的技术, 即在油田压裂废液中添加适当的中和试剂, 以将其中和中性。

2.3 生物处理技术

部分油田压裂废液中含有的大量有机污染物, 对于这类废液, 应当采用生物处理技术来进行降解处理。生物处理技术成本较低、处理效果较好, 因此应用比较广泛。目前主要应用的原料是厌氧型微生物或好氧型微生物, 具体选择应根据实际情况而定。

3 结语

近年来, 随着科技发展, 我国的油田压裂废液处理技术也有了新的发展, 无论是实用性、经济性以及处理效果都得到了很大进步, 并且相关设备仪器也越来越精密和功能完备。未来我国还会继续加强对相关技术的研究, 因为这是一项事关油田业发展和环境保护的长期事业。

摘要：石油业不但关系着国家经济发展建设, 更事关国防安全, 因此当前世界各国都在大力发展石油业。对于低渗透油田来说, 实现增产的首要手段是油田压裂技术, 但在油田压裂作业中会产生很多废液, 从而污染到油田水体, 造成很多危害, 所以必须要采取有力的措施对油田压裂废液进行有效处理。本文主要分析了油田压裂废液的危害, 并探讨了其处理技术的研究进展。

关键词：油田压裂,压裂废液,废液危害,处理技术,研究进展

参考文献

[1]陈昊, 王宝辉, 韩洪晶.油田压裂废液危害及其处理技术研究进展[J].当代化工, 2015, 11:2635-2637+2641.

[2]马云, 何顺安, 侯亚龙.油田废压裂液的危害及其处理技术研究进展[J].石油化工应用, 2009, 08:1-3+14.

中原油田深层压裂技术 篇8

关键词：分层压裂,体积压裂,南翼山浅油藏

南翼山构造位于柴达木西部北区, 为茫崖凹陷南翼山背斜带的一三级构造。地层由上往下包括:狮子沟组, 上、下油砂山组, 上干柴沟组。沉积相为咸水半深湖、浅湖相。新近系储层岩性有碳酸盐岩和碎屑岩。碳酸盐岩包括颗粒灰岩、白云岩, 泥晶灰岩、白云岩, 藻灰 (云) 岩等。碎屑岩以泥岩、粉砂岩为主。结合南翼山浅油藏分布井段长、跨度范围大的特点, 采用分层压裂技术, 较好的提高了开发效益。

1 分层压裂技术类型

南翼山浅油藏主要应用了以下三种分层压裂技术:

(1) 投暂堵球分层压裂技术吸液能力的不一致而投入的一种机械分层压裂技术。基本原理是通过利用已压油层吸液大的特点, 完成一个油层压裂后, 利用压裂液将堵塞球压人已开层的射孔眼处, 从而达到封堵孔眼, 不断压开其他层位的目的。重复这些操作, 直至所有层位被压开。投球分层压裂堵塞球包括高密度的和低密度的。

(2) 不动管柱分层压裂:由于层间渗透率和地层破裂压力的差异, 在井段较长时, 实现全井筒压裂, 裂缝会往地破压力较低的高渗透油层延伸, 此时低渗透地层压裂效果很差, 不能较好的完成压裂效果, 影响产能。采用不动管柱分层压裂会较好的提高产量, 降低风险和费用。相比投球分层压裂, 不动管柱分层压裂可以连续进行2、3层压裂, 按照“下得去;座得严;分得开;起得出”原则, 根据各项井况复杂, 层间差异等特征, 采用双封隔器实现单层和多层压裂。该管柱的特点是:结构简单、成本低、施工方便安全, 适用性较好, 可较好的保证套管不变形, 层间与套管不互相窜通。实现厚度可达60m, 温度达150℃, 隔层厚度5m, 施工压力达80Mpa, 井斜达50°。不动管柱分层压裂可实现较好的压裂效果。

(3) 连续油管分层压裂是通过连续油管车和井下工具共同实现一次性压裂改造多层储层的工艺。该工艺较新、安全、经济且高效率。适合用于多层薄油, 气层逐层压裂, 同时可用于低于地层压力进行分层压裂, 最大限度保护储层和套管。施工过程可多层压裂, 减少了残留液和岩层接触时间, 能较好的维持裂缝导流能力。主要步骤如下:连续油管和井下工具组合放置目标层进行射孔, 然后井下工具下到其他目的层, 装卡瓦以及封隔器, 利用连续油管、套管环空注入压裂液到地层, 压裂后, 上提工具至邻近目的层, 进行射孔, 然后再重复以上操作。连续油管压裂时效好, 特别是在欠平衡作业中不用压井, 降低了对储层的伤害。并且可以每小层压裂, 压裂效果明显加强。

2 实例分析

(1) 投暂堵球分层压裂的不足:投球的数量和速度不准会造成施工困难, 压力较大难以控制改造层位, 效果不明显。如南浅2-08井、尖7井两口井的分层压裂。南浅2-08井首次排空试压71.25MPa、前置液16m3、泵入液12.3m3。当时投暂堵球61个。消耗4.58m3、前置液9.42m3。过后停止泵冲4min后加前置液50m3, 段塞加砂2m3、携砂液89m3、加砂17m3、砂比19.1%, 替浆6.7m3。此后施工先打滑套至53.4MPa、泵入液35m3、段塞加砂1.4m3、携砂液43m3、加砂7.6m3、替浆5.70m3。然后作业结束。

不动管柱分层压裂:南浅1-07井、2-07井、2-3井等施工。通过加强沟通, 改进施工工艺, 如压裂液配方、压裂工艺。实施滑套式封隔器分层压裂工艺、水平井水力喷射分层压裂工艺, 成功实现了储层的有效改造 (表1) 。

3 结论与认识

(1) 分层压裂工艺工具简单, 操作方便, 成本低。同时可以较好地改善储层的非均质性, 可以更好地提高储层动用程度, 取得较好地收益。

(2) 分层压裂工艺改进了喷砂滑套、封隔器, 优化了井下工具组合与设计, 保证了喷滑套有效打开、封隔器有效座封。该工艺形成的射孔技术, 分段破胶技术具有较好的应用价值, 节约了施工费用, 解决了南翼山浅油藏的压裂难题。

参考文献

[1]万仁浦, 罗英俊.压裂酸化工艺技术[J].石油工业出版社, 1998, (01)

[2]万仁浦, 罗英俊.采油技术手册[J].石油工业出版社.1998, (01)