油井压裂（精选7篇）
油井压裂 篇1
油田在开发后期, 由于储油层在非均质特点, 很容易出现单层突进的情况。因而, 在河南油田开发中后期, 进入注水开发时期后, 随着地层压力的不断下降, 地层中的含水量普遍增高, 由于一直推进水体, 使得油层中的含水越来越高, 一些一类油田开始出现出水现象。在一些主力油层, 其含水量也达到了84%, 在二、三类油层中, 还有一些储量在原始阶段, 并未开发及动用。
1 工艺技术的研究
1.1 分压选压技术的研究
油田中后期的开发, 由于开采难度的增大, 经常是一边注水一边开采。在这样的情况下, 即使在同一开发层系, 也会由于地层间非均质性的不同在渗透率上存在很大差别。因此, 就需要采用压开低渗夹层, 以扩展油田在纵向加深改造程度。在需要对油表面进行改善时, 通常使用胍胶压裂方式及工艺。
1.2 小型测试压裂的研究
对一些老井, 由于其地层的情况复杂, 因此在对其进行压裂过程中, 应加强对其地层的认识, 对于一些即使采用压裂方式也不确定能否被打开的老井, 笔者建议使用小型测试来对使用的压裂方案进行确定, 通过使用小型测式, 可以得到以下结论:
(1) 根据机泵停泵前的瞬时压力进行破裂压力的梯度的确定。
(2) 对管内壁的摩擦阻力进行测量。
(3) 对比和压力进行查看;
(4) 对滤失系数进行确定。
(5) 对油井内温度进行测定以此来确定油井压开缝的高度。
(6) 对套孔外的孔道进行检查等。
1.3 砂比压裂工艺技术的研究
提升裂缝导流的有效途径为高砂比压裂工艺, 通过多年的实践, 我对高砂比压裂工艺情况有了详细的了解, 下面就高砂比压裂的优点进行仔细介绍:
(1) 无论是纵向还是水平方位都可以使得裂缝得到最大量的填充效果。
(2) 在实际使用中, 对支撑沙面及裂缝面的污染情况小。
(3) 对实际中压裂工艺的使用过程, 能很好地对缝高进行有效控制。
(4) 能很好减低成本, 能降低施工中的用液量, 减少投入, 达到了多产出的效果。采用高砂比压裂工艺技术使得裂缝的导流能力得到了极大提升, 基本上实现了预期效果。
1.4 强化破胶及快速返排技术的研究
为了减轻压裂工艺对地层的损害, 通常在进行压裂过程中, 使用复合破胶剂, 来减弱伤害效果。具体做法是:在前置液中加入胶囊式破胶剂, 而在携砂液中加入普通破胶剂。实施分段进行破胶的方式, 逐次增加破胶剂的使用次数及使用量, 这样, 很大程度上缩短了压裂时间, 有效减轻了对地层的破坏。
2 影响油层压裂效果的因素分析
河南安棚区块属于低渗透性油藏, 在对其地质进行勘测过程中, 发现其呈现断层岩性, 由于受到沉积条件的制约, 油田上储层砂体很不稳定, 且含油砂体也呈现断续状态。多以透镜状及断续带状分布。因此, 储层的孔隙很细小, 且渗流阻力很大。加之在油层中存在一定的裂缝。在2008年的12月, 就已经采用正方形井网及反九点法进行同步注水开采, 并对一些新井也进行了压裂工艺的开采。由于安棚区油层地层的非均质性很严重, 即使在注水开采的情况下, 效率依然很低, 地层能量也无法得到较好的补充, 使得油田产量很低。为了使得动用程度得到提升, 一直以来, 安鹏区块一直使用压裂工艺进行油田开采。笔者经过大量研究, 对实行压裂工艺的油井的使用效果进行了分析。在对2号成功使用压裂工艺的井口进行效果比对时, 得出以下结论, 通过选用压裂工艺, 其每平方米压裂砂岩在其厚度上有着一定的差异。通过对两批次压裂效果进行分析, 对其影响因素进行探讨。
2.1 储层裂缝对压裂的影响
油田储层的人工裂缝及天然裂缝发育良好, 在经注水后裂缝打开, 注入的水量通过各种裂缝而进入地层, 使得油井见水快, 见效快。压裂后注水, 由于水的窜流, 完成了地下裂缝与压裂裂缝之间的沟通, 使得油井注水快, 见效快, 容易形成水淹现象。
2.2 地层压力对压裂的影响
油田在开发过程中, 要时刻注意地层的压力情况, 作为油田开发过程的重要因素, 不仅影响着油田的压力, 也影响着压裂的作用。如果地层压力过低, 就会直接影响压裂效果, 即使在使用初期有一定效果, 但也会随着地层压力的降低而使得产量递减速度加大, 无法形成稳产局面, 使得投保率降低。如果地层有持续一定压力, 且足够保证油层的供液能力, 也会使得压裂效果得到提升。可见, 由于地层压力的存在, 对油井的生产能力起到了一定限制作用, 降低了压裂成效。如果油层的压力很低, 使得压裂层没有了后补能力来源, 使得压裂有效期缩短, 也会使得增油量减少。
2.3 压裂油层的油水井注采关系
对压裂效果产生影响的因素除了地质的原因, 也有在开发过程中的各种原因。油田在开发后期, 由于注水量增大, 即使使用压裂工艺, 对其效果也要通过注水的作用来体现的。如果油井的注采情况良好, 不仅有助于增产也有助于长时间稳产。
2.4 压裂液对油层的影响
由于压裂液的注入, 使得储层的平衡条件得到改变。会使储层渗透率降低, 从而对储层造成伤害。
(1) 压裂液产生的伤害。压裂液通过很高的压力被压入地层, 并与地层中的介质以及流体等发生化学反应, 使得储层结构发生改变, 从而降低地层的渗透率, 阻碍了流体的排出, 因而形成了排液困难。
(2) 残叶的固相形态引起地层的渗透率下降。压裂液在破裂后会在地层中存在一些固态的颗粒, 其主要是一些不融水的物质以及一些杂质, 它在裂缝表面形成一定的薄膜, 且具有一定弹性, 可以对地层的缝隙进行封堵, 以强化面膜的厚度, 使得地层的渗透率降低, 使得压裂液无法返排。
(3) 压裂液产生的胶质成分可以对孔道造成封堵作用。由于压裂液被强行注入地层, 改变了地层的压力以及温度, 使得一些石蜡等杂质堵塞了孔道, 降低了渗透率, 形成了对地层的伤害。
3 结论
压裂工艺作为油层改造的重要举措, 河南安鹏区块在进行压裂工艺时, 对油层的各种情况进行了具体分析, 包括油层的厚度、连通性以及物性等条件。再进行压裂选择时, 选择了没经过压裂的井进行试验, 取得了较好效果。通过对取得的效果进行分析, 结合油层的地质情况、地层压力、开发因素等, 将油井的发育条件作为选择的必要条件。对一些注水好的油井, 对一些低渗透油井在压力恢复时, 采取压裂改造, 是保证稳产高产的有效手段。
参考文献
[1]李道品.低渗透油田高效开发决策论[M].北京:石油工业出版社, 2003
油井压裂效果分析 篇2
油气藏在开发过程中, 储集层的非均质性易导致单层突进现象。正是由于这个原因, 河南油田进入注水开发以来, 地层压力下降, 含水上升, 水体锥进, 导致一类油层大量出水或高含水, 主力油层综合含水率平均达到84%, 而二三类油层还有一定的储量未动用。
2 工艺技术的研究
2.1 分压选压技术的研究
在同一开发层系中, 由于小层之间的非均质性而存在渗透率的差别, 为了压开低渗稼层, 提高油层纵向改造程度, 改善出油剖面, 需采用常规瓜胶压裂工艺。
2.2 小型测试压裂的研究
老井重复压裂应加强对地层认识, 对于不能准确确定是否能压开的井, 建议进行小型测试压裂确定施工方案。小型测试压裂还可获得以下信息:a。由瞬时停泵压力确定破裂压力梯度;b。管内摩阻;c。闭合压力;d。地层滤失系数;e。测井温确定压开的缝高;f。套管外孔道等。
2.3 高砂比压裂工艺技术的研究
高砂比压裂是提高裂缝导流能力的有效途径, 因为高砂比压裂工艺具有以下优势:a。在纵向及水平方向上均使裂缝得到最大量的填充;b。对裂缝面及支撑砂堤污染小;c。能有效控制缝高的发展;d。能降低施工用液量, 降低成本, 达到少投入, 多产出的目的。针对复压井的地质特点, 大幅度提高砂比, 平均砂比都在30%以上这样, 提高了缝内的铺砂浓度, 平均铺砂浓度由3.8K g/m2增加到了7.0K g/m2, 裂缝的无因次导流能力由平均3.3增加到平均5.6, 将提高裂缝的导流能力落到了实处。
2.4 强化破胶及快速返排技术的研究
采用复合破胶剂, 前置液中加入胶囊破胶剂, 携砂液中加常规破胶剂, 实施分段破胶, 并加大破胶剂用量, 缩短了压裂液破胶时间, 一般压裂井施工后12～16小时放喷, 而采用了快速返排技术后只需5～6小时, 这样可以减少压裂液对地层的伤害。
3 影响油层压裂效果的因素分析
安棚区块为低渗透断层岩性油藏, 受沉积条件影响, 平面上储层砂体发育不稳定, 含油砂体不连续, 多以断续条带状和透镜状分布, 储层孔隙小、喉道细、渗流阻力大, 自然产能低, 油层存在不同程度的天然裂缝, 2008年12月采用300m正方形井网、反九点法面积同步注水开发投产, 且大部分新井投产时都进行了压裂, 由于地层非均质性严重, 注水波及效率低, 使地层能量得不到有效的补充, 油井产量下降快, 为了提高油井的动用程度, 长期以来, 安棚区块陆续进行了选井压裂, 本文对压裂后的效果进行分析, 为下一步开发选井具有指导意义。通过对成功压裂的2口油井效果进行对比发现, 压裂井的平均每米压裂砂岩厚度的增油量存在很大差异 (如表1、表2、表3) , 结合两批压裂井增油效果, 分析影响两批压裂井增油效果的原因。
3.1 储层裂缝对压裂的影响
储层天然裂缝和人工裂缝比较发育, 注水后, 天然裂缝开启, 注入水首先沿天然裂缝或人工裂缝推进, 致使油井见水、见效较快。压后注水, 由于水沿裂缝窜流, 注入水向压开部位窜流, 地下微裂缝的开启或压裂裂缝与地层的裂缝在油水井之间沟通, 致使油井见效、见水速度快, 造成油井水淹。
3.2 地层压力对压裂的影响
地层压力是油田开发的重要因素, 决定着油田的产液能力, 对压裂的影响也起着至关重要的作用, 地层压力低, 缺乏地层能量的井一般压裂效果不好, 即使初期有一定的效果, 产量递减也非常快, 稳产期短, 累计增油量少, 投资回报率低。地层压力高, 保障油层充足的供液能力, 对压裂效果起到一定的作用。地层压力低限制了油井的产液能力, 明显降低了压裂效果。油层压力低, 使压裂层缺乏能量补充, 压裂增油有效期短, 增油量少。
3.3 压裂油层的油水井注采关系
除了地质因素, 开发过程中的因素也对压裂效果有影响。注水开发的油田, 油层压裂以后其效果是要通过注水的作用来体现的。即油水井的注采关系好, 不仅油层压裂后初期增产油量高, 而且稳产时间长。
3.4 压裂液对油层的影响
压裂液侵入储层会改变储层原有的平衡条件, 对储层造成伤害, 导致储层渗透率下降。 (1) 压裂液对油层产生损害。压裂液在足够高的压力下被挤入地层, 滤液进入地层孔隙介质内与储层流体及粘土矿物发生物理和化学反应, 导致储层孔隙结构发生变化而使渗透率降低, 使得流体无法顺利从地层里流出来, 导致排液困难。 (2) 残液固相堵塞引起渗透率降低。压裂液破胶后存在不容于水的固相微粒 (压裂液残渣) , 其来源主要是植物胶稠化剂的水不溶物和其它添加剂的杂质, 它在压裂产生的裂缝表面形成具有一定弹性的薄膜即率饼, 可以堵塞地层及裂缝内的空隙及喉道, 增强乳化界面膜的厚度, 降低地层和裂缝的渗透率, 给压裂液返排带来困难。 (3) 产生胶质成分堵塞油层孔道。由于低温度的压裂液进入地层中, 使得储层温度、压力发生变化, 使得重烃馏分不溶于原油并结晶而沉淀出石蜡或沥青质, 堵塞孔隙喉道, 大大降低油层渗透率, 造成储层伤害。
4 结论
压裂是改造油层重要措施手段之一, 本区在选择压裂井时, 综合考虑了油层的物性、厚度、注水井的连通性, 优选了投产时未进行一次压裂的井、层, 取得了很好的压裂效果。分析压裂取得的效果, 地质条件、地层压力、地质和开发因素都是影响压裂效果的重要因素, 要将油井发育背景作为选井首要条件, 选择注水较好井区油井, 对低渗透油层在注水受效后油层压力开始恢复时, 进行压裂改造, 可以获得最好的增产、稳产效果。
摘要：压裂是对由于油层物性变差、注水受效状况不好或油层堵塞等原因导致产量递减加快的油井实施的, 用以提高储层动用程度和油井产量一种增产措施。本文以河南油田安棚区块低渗透油层改造为例, 总结了油田注水开发中, 影响油层压裂效果的各种素, 对于该地区压裂增产以及重复压裂具有指导意义。
关键词：低渗油藏,压裂,效果,影响因素
参考文献
[1][美]J.L.吉德利等著.水力压裂技术新发展[M].美国石油工程学会专论丛书.北京:石油工业出版社, 1995.
压裂在油井增产中的作用 篇3
1 油井低产的原因
1.1 油井 (层) 本身条件差
包括两种情况, 一种是油层物性差、渗透率低, 用通常的完井方法, 不能使油井获得理想的产量;另一种情况是油层压力低, 又无外来能量的补给, 或外来能量的补给满足不了油层的需要。
1.2 因油层堵塞而低产
很多的因素都会产生油层堵塞, 在进行钻井施工中, 由于目的层侵泡时间长, 钻井液性能差, 密度过高等都会产生油层的堵塞。在后期的完井中虽然进行了射孔, 但是射孔后诱喷不及时或者不彻底, 都可能造成油层的堵塞。在油井投产后, 因修井等特殊因素需要进行压井, 也会污染油层, 造成油层的堵塞。
2 压裂对产能的影响
由达西定律理论研究可以知道, 在其他因素都不变的情况下, 油井产量的高低主要与岩石渗透率成正比例关系。压裂就是应用外来的的高压压裂液, 使岩石的内部结构发生根本改变, 形成岩石形成人工裂缝, 并将形成的裂缝用支撑剂支撑, 由此达到增大油层岩石渗透率的目的。在进行压裂的过程中, 由于压裂液的压力比地层本身的压力大很多, 所以会把污染井壁的有害物质推向油层的更深处, 解决了油层堵塞。因此通过对油层进行适当的压裂改造, 可以改善油层的渗透率, 疏通原油向井筒内运移的通道, 达到提高油井产油能力的目的。
3 影响压裂效果的因素
3.1 作业过程中的影响因素
(1) 准确的压开压裂层位 (或层段) 是分析压裂效果好坏的基础。如果由于某些原因没有压开设计的压裂层位, 而将其他层位压开, 这就达不到预计的目的, 分析压裂效果就失去了意义。
(2) 正确选择各种压裂施工参数, 压裂施工中形成的裂缝大小主要取决于压裂支撑剂的行踪大小、浓度高低、强度和在裂缝中的具体分布形式。同时形成的裂缝的长度和宽度还与压裂改造中的压裂液粘度、压裂液的排量等因素有关, 特别是压裂液的粘度是及其重要的影响因素。
在进行压裂液的选择时, 不仅要求压裂液具有较高的携砂能力, 还要求能够从地层中排出, 并且不能与地层中的液态物质及岩石本身发生化学反应。
对于支撑剂的选取, 要选择直径大、颗粒比较均匀、圆滑度好、表面光洁的物质, 同时在压裂设备允许的情况下, 尽量增加支撑剂的用量, 这对提高压裂效果也很重要。
替挤液的选择关系到施工完毕后井壁处的缝口宽度。替挤量不足, 支撑剂不能全部进入地层, 易造成砂堵、砂卡事故;替挤量过大, 会把支撑剂替入地层深处, 使井壁附近没有支撑剂支撑, 外界压力消除后, 井壁附近裂缝会重新闭合, 进入地层的支撑剂象透镜体似的分布在地层中, 影响压裂效果。
(3) 压裂改造后的油井, 不能进行压井作业, 因此压井作业会对已经形成的裂缝进行封堵, 影响渗透率, 同时也会影响未被改造的油层, 使油井的产量不增反降。
3.2 压裂井 (层) 的选择对压裂效果的影响
压裂层应具备一定的厚度和含油饱和度, 这是取得压裂效果的物质基础。油层由于各种堵塞的影响, 产能降低, 压裂后往往效果较好, 增产倍数大。
由于情况不清, 把水、气层当成油层来压裂;或是选层时不慎重, 在油层压裂时将邻近的水、气层压串, 形成水、气窜;油水同层压裂, 将见水部位压开等几种情况, 压裂后油井的产量都不会增加。
压裂要服务于油田开发, 而不仅仅是起到加速采油的作用, 还要能改善油田的开采效果。所以说压裂井 (层) 的选择对压裂效果的影响很大。
4 压裂的作用
4.1在处于勘探阶段的油田, 对于储层物性比较差、产能比较低、达不到工业开发的油藏, 可以通过压裂对油层进行技术改造, 在取得良好的开采效果的同时, 还能提高对该油藏含油气的评价, 扩大含油气的面积, 增加开采储量。
4.2提高单井的生产能力, 增加油井的产量。通过压裂改造, 可以使受钻井液污染和地层本身物性差的井迅速的投产, 使一些停产井恢复生产能力, 低产井增加产量, 这就极大了提高了单个油井的利用效率。随着压裂工艺的不断完善, 由压裂增油的产量将在油田原油生产中占有越来越大的比例。
4.3通过压裂改造, 可以极大的改善渗透率低的油层, 缓解油层之间的矛盾, 大大提升低渗透率油层原油的采出速度, 使各级渗透率油层都能取得很好的开发效果。对于一个储集层非均质性强的油田, 因为各个含油层之间的渗透率存在很大差异, 在进行注水开采过程中, 高渗透率的油层水洗能力强, 层中压力高, 原油采出的程度也就会高, 自然也就会造成含水量上升, 原油产量递减速度快, 难以达到长期的高产、稳产的目的, 而处于中、低渗透率的油层却开采不出原油, 影响整个油井的产量, 通过压裂改造, 可以改善中、低渗透率油层的孔隙度, 达到开采更多原油的目的。
摘要：大庆油田在油井生产过程中, 压裂已经成为油井增产的主要措施, 因此具体分析油井低产的原因, 掌握压裂对产能的影响, 合理的选择层位, 做好油井管理工作, 控制作业过程中影响压裂效果的因素, 将对油井增产起到至关重要的作用。
关键词：压裂,油层堵塞,裂缝,支撑剂,压裂效果
参考文献
油井压裂的风险分析与安全对策 篇4
油井压裂作业设备多、环节多, 具有技术含量高、施工难度大、作业环境恶劣、救援及逃生困难的特点, 安全管理工作难度大, 极易酿成重大的人员伤亡和财产损失事故。笔者就油井压裂过程中存在的安全风险进行了分析, 并提出了相应的安全管理对策措施。
1 压裂施工风险分析
1.1 人员与设备高度集中压裂作业井场占地一般1600m 2左
右;压裂设备包括压裂车、混砂车、仪表车、管汇车、砂罐车及立式砂罐、大罐等。在特殊情况下, 如压力高或需要更大排量施工的井, 还要增加压裂车和仪表车。井场人员和设备密集, 管理难度大。
1.2 井场布置易存在隐患由于受井场场地的限制, 施工车辆
距离井口过近, 压裂仪表车、其他辅助车辆和仪器距离高压区的距离较近, 存在安全隐患。
1.3 施工过程危险性高压裂作业施工, 尤其是老井、重复压裂
井、大型酸化压裂, 工序复杂, 地面压力在30MPa-60MPa之间, 极易造成井身结构破坏、管线爆裂, 发生卡钻、砂堵油管、管柱断脱、井口设备刺漏等工程事故, 极易引发井喷事故和物体打击事故。
1.4 救援及逃生困难由于井场摆放着各种车辆和压裂罐, 视
野较窄, 一旦发生事故, 很难迅速逃生和得到救援, 极易升级为恶性事件。
1.5 环境保护要求高如果压裂失控、压裂管柱破裂或者高压
井口、管线泄漏, 极易发生压裂液、有毒有害气体和原油的泄露, 污染大气层和地表层, 造成重大地面污染事故。
2 安全管理的重点环节
2.1 作业人员的管理应对设计人员进行井控培训, 施工人员
需穿戴好劳保用品并持证上岗, 非本岗位工作人员要限入高压区。
2.2 生产设备的管理使用压裂设备前, 必须对设备的气控系
统、液压系统、吸入排出系统、仪表及执行机构系统、设备故障诊断系统等十个系统进行认真检查, 并对仪表进行校正。
2.3 井场布置的管理压裂施工的井场布置应严格按高压区、
低压区、井口区和辅助区划分, 设立好警戒线, 非工作人员严禁入内。油井压裂的所有生产设备, 必须停放在上风方向, 并与井口保持30m距离。
2.4 试压工序的管理井口要用钢丝绳固定牢固, 高压管汇要
安装泄压阀及安全阀。排空试压并保持15min, 仔细检查无刺漏后再放空。要确定最高限压压力, 现场施工中严禁超压操作, 超压时应紧急停车。
2.5 施工过程的管理施工过程主要包括:循环、试压、试挤、压
裂、支撑剂、替挤、反洗或活动管柱等环节, 压裂施工期间应统一现场的操作指挥, 必须对施工的设计要求、井下情况、地面设备及各个岗位的技术情况清楚, 落实各项安全防范措施。在生产过程中, 要保存安全生产的相关资料, 主要包括作业人员名册、工作日志、培训记录、事故和险情记录、安全设备维修记录情况等。
2.6 安全管理的法规标准油井压裂作业安全管理须遵守SY6443-2000《压裂酸化作业安全规定》等有关的安全管理规定。
3 安全对策
3.1 规范人的安全行为 (1) 压裂前召开安全会议, 以保证所有
的现场人员都知道压裂施工程序, 现场人员都应清楚自己在压裂施工中的职责和在应急情况下的处理措施。对施工现场人数进行统计, 在应急情况下的人员逃生路线明确, 在实施压裂过程中, 暂无施工任务的人员应到指定位置待命。 (2) 员工是油井压裂作业的主体, 要从关爱员工生命及保护生产力的角度出发, 严格压裂作业从业人员的选择任用。规范安全行为, 加强安全教育及操作技能的培训, 使其能够按规程、标准上岗操作, 减少人为操作失误, 降低因不安全行为引起的事故。 (3) 压裂施工过程中, 要严格按照操作规程的要求进行, 不满足安全要求的井场坚决不能作业。高、低压管汇吊装、压裂车并入管汇、砂罐车倒车等重点工序, 必须由专人指挥方能进行, 提高操作的准确性及可靠性, 有效避免人员伤亡事故的发生。 (4) 要消除工作环境中的有害因素, 创造适合人的工作环境, 从而减少人失误的可能性。
3.2 控制设备设施的不安全状态 (1) 压裂作业生产设施, 要根
据施工耐压等级, 确定油井压裂生产设施和专业设备的选型, 抓好设备的运行检查、定期校验、日常维护保养、维修改造、报废处理等环节的管理, 杜绝设备带病运行, 是确保油井压裂作业安全的重要途径。 (2) 安全检查是监测单位生产作业情况与国家、地方及企业标准不符合程度的过程, 是发现危害因素的方法, 是安全管理工作的重要内容。通过安全检查, 掌握油井压裂生产设备的安全运行状况, 确保生产安全。 (3) 严格按标准布置井场压裂设备, 配备齐全的消防设施, 消除压裂现场的机械设备、化学药剂的潜在危险。 (4) 设备的安全附件要定期校验, 不符合安全标准的安全附件要及时更换或修复, 以消除作业中的安全隐患。 (5) 安全管理部门要依据安全检查及隐患排查结果、隐患评价及隐患分级情况, 提出隐患治理计划并组织实施。
3.3 抓好安全管理和应急救援工作 (1) 油井压裂作业单位要依
油井压裂 篇5
关键词：致密油井,压裂技术,泵注程序
研究的CJ-JMSR致密油井是位于准噶尔盆地东部隆起吉木萨尔凹陷东斜坡区二叠系芦草沟组致密油藏, 岩性主要包括云质砂岩、泥岩, 白云岩, 目的层深度为3755.39m-4988m, 渗透率为0.8-10md, 有效孔隙度6%-15%, 物性较差, 该井作为进一步扩大吉木萨尔凹陷东斜坡二叠系芦草沟组致密油勘探成果, 搞清二叠系芦草沟组致密油分布范围及规模, 为后续的精细勘探和油藏评价提供保障的重要油井还缺乏配套的压裂工艺技术, 因此在这个背景下通过研究CJ-JMSR致密油井的基本油藏参数、测井资料、地应力状况、岩心资料以及该区域其它临井的相关测试资料, 进而优选出适合CJ-JMSR致密油井的压裂液配方和支撑剂类型, 并结合裂缝参数和施工参数的优选确定加砂泵注程序及工艺, 降低施工成本和风险, 提高采收率, 最终实现合理开发油井的目的。本文的研究对于提高CJ-JMSR致密油井产量以及推进二叠系芦草沟组致密油井的开发具有非常重要的理论意义和现实意义。
1 地质参数及岩心特性分析
根据测井解释, 从常规和核磁资料看, 该油井四性关系好的储层井段为:3560-3614m, 厚度54m, 岩性为泥质粉砂岩和砂质泥岩。储层电阻率35-350Ω.m, 密度值2.30-2.56g/cm3, 声波值61.1-73.1μs/ft。
核磁有效孔隙度1-15%, 自由流体孔隙度1-11%, 渗透率最好的达到42m D, 孔径分布以中小孔为主。而CJ-JMSR_H水平段主要是位于CJ-JMSR的3556-3584米井段, 处于“上甜点”体中。
本井最小主应力方向为NE-SW, 钻井轨迹与最小主应力方向夹角30°, 压裂裂缝为横切缝, 裂缝与井筒夹角60°。
从岩心资料分析可知:CJ-JMSR井第一筒岩心井段3562.67-3572.13m, 进尺9.46m, 心长9.46m, 收获率100%, 获富含油岩心0.59m, 油浸级岩心2.39m, 油斑级岩心2.45m, 荧光级岩心3.89m。岩性为泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、泥灰岩, 以粒间空隙、裂缝含油为主, 富含油岩心含油面积75%, 含油均匀分布, 油质中, 油脂感强, 染手, 油气味浓。第二筒岩心井段3572.13-3579.60m, 进尺7.47m, 心长7.47m, 收获率100%, 获油迹岩心0.11m, 荧光级岩心7.36m。岩性为泥岩、砂质泥岩、泥灰岩、粉砂岩, 以裂缝、溶孔、溶蚀缝含油为主, 油迹级岩心含油面积1-3%, 含油不均匀, 原油整体偏干, 油质中, 油脂感强, 染手, 油气味淡。
2 压裂液配方优化及支撑剂选择
2.1 压裂液配方优化
2.1.1 优选思路
(1) 致密油储层原油粘度较高 (临2井3074-3102m, 粘度39.2m Pa.s@50℃, 临3井3403-3425m, 粘度121.42m Pa.s@50℃) , 需要提高砂浓度以提高裂缝导流能力, 提高稳产期。
(2) 致密油 (页岩油) 储层压裂以支撑缝为主, 剪切缝为辅。
(3) 考虑低粘压裂液 (活性水携带粉陶) 通过网络裂缝的能力, 并尽可能实现网络裂缝的延伸, 增加改造裂缝体积。
(4) 前置液为高粘度冻胶, 尽可能沟通整个上甜点;携砂液为低粘度冻胶, 形成一条或多条主裂缝。
2.1.2 岩粉交联和原油破乳实验
针对吉木萨尔致密油储层前期压裂改造出现压裂液破胶不彻底 (临11、临3等井) 的情况, 以及新疆油田某些储层二叠系储层本身含有于胍胶可交联矿物, 岩粉易于胍胶破胶液交联的情况进行了岩粉交联实验。通过实验, CJ-JMSR井岩粉与p H值为7-10的0.4%HPG原液均无交联情况。
通过邻井临16、临6井原油破乳实验, 优选破乳剂PR-1 (4#) 破乳效果较好。
2.1.3 压裂液配方
根据实验和临井资料分析最终确定了压裂液配方。
活性水液体配方:
液体粘度:1.5-3.0m Pa.S
考虑到施工风险, 建议CJ-JMSR_H井1-4级压裂时不注入活性水, 5-16级压裂时根据储层物性及裂缝发育情况注入1003活性水。
施工设计采用水基胍胶压裂液, 并添加长、短效粘土稳定剂及助排剂, 使其具有更好的防膨性能和助排性能, 并减少地层伤害, 采用低浓度压裂液。
冻胶配方:
2.2 支撑剂选择
根据文献调研, 裂缝宽度应不低于支撑剂最大粒径的5倍, 本井预测计算裂缝宽度3.8-4.2mm, 可以满足30/50目以及20/40目支撑剂通过能力, 但在裂缝深部, 20/40目出现桥堵机会较大, 同时, 该井储层由于裂缝比较发育, 在施工中可能由于滤失量较大到导致裂缝宽度偏小, 根据邻井施工经验以及裂缝导流能力的要求, 决定采用30/50目陶粒作为主体支撑剂, 后面尾追20/40目陶粒。再结合压力梯度为 (0.0175MPa/m) , 闭合压力约62MPa。最终选择中密高强30/50目和20/40目支撑剂。
3 泵注程序设计
水平井改造应针对不同层段的整套储层, 裂缝布局应首先考虑尽量均匀分布, 然后再考虑沿水平段上非均质性的影响, 主要原因是录测井资料仅代表井筒附近地层情况, 无法表征井筒上下的页岩储层好坏, 而通过压裂裂缝在高度上的延伸, 沟通上下储层, 采取尽量均分原则, 可以更好地改造整个储层段。考虑整个水平段钻井轨迹及物性解释, 为充分改造整个水平段, 优选类等分方案, 分16级压裂。根据模拟计算, 滑套提前打开的临界排量为:第一级 (1.625”) :7.0 m3/min;第二级 (1.75”) :8.5 m3/min;第三级 (1.875”) :9.5 m3/min;第四级 (2”) :11 m3/min;第五级 (2.125”) :12.5 m3/min;第五级以后 (2.25”) :14 m3/min。综合考虑施工排量影响因素, 以及高速通道压裂对排量的要求, 优选施工排量:5 m3/min。
综合考虑油藏数值模拟数据、以往井裂缝反演数据、井眼穿行轨迹、水平段物性、应力、支撑剂沉降及施工风险等因素, 确定每级施工规模。
并综合考虑每级压裂层段在水平段上的分布, 1-4级压裂层主要位于储层上部, 压裂主要考虑压裂裂缝向下在整个纵向上的贯穿, 5-12级压裂层位于储层中部, 主要考虑大排量注入活性水造裂缝网络, 13-15级压裂层位于储层下部, 压裂主要考虑压裂裂缝向上在整个纵向上的贯穿, 第16级属于高GR段, 储层杨氏模量偏小, 采用常规压裂改造模式进行压裂。
4 结语
本文通过对CJ-JMSR致密油井相关资料的分析和研究主要得出以下几个结论:
4.1 CJ-JMSR致密油井最小主应力方向为NE-SW, 钻井轨迹与最小主应力方向夹角30°, 压裂裂缝为横切缝, 裂缝与井筒夹角60°。
4.2 通过研究压裂液优化情况获得了活性水液体配方和冻胶配方。
4.3 根据该井的资料, 压裂梯度估计为 (0.0175MPa/m) , 闭合压力约62MPa。最终选择中密高强30/50目和20/40目支撑剂。
4.4 综合考虑施工排量影响因素以及高速通道压裂对排量的要求, 优选施工排量:5 m3/min。
油井压裂 篇6
随着社会经济的不断发展, 人们的日常生产和生活已经离不开石油。近年来, 国内外的石油需求量及开采量都在不断的增加。随着科学手段的不断增多, 石油探明储量一直在不断的增加。根据相关数据显示, 截至2012年, 全球的石油总资源储量大概有59650亿桶, 而中国的存储量仅占其中的1.1%。产量也在不断的增加, 2013年的产量估计约为20世纪70年代的1.5倍。我国人均石油消费量为0.37吨/年。
因此, 保证石油的产量是我国经济社会顺利发展的需求, 而石油生产过程中相关技术的不断发展和完善也是增加石油产量, 保证产油质量的关键。
二、油井试油
油井试油是指在可能或者已经确定有石油资源的油、气层, 通过相关专用设备, 获得流体的压力、温度以及相关性质等资料的过程。
1油井试油具有以下作用
(1) 判断石油的性质。
(2) 通过专用设备采集的石油样本, 可以判断石油是否具有工业价值。
(3) 获得相应地层的压力、石油存储量以及地层的渗透率等相关石油开采的数据。
正因为其有如此重要的作用, 所以在石油开采过程中也是人们非常重视的工艺之一。
2油井试油及其对油田的影响
油井试油一方面是确定储油的性质等, 另一方面也是确保产油量的前提, 目前常用的试油方法有以下几种:
(1) 抽井工艺
抽井工艺法是目前我国油田较为常用的一种试油方法。主要用于需增加产量和排油的油井, 且技术相对简单, 易于操作, 具有很强的实用性。
(2) 自喷工艺
顾名思义, 自喷工艺是利用油井自身的压力使油井的油自动喷发, 来保证产量的过程。因此, 自喷工艺对于压强较大的油井较为适用, 对油井的破坏较少, 但增产的速度较慢。因此, 这种工艺在固井方面多为应用。
因此, 试油工艺是以增产为目的, 根据油井的实际状况不同, 也会采取不同的措施。例如光油管抽汲和地层测试等这些试油技术, 方法不同对油井的影响也是不同的。
抽汲方法常用的有两类, 一种是常规抽汲方法, 另一种是光油管抽汲方法。常规抽汲的试油方法会对油井造成较大的伤害, 且效果往往不好。相对来说, 光油管抽汲方法对油井的影响程度较小, 在井壁的残留痕迹或者井下坠落物体数量方面相对理想, 在增加产量和质量方面也有一定的保障。
由此可见, 油井试油在产油的质量和数量方面提供了保证, 但因这一过程中采用技术方式的不同, 也会对油井的其他方面产生片面的影响。因此, 保证产油质量和数量的同时, 也要关注试油过程中对于油井的破坏程度, 这就需要在相关的技术方面进行不断的改进。
三、油井压裂
油井压裂技术是指通过利用相应的技术手段, 对不利于操作的油层进行相应的改造或者疏通, 达到提升渗流度来增加产量的效果。因此, 压裂技术的应用更加应该根据油井的实际情况来运用。
1改造油层
在采油过程中, 往往受到地质条件的影响, 对采油产生不利的影响。为了保证采油的质量就需要运用压裂技术对油层进行改造。使用频率较高的一种方式即为水力压裂。水力压裂方法又包括很多压裂技术, 例如限流法压裂技术、多裂缝压裂技术方法、投球法压裂技术方法等, 多样的压裂技术方法, 为不同地质情况的顺利采油提供了保障。
2疏通堵塞
这种方法常见于油层存在污染物的情况, 通过压裂技术对于污染物的清除, 提高流动效率, 扩大油井井眼, 进而提高油井产能。
近年来, 随着技术水平的不断提高, 高能气体压裂技术因其效果明显、施工时间短等优势成为使用频率较高的技术方法之一。而且这种技术不仅适用于低渗透压油田, 也同样适用于存在堵塞物的油田。且产能也会随着压裂深度的提高而不断提高。但这种技术也存在相应的弊端, 例如在压裂过程中要保证压裂液的质量, 这样才能尽可能的减少过滤失去效能的现象, 减少沙堵。
综合看来, 压裂技术主要是通过解决油井开发过程中出现的问题进而提高产能的技术, 其对油井的伤害程度低, 负面影响也较少。但仍存在相应的问题, 以待改进。
结语
针对每种技术, 在作业过程中都有相应的要求, 例如在油井石油时要求“三不”“四清楚”, “三不”即不漏取一个数据, 不错取一项资料, 不堵塞一个油层。“四清楚”, 即液性清楚、产能清楚、压力清楚、井下情况清楚, 做到试一层清楚一层, 试一口清楚一口。即在相应的技术手段支持的情况下, 还应注重细节, 大小环节都要提供操作质量, 这样才能为油井的开发提供相应的保障。
近年来, 随着科学技术的发展, 油井的试油和压裂技术也在不断的增加和完善, 分层压裂技术、二氧化碳压裂技术以及重复压裂技术成为全球范围内油井技术的主要支柱。但随着社会发展的日益增快, 这些需求不能满足发展所需, 且其在生产过程中对自然环境以及生态环境造成的影响也需要相关的技术不断的进行改进和完善。油井和试油和压裂技术不能仅限于产能的增加, 应该更多的关注到其对其他方面的影响, 站在更高的角度看待油井技术的发展和完善。
油井试油和技术的不断完善和提高为油井产能的提高提供了重要的保障, 但石油生产的环节很多, 试油和压裂技术只是其中的一环, 这些技术需要进行有效的搭配, 科学合理的进行管理和运用, 这样才能更好的保障油井石油的开发。
参考文献
[1]夏惠芬, 李福军, 夏克英, 杨树人.水力压裂垂直裂缝几何形态数值模拟及影响因素分析[J].大庆石油学院学报, 1996 (01) .
[2]崔彦立, 石磊, 刘全洲, 梁芹, 吕芬敏, 王健, 吴明江.劈裂法压裂技术在牛东火山岩油藏中的应用[J].石油天然气学报, 2009 (03) .
浅析油井压裂液返排管理与实践 篇7
近年来, 石油开采将目光投向了非常规油气藏, 其基质渗透率一般很小, 需要借助水力压裂才能获得产能。非常规油气藏开发模式以水平井为主, 压裂施工规模、液量是常规油气藏的5到10倍, 水力压裂在施工过程中向地层注入了大量的压裂液。压裂施工结束后, 一部分压裂液返排到地面, 另一部分未返排的压裂液留在地层中, 如果处理措施不当, 压裂液会对环境造成严重污染。因此, 提高压裂液返排率, 以及对返排液的处理技术, 减少环境污染, 是非常规油气藏开发需要重点关注的问题。
2 压裂液对环境的影响
2.1 压裂液废液量增加。
水力压裂是非常规油气藏开发的重要手段之一, 非常规油气井钻井完成后, 只有少数天然裂缝特别发育的井可直接投入生产, 90%以上的井需要经过压裂储层改造才能获得比较理想的产量。非常规油气藏压裂规模一般为常规油气藏的5到10倍, 水平井采用分段压裂, 压裂段数为10段, 预计总液量13400m3, 压裂液量显著增加, 产生了大量成分复杂的压裂返排液, 水力压裂对环境的影响逐渐增加。
2.2 污染地下水及地面环境。
水力压裂施工后, 返排不及时或返排率低都会导致部分压裂液长期残留在地层中, 对地层造成伤害。如果油气藏目的层附近有地下水源, 压裂施工沟通地下水层, 就会对地下水源造成严重的污染。压裂液添加剂种类繁多, 组分复杂, 不同的压裂液体系组成差别很大。如果处理不当, 造成压裂返排液中的污染物渗入地下水, 就会严重影响地下水质。此外, 由于雨水冲刷可能造成返排废液随地表径流进入河流, 对地表水体造成污染。压裂返排液中含有微量的重金属元素, 这些元素性能稳定, 渗入土壤不易去除, 短时间内不会对地表水和植被产生明显影响。但是随着土壤中这些元素含量的增多, 会使土壤肥力下降, 不利于农作物及植被等的生长, 对环境造成影响。压裂返排液中的各种污染组分还有可能影响到陆生野生动植物, 间接对人体健康产生危害。
3 压裂液返排及返排液处理现状
3.1 压裂液返排现状。
压裂液的返排率和油气藏的地质特征有着密切的关系。受地层能量的影响, 返排率最低仅为10%左右。在压裂设计优化过程中, 针对不同的地层物性, 优化压裂液体系, 提高压裂液破胶性能, 促进压裂液返排, 是目前非常规油藏压裂要解决的重要问题之一。
3.2 返排液处理现状。
水力压裂施工结束后, 大量的压裂液添加剂, 返排的压裂液具有高粘度、高稳定性的特点。此外添加剂的种类较多, 包含一些亲水性的有机添加剂, 使COD值偏高, 而且降低的难度较大。如果这些返排液不经过处理直接排放, 将会对周围的环境造成很大的污染。压裂返排液的处理方法较多, 作为预处理比较常用的是化学混凝法。它的主要机理包括吸附架桥作用、电中和、压缩双电层以及沉淀物网捕。通过混凝处理后, COD能降低到73%。应用比较广泛的另一种方法是化学氧化法。它利用强氧化剂将返排液中的无机物和有机物氧化分解, 以达到降低COD值的目的。
3.3 存在的问题。目前压裂液多采用几种处理工艺相结合的多
元组合处理, 已实现降低压裂返排液中的污染物含量, 从而达到废液排放满足环保标准的目的, 但是这些技术运行成本过高, 在实际生产中还未达到大规模应用的水平。一旦压裂废液量剧增, 目前的压裂返排液处理水平难以满足实际需求。
4 如何减少对环境的污染
4.1 提高压裂液返排率, 降低地层污染。
压裂液添加剂成分复杂, 种类多。在压裂液体系的研发和实验阶段, 添加剂尽量选择符合环保要求的产品, 并按照标准进行严格测试。从源头做起, 提高压裂液的破胶性能, 尽量减少压裂返排液中污染物的含量。目前水处理剂的研究也出现了积极的转变, 从无机高分子到有机高分子, 从天然有机高分子到改性有机高分子及合成有机高分子, 这一变化反映出我们的压裂废水处理剂逐渐向新型、高效、清洁、无毒的方向发展。
4.2 液氮助排工艺。
对于地层压力系数较低的油井, 压裂后地层能量不足, 返排率低。为了改善这种状况, 在压裂设计时考虑液氮伴注。采用液氮助排不仅可以为压后返排提供一定的高压能量, 弥补地层返排能量的不足, 显著提高低压油气井的返排速度。另外, 压裂施工中注入液氮还可以降低压裂液滤失对地层造成的伤害。
4.3 加防水锁剂。
对于低渗透油气藏, 压裂过程常伴随着水锁伤害, 以某低渗气藏为例, 进行不同水锁强度气驱水实验, 测试结果表明, 在束缚水存在的条件下, 随着气体累积产出量的增加, 气相的有效渗透率逐渐恢复。当产出气量较少时, 气相的有效渗透率较小, 反映了水锁堵塞对地层渗透率的影响。
4.4 加强压裂液排放管理。
在压裂施工现场, 严格执行相关环保标准, 大罐和管道下方铺上很厚的防渗布, 并使用自吸车吸走防渗布上的残液, 避免由于管道渗漏液体污染土地。施工完成后要求将放喷返排液排入专用储液罐, 防止返排液污染井场。将返排液储液罐运送到联合站进行统一处理。根据《综合污水排放标准》, 严格对处理后的返排压裂液主要污染指标进行检测, 达到标准后才能排放。
5 结束语
5.1 目前压裂施工中, 存在着压裂液返排率低、返排液处理困难的问题。
5.2 压裂液不仅伤害地层, 还对地下水及地面农作物等造成污染, 对周围居民的生活质量造成影响。
5.3通过新型环保压裂液、液氮助排、防水锁等措施提高压裂液的返排率。通过对返排液排放控制及回收再利用, 严格处理压裂返排液, 减少环境污染。
摘要：水力压裂是非常规油气藏开发的重要增产措施之一, 压裂施工结束后, 压裂液会对环境造成影响。我们应从提高压裂液返排, 严格处理返排液这两方面来降低压裂液对环境造成的污染。
关键词：辽河油田,压裂液,返排率,压裂,环境污染
参考文献