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刍议井下作业油层水力压裂技术

 论文栏目:自然科学    更新时间:2018-02-23 13:40   

  [摘 要]经过五个阶段的发展,压裂技术日趋完善,形成了三维压裂设计软件和压裂井动态预测模型,研制出环保的清洁压裂液体系和低密度支撑剂体系,配备高性能、大功率的压裂车组,使压裂技术成为低渗透油气藏开发的重要手段之一。 
  [关键词]压裂技术油层水力压裂 
  中图分类号:TE323 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)05-0041-01 
  一.复杂储层压裂技术 
  (1)致密砂岩油气藏压裂技术 
  致密砂岩油气藏具有低压、低渗、低产、低丰度等特点,储层压力系数低,压裂液进入地层已引起水锁损坏,影响压裂效果和返排效果。目前,在苏里格气田采用整体优化压裂技术,确定了最佳裂缝长度和井网部署方式,形成了一套直井不动管柱封隔器分层压裂技术+裸眼完井水平井分段压裂技术,提高直井/水平井单井产量至2/10万方/天,取得了较好的经济开发效果。 
  (2)火成岩油气藏压裂技术 
  火山岩油气藏具有埋藏深、温度高、天然微裂缝发育、储层非均质性严重、储层敏感性强等特点,造成压裂施工难度大、压裂液滤失严重,影响了火山岩油藏的开发。大庆油田徐深气田为埋藏深、物性差的火山岩气藏,通过建立火山岩裂缝破裂和延伸数学模型,预测压裂施工风险,研制出170℃高温压裂液体系和深井压裂工具,完成了人工裂缝控制和火山岩压裂施工规范的制定,该技术共实施火山岩直井压裂147口227层,最大单井无阻流量达100万方/天,实现了火山岩油气藏增产效果的跨越式突破。 
  (3)深层稠油压裂技术 
  深层稠油埋藏深,地层温度高,常规压裂面临增产效果不明显、有效期短、出砂问题,难以满足稠油油藏生产的需求。吐哈油田鲁克沁深层稠油油藏针对原油粘度高、地层岩性疏松、无有效封隔等特点,开展了前期稠油压裂效果分析,形成了大孔径电缆射孔、压前解堵剂预处理、层内多段、多层体积压裂、水基降粘压裂液等配套技术,在现场试验3井次,施工成功率100%,平均单井日增油6.3t,取得了较好的压裂效果。 
  (4)潜山高凝油压裂技术 
  潜山储层主要孔隙类型为构造裂缝,油品性质为高凝油,具有含蜡量高、凝固点高、析蜡点高和蜡熔点高等特点,原油在地层中流动性差,开采难度大。辽河油田曹台古潜山油藏为高凝油油藏,随着注水开发,高渗透砂岩进入高含水期,低渗透砂岩注水效果差。 
  (5)碳酸盐岩油气藏酸化压裂技术 
  碳酸盐岩油气藏储集空间复杂,既有裂缝溶蚀孔洞型、孔隙型,也有复合型。碳酸盐岩大部分储层非均质性强,裂缝发育,压裂液滤失严重,造成碳酸盐岩储层压裂是世界性难题。酸压技术从常规稠化酸、缓速酸发展到目高效酸+多级注入酸压技术+闭合裂缝酸化技术,在低渗碳酸盐岩中取得较好的效果,近年来,国内外碳酸盐岩酸压技术发展迅速,转向酸压、水平井水力喷射酸压、裸眼封隔器分段酸压技术开始成为主流技术。斯伦贝谢纤维转向酸压技术开始应用于碳酸盐岩储层改造,在壳牌卡达尔海上油田应用16口井,转向效果明显。 
  二.油层水力压裂 
  利用水力传压的作用,使埋藏在地层深部的油层形成裂缝的方法叫油层水力压裂。油层水力压裂一般是指利用液体传压的原理,在地面用高压大排量的泵,将具有一定粘度的液体以大于油层所能吸收的能力向油层注入,使井筒压力逐渐增高,当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时,油层就会形成一条或几条水平的或是垂直的裂缝。当裂缝形成以后,随着液体的不断注入,裂缝还会不断地延伸和扩展,直到液体注入的速度与油层所能吸收的速度相等时为止,此时若取消外力裂缝还会重新闭合。为了保持裂缝处于张开的状态,随压裂液注入的同时混入一定比例的具有较高强度的固体颗粒做支撑剂来支撑裂缝。由于支撑是经过严格筛选的,它具有良好的粒度和强度,沉淀在裂缝中,使改变了井筒附近地层的导流能力,从而降低了液体由地层流入井筒的阻力。 
  油层水力压裂的目的在于改造油层的物理结构,人为地在油层中形成一条或几条高渗透能力的通道,以降低近井地带的流动阻力,增大渗流能力,使油井获得增产效果。 
  对油层进行水力压裂有以下作用:①解除钻井或修井过程中由于压井液造成的油层污染和堵塞。②改善厚油层上下渗透性不均匀的层内矛盾。③提高低渗透油层的渗透能力,调整油井的层间和平面矛盾,改善开发效果;④扩展和沟通油层原有的裂缝和通道,提高油井的产油能力和注水井的吸水能力。 
  三.油层水力压裂后所形成的裂缝 
  油层通过水力压裂后所形成的裂缝,一般可以归纳为两种基本类型,即水平裂缝和垂直裂缝。与油层层面相平行的裂缝叫水平裂缝,与油层层面相垂直的裂缝叫垂直裂缝。 
  在压裂过程中向井内挤入的液体总称为压裂液。压裂液有很多种,大致可分为油基压裂液和不基压裂液两大类。油基压裂液通常用原油或成品油为基液;水基压裂液通常采用清水、田菁胶、海藻胶、稠化水和生活水平包油乳化液等。 
  压裂施工中怎样判断油层是否形成裂缝?①根据压力与排量的变化判断油层是否形成裂缝:在压裂时,随着压力的上升,排量也随着上升,两者之间保持着一定的比值关系。但是当裂缝形成时,它们之间原来的比值关系就被打破。这时,可能会出现两种情况:第一,泵压迅速下降排量上升。第二,压力不变,排量上升。这时就可以判断油层已被压开裂缝。②根据机械设备的变化判断油层是否形成裂缝:在油层没有形成裂缝以前,由于压力比较高,压裂车上的柴油机负荷大,发出的声音很沉重,排出浓烟。从混砂车的砂罐里可以观察到液体排量不大,砂罐內的液体翻腾也小。可是一旦裂缝形成,柴油机马上会改变声音,砂罐中的液体排量突然增加,形成很大的翻腾浪花。这时判断油层已被压开裂缝。③利用地层吸水指数的变化判断油层是否被压开裂缝:在地层未形成裂缝的时候,由于地层本身的渗滤面和渗透率是固定的,则吸水指数也是一个固定值。当油层被压开裂缝后,由于有了新的裂缝面,从而使地层吸液能力增加,此时吸水指数明显增加,判断油层已经被压开了裂缝。 
  四.结语 
  目前的压裂工艺绝大多数采用的是以封隔器为主的分层选压管柱。在施工完成后,必然有一部分支撑剂残存在井筒里,往往会造成两级封隔器卡距之间的沉积,若不及时消除,很容易造成卡管柱事故。所以替挤以后要迅速活动管柱,使封隔器收缩解除砂堵或反洗井将沉砂冲上来,以防砂卡住管柱。

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