页岩气藏多尺度孔缝介质压裂液微观赋存机理研究

页岩气藏水力压裂后大量压裂液滞留在基岩孔隙和压裂诱导裂缝内。目前页岩气藏压裂液微观赋存机理认识不清,导致难以准确认识返排过程中页岩气井压裂液返排率差异。建立页岩气藏多尺度孔缝介质压裂液微观赋存分析方法,揭示页岩气藏压裂液微观赋存机理。建立同时考虑岩石-流体作用力和气水界面毛管力的单孔隙气水赋存分析方法,进一步拓展至孔隙网络,采用侵入逾渗研究基岩压裂液赋存模式。基于水力压裂诱导裂缝CT扫描成像结果,采用水平集气、水界面追踪方法计算不同返排压力下气水分布,研究诱导裂缝压裂液赋存模式。研究结果表明:基岩系统返排率呈现缓慢上升—快速上升—趋于平缓的趋势。压裂液主要呈现水相饱和孔隙赋存、角落水相赋存、水膜状赋存3种赋存模式;压裂诱导裂缝系统返排率主要受诱导裂缝周围孔隙连通性影响,呈现快速上升后趋于平缓趋势。滞留压裂液主要赋存在水力压裂诱导裂缝周围盲端基质孔隙。

涪陵页岩气田平桥南区块钻井岩屑综合利用技术

涪陵页岩气田平桥南区块页岩气产能建设过程中产生的钻井岩屑,采用常规方法处理时存在处理费用高、占地面积大和危害环境等问题,为此探索研究了页岩气井钻井岩屑综合利用技术.分析了钻井岩屑的主要危害和目前常用岩屑处理技术的不足,结合现场实际情况提出了水基岩屑随钻固化制砖和水泥窑协同处置油基岩屑等关键技术,形成了涪陵页岩气田平桥南区块钻井岩屑综合利用技术.该技术在JY205-1HF井、JY199-4HF井和JY199-5HF井进行了现场试验,结果表明,采用该技术处理页岩气井钻井岩屑成本低,且清洁、环保,经济效益好.研究认为,该技术可有效解决常规钻井岩屑处理技术经济投入高、环保压力大等问题,为资源化利用钻井岩屑、绿色开发页岩气田开辟了新途径,具有良好的应用前景.

彭水区块页岩气生产井排采方式研究与应用

为了实现彭水区块页岩气井快速排液,降低压裂液对储层的污染,提高返排率,促进页岩气快速解吸,在分析彭水区块页岩气藏基本特征和生产特点基础上,分析了低压页岩气井不同生产阶段的生产特点,并从工艺上提出了不同的解决方法,形成了彭水区块页岩气井压裂后快速排液、稳定降压和自喷生产的"三段式"排采方式。该排采方式在彭水区块3口已投产页岩气水平井现场应用后,取得了较好的开发效果,为彭水区块低压页岩气井的有效勘探和开发提供了新的技术支持。

南川区块茅口组泥灰岩胶凝酸酸压试验

南川区块二叠系茅口组泥灰岩气藏储层低孔低渗、碳酸盐岩含量高、裂缝不规则发育但连通性差、地层非均质性强,常规酸压技术直接进行储层改造的方法存在酸岩反应迅速、溶蚀距离有限等问题。结合该区块茅口组典型地质特征,开展了胶凝酸液实验测试与评价,筛选了以"多级交替注入酸压+闭合酸化"为主的增黏性强、配伍性好、稳定可降解的胶凝酸液体系,并在南川区块DS1HF井首次成功试验应用,取得了10 mm油嘴生产制度下,测试稳产气量23.05×10^(4)m^(3)/d的良好效果,验证了该项工艺技术在泥灰岩气藏中的应用可行性,对国内同类气藏的开发有良好的借鉴和推广应用价值。

页岩气井用新型无限级全通径滑套压裂技术先导试验

水平井分段压裂工艺是页岩气开发的关键技术之一。随着中国页岩气开发向常压领域的不断拓展,压裂工艺的提速提效变得迫切,现有的泵送桥塞射孔联作工艺存在泵送时间长、工具易遇卡、固井投球滑套压裂段数有限、连油拖动封隔器压裂规模受限等各种局限。基于新型无限级全通径滑套压裂技术,阐述了滑套工具的结构原理与工艺技术特点,并在南川页岩气田开展了2井次16段滑套压裂先导试验。试验表明该技术通过预置滑套替代泵送射孔与连续油管钻塞,滑套开启成功率100%,压裂段数无限制且施工过程连续,单段压裂平均耗时3.5 h,完成了单日7段压裂施工,是一种快速、安全、高效的分段压裂技术,为我国页岩气井压裂作业提速提效提供了新的技术手段。

可溶桥塞在南川页岩气田的应用研究

为解决页岩气水平井分段压裂使用连续油管钻复合桥塞时容易遇卡、强磁打捞次数多、工时长等问题,对可溶桥塞的结构和溶解原理进行了深入分析,并根据影响可溶桥塞压裂性能和溶解性能的关键因素,优选了不同耐温性能的可溶桥塞在南川页岩气田进行现场试验。试验结果表明,可溶桥塞在温度112℃下可承压差70 MPa,耐温93℃的桥塞可完全溶解,耐温120℃的桥塞只能部分溶解,与传统复合桥塞相比,单井可节约成本108.7万元。最后得出了影响可溶桥塞压裂性能和溶解性能的主要因素有温度、溶液矿化度和溶解时间,矿化度越高、温度越高,可溶桥塞溶解速率越快,尤其井温对可溶桥塞的溶解效果至关重要。并验证了可溶桥塞在页岩气井分段压裂中的可行性和经济性,对页岩气井压裂施工降本增效有良好的推广应用价值。

射流泵工艺在常压页岩气排水采气中的研究与应用

彭水区块属于典型的常压页岩气藏,原始地层压力系数偏低,压裂改造后通常需借助人工举升方式进行开采。初期优选电潜泵进行排水采气,排水工艺技术单一,生产过程中地层能量逐步下降,地层供液逐步减弱且产液含砂、黏土颗粒等杂质,电潜泵工艺很难实现稳定连续排采,作业频繁、生产成本高。为了解决常压页岩气井排水采气中遇到的问题,研究应用了射流泵工艺,并对射流泵工艺参数、配套工艺进行了优化,形成了一套适合常压页岩气排水采气的射流泵工艺,从而有效指导了常压页岩气生产。

渝东南常压页岩气压裂关键技术研究与应用

为了解决渝东南常压页岩气储层因水平应力差大和高角度裂缝发育等地质特点难以形成复杂缝网体系,进而难以实现经济开发这一问题,开展了常压页岩气藏压裂关键技术应用研究。通过对彭水区块常压页岩气水平井压裂技术分析,借鉴国外海相页岩气压裂成功经验的基础上,不断探索,对压裂改造规模、连续加砂工艺和段内暂堵转向优化等关键技术不断优化,从而提高裂缝的复杂程度,增大单段改造体积形成大型复杂缝网。在LY2HF井和JY10HF井的现场应用分别取得了日产气9.6×104m3和16.7×104m3的良好效果,从而实现常压页岩气的经济开发。

爬行器在页岩气水平井射孔中的应用研究

为解决连续油管传输射孔周期长、费用高、长水平段自锁等问题,开展了爬行器射孔的攻关试验。目前页岩气水平井分段压裂主要采用泵送桥塞射孔联作进行分段压裂,首段射孔,因缺乏泵送通道,常采用连续油管传输射孔,作业周期相对较长,费用相对较高,不利于降本增效开发。南川页岩气田通过引进研制改进部分工具,扩展了滚轮爬行器的业务范围,实现了页岩气水平井爬行器射孔。爬行器射孔通过牵引器提供动力,将射孔枪输送到射孔位置,点火完成射孔。通过现场改进及试验,南川页岩气田解决了电压隔离保护短节、减震短节、转接头3个方面的问题,掌握了爬行器射孔的性能及其适用条件,为后续施工提供经验和依据。试验结果表明,爬行器射孔在井斜小于90°的页岩气井水平段首段射孔是可行的。爬行器射孔能满足页岩气水平井带压射孔作业需求,作业过程受井斜、井筒洁净度的影响较大,相比连续油管射孔而言,其提速降本效果明显,单井节省施工周期2 d,提效达50%。

红庄油田水平井泡沫酸化技术应用研究

酸化是水平井储层改造的重要工艺技术之一。针对红庄油田水平井储关伤害严重的现状,从储层、钻井等方面对污梁堵塞原因进行了分析。由于常规酸化达不到解除全井段污染堵塞的目的,故提出泡沫酸化解堵方案,并对泡洙特性、渗流规律、泡沫酸液体系构成以及配方用量等进行分析和研究,现场应用后取得明显效果,较好地解决了水平井污染堵塞问题,为类似油田水平井增产提供了技术支撑。

彭水页岩气水平井中靶技术与应用

通过对彭水地区PYHF-1井地质导向技术的攻关研究与总结,提出了一种"数学逼近算法"。依据地质标志层逐步计算实钻地层倾角进而预测靶点垂深位置的中靶技术,建立了适合彭水区块的页岩气水平井中靶计算的数学模型,给出了数学模型的解析解。并在中靶技术计算过程中,提出了"地层微分化"的概念,提高了靶点垂深计算的准确性。该方法具有直观性、操作简便的优点,并在PY2HF、PY3HF、PY4HF井中靶计算过程中成功应用。

页岩气井双暂堵压裂技术研究与现场试验

针对页岩气井暂堵压裂过程中存在暂堵压力升高不明显、施工压力未传递到裂缝内部、簇间暂堵与缝内暂堵无法有机结合等问题,通过选用压差聚合胶结型暂堵剂GTF-SM,并优化其用量及暂堵压裂工艺,形成了页岩气井双暂堵压裂技术。该技术在南川页岩气田LQ-1HF井分段压裂中试验了10段,与常规压裂井段相比,簇间暂堵试验井段的暂堵压力平均提高了4.3 MPa,缝内暂堵试验井段的暂堵压力平均提高了0.82 MPa,而且试验井段的裂缝长度平均增加了5.8%,裂缝面积平均增加了12.5%。该井采用ϕ10.0 mm油嘴放喷测试,平均产气量23.37×10^4 m^3/d,平均套压20.17 MPa,产液量277.44 m^3/d,优于同区块采用常规压裂技术的页岩气井。试验结果表明,页岩气井双暂堵压裂技术能够形成较好的复杂缝网,可以满足页岩气田高效开发及压裂作业降本增效的需求,具有良好的推广应用价值。

南川页岩气田绿色开发技术优化与实践

页岩气开发利用是我国能源结构优化和大气环境质量改善的重要支撑。但油基岩屑无害化资源化处置、采出水达标处理、高噪音、温室气体排放和土地占用等页岩气绿色开发关键技术仍未彻底解决,且我国页岩气开发尚处初始阶段,生态环境保护规范和技术尚需完善。为了给未来页岩气更大范围的开发提供借鉴,对地表环境敏感、地下水文地质条件复杂的南川页岩气田开发过程面临的生态环境问题进行了分析;在已有技术基础上,对集约化用地和网电钻井压裂等污染源头减量,全井筒气密封检测技术、进流程测试技术和双节流+湿气计量采气技术等污染过程防控,油基岩屑规模化水泥窑协同处置和采出水压裂回用等废物综合利用,采出水达标处理等技术进行了优化研究。现场实践效果表明,该技术系列达到了“节能、降耗、减污、增效”的目标,取得了良好的现场应用成效,为我国其他区块页岩气绿色开发提供借鉴。

西南地区五峰组-龙马溪组地层典型特征及关键识别技术

西南地区是我国页岩气勘探开发的重点区域,但同时西南地区具有地质构造复杂、含气页岩时代老、埋藏深度深、地跨盆内及盆缘多个构造区.通过大量野外地质调查、地球物理处理分析、钻井实践及室内分析,基于高频沉积旋回厘定,建立了西南地区五峰-龙马溪组页岩层序格架和充填动力学模型,阐明了区域页岩层序控制作用机理,明确了西南地区五峰组-龙马溪组最下段形成于快速海进阶段,是五峰-龙马溪最有利页岩气开发潜力的层段;通过古环境、古气候综合分析,基于高频沉积旋回厘定,建立了西南地区五峰-龙马溪组富含页岩气层段的地层岩相组合及沉积微相序列,研究了垂向上页岩属性的非均质特征,明确了剖面的典型特征,建立了区域五峰-龙马溪组岩石学、有机地化及储层物性图版,为开展区域页岩精细化研究奠定基础;应用笔石生物地层学的方法精准定位页岩生气的有利地层,为黑色笔石页岩的精确地层划分和对比提供了关键工具;建立了西南地区五峰组、龙马溪组的高分辨率笔石生物带,提出了五峰组和龙马溪组页岩气产出的主要烃源岩层及储层段,为页岩气勘探提供了精细的地层标尺;综合运用测井电性及相关技术,实现了西南地区五峰-龙马溪组富含页岩气层段的识别及精确划分,形成了水平井快速精细地质识别及导向技术;首次建立了2条展示西南地区五峰组-龙马溪组产气地层的地层学、岩石学、古生物学等特征的典型剖面,为国内外学者认知中国典型页岩气产层宏观地质特征提供了直观实物资料,推动页岩气勘探开发知识传播.本成果出版专著3本,发表学术论文22篇,其中SCI 5篇,EI 2篇.

弯油管打捞技术在裸眼完钻容2井的应用

容2井位于下扬子区句容构造,采用裸眼完井。裸眼段经过酸压改造后,使用螺杆泵排液测试,考虑螺杆泵上部层位出砂,为防工具砂卡故未配备油管锚,在试采期间发现泵筒落井。由于井身结构上小下大的限制,加之落物倾斜,打捞难度较大。按照增加偏心距的思路结合现场打捞实际情况,提出通过弯油管增加偏心距,使用可退式捞矛与弯油管组合,分两次成功打捞出井内落物,其成功实践为裸眼井及上小下大井径内打捞积累了经验,有一定借鉴意义。