威荣页岩气田压裂实践与认识

相比于中浅层,威荣深层页岩气工程地质特征更复杂,具有地应力高、水平应力差高、塑性高、地层压力高的“四高”特征,复杂的工程地质特征带来难以形成复杂缝网、人工裂缝难以支撑与保持及套变异常情况频发三大挑战,具体表现结果就是气井压后单井最终可采储量低。为解决上述难题,经过坚持不懈的探索和实践,压裂工艺在不断发现问题、解决问题过程中持续进步,探索形成了一套基于均衡压裂理念的“精细优化+实时预警+控运行节奏+W型井网”的预防套变及提高压后产量的系列措施。采用该工艺推广应用39井次,压裂效果不断提升,单井平均最终可采储量提高了500×10^(4)m^(3),套变率从2022年的42.4%降低至目前的16.67%。由于邻井老井生产影响新压裂投产井,导致新井压后产量低于前期,现有400 m(一期)/300 m(二期)井距,压裂规模有下降优化的空间。后续新井应该在剩余储量基础上差异化优化,持续做好压裂技术攻关,实现威荣深层页岩气效益开发。

三维压裂设计软件(FRACPRO)在新场J_2s气藏压裂设计中的应用

新场气田J2 s气藏为川西致密低渗气藏 ,其埋藏深度较大 ,地质特征较为复杂 ,压裂施工泵压较高。文章针对该气藏中深井储层特征 ,应用三维压裂设计软件 (FRACPRO) ,预测压裂施工泵压 ,掌握裂缝延伸规律 ,结合油藏模拟结果 ,进行了压裂优化设计 ,采用适合中深地层的优质、低伤害、低摩阻压裂液新体系 ,现场施工取得圆满成功 ,增产效果显著。

川西气田低伤害水基压裂液技术现状分析

川西气田属于低渗~致密碎屑岩气藏,圈闭类型复杂,储层致密,非均质性强,气井自然产能低,开采效益极为低下,压裂改造往往是气井获得工业性开采价值的必经之路。保护储层的压裂液技术作为储层改造的关键技术之一,对正确评价储层、提高压裂增产效果具有举足轻重的作用。通过大量研究和现场实践,目前川西气田已基本形成了较为完善配套的低伤害水基压裂液体系,为川西气田的高效压裂开发提供了坚实的基础。

页岩气水平井分段压裂优化设计方法——以川西页岩气藏某水平井为例

页岩储层需要水力压裂才能获得理想的产能,压裂时在追求较大改造体积的同时也应注重形成与储层相匹配的缝网导流能力,以提高改造体积渗透率。基于Warren-Root模型,将压裂后形成的缝网考虑为高渗透带,利用等效渗流理论建立了等效高渗透带模型,在地质模型中利用体积及等效渗透率对压裂缝网进行表征,通过产能模拟并借助净现值理论对高渗透带长度、等效渗透率等参数进行优选,并以优选的高渗透带参数为目标,结合缝网模拟便可得到目标条件下的最优施工参数。针对川西页岩气藏某水平井使用该方法得到最优高渗透带长度为200～220m,最优等效渗透率为4～5mD。结合缝网模拟得到目标条件下的施工参数为:总液量为1 600m3,总砂量为53m3,平均砂比为10%,最高砂比为28%,施工排量为10m3/min。该设计为页岩气储层改造作业提供了技术支撑。

酸处理降低储层破裂压力机理及现场应用

压裂改造是提高低渗透油气藏采收率的重要手段,而地层破裂是储层压裂改造的关键。在低渗透储层的改造过程中,由于储层段埋藏深、构造应力异常、泥质含量高、钻完井过程中地层伤害严重等原因,某些井层破裂压力异常高,导致了施工失败。以砂岩岩样为研究对象,通过对标准、泥浆污染及酸处理前后岩样的微观、物理性质和力学性质的测试实验,分析了酸处理降低储层破裂压力的机理。该项技术在川西须家河致密气藏的改造中得到了成功应用,保证了储层改造的顺利实施,充分证明了酸处理降低储层破裂压力的可行性。

碳酸盐岩储层加砂压裂改造的难点及对策

碳酸盐岩储层的储集空间复杂多变,天然裂缝发育,基质渗透率一般小于1×10-3μm2,压裂改造是该类储层投产开发的一项关键技术。鉴于目前碳酸盐岩储层压裂改造成功率低,广泛调研了国内外碳酸盐岩加砂压裂的改造实例,分析认为压裂液滤失严重、储层可动流体饱和度低、缝高控制难、施工压力高、施工压力对砂浓度敏感是碳酸盐岩压裂改造的主要难点。从加强储层展布预测和测试压裂评价、降低压裂液滤失和消除多裂缝、利用酸预处理和加重压裂液降低破裂压力和施工压力、改进压裂液的抗剪切性能和携砂能力、优化压裂规模和优选施工参数等方面提出了相应的对策,对提高碳酸盐岩储层加砂压裂改造的成功率具有指导意义。

高速通道压裂技术在国外的研究与应用

高速通道压裂技术是近两年出现的新工艺,主要应用在美国、俄罗斯、南美和北非、中东等油气高产地区,已在世界范围内实施超过3800井次,取得良好增产效果。该工艺的主要目标是在人工裂缝内部造出稳定而敞开的油气流动网络通道,显著提高人工裂缝的导流能力,消除由于残渣堵塞、支撑剂嵌入等引起的导流能力损失,从而减小井筒附近的压降漏斗效应,提高压裂改造效果。通过综合多簇射孔、支撑剂段塞注入和拌注纤维等工艺技术,实现了支撑剂在裂缝内非均匀铺砂;经过优化研究,使高速通道保持长期有效。该工艺可提高铺砂效果、减少压裂材料使用量,增加返排率,保持裂缝的清洁,并能有效减少施工中砂堵的风险,其适应性广,可用于砂岩、碳酸盐岩及页岩等各种油气藏。为解决国内低渗透油气藏压后普遍存在的返排困难和裂缝伤害等问题,提供了一种可行的技术方法。

川西中浅层水平井分段加砂压裂改造技术

针对川西低渗透气藏高温、高压、储层品质差、气井控制半径小、产量递减快、气藏整体采收率低等问题，在对水平井分段压裂适应性分析基础上，将常规水平喷射技术应用于水平井分段压裂，形成水平井不动管柱滑套水力喷射分段压裂及其配套技术。裂缝参数优化结果表明，在水平井段长为600m时，裂缝条数4～5条、裂缝半长120-140m，且中间裂缝较短，两端裂缝较长，两端裂缝间距小，中间裂缝间距大的裂缝组合，是实现分段压裂水平井产能最大化的保证。针对水平井压裂施工多裂缝易砂堵、长水平段支撑剂传输沉降等风险，通过工具改进，结合支撑剂段塞、防砂控砂。以及高效返排工艺技术，形成有效风险防控措施，保证顺利施工和安全生产。现场试验对比结果表明，新技术应用降低施工成本．提高气井单井产能，压裂水平井产能较邻井直井产能增大2倍以上。对比气井压后稳产情况可以看出．水平井稳产能力优于相邻压裂直井，在难动用储量的高效开发上表现出一定优势。

川西低渗致密气藏水平井开发实践与认识

川西坳陷属典型的低渗致密气藏,为探索水平井的适应性,开展了4口水平井先导试验,试验探索了不同钻井方式、不同完井方式、不同增产方式在不同区块对产能的影响。试验结果表明,由于水平渗透率比垂向渗透率高2-3个数量级,导致了水平井自然产能与直井差异不大,均达不到工业产能。也正因为这一内在因素,导致了不同钻井方式、不同完井方式对致密储层水平井自然产能影响不大。针对上述实际情况,探索了酸压与加砂压裂改造先导性试验,酸压改造增产幅度不大,而加砂压裂效果却异常显著,增产倍比14倍以上。结合水平井加砂压裂现场实践,对于低渗致密气藏水平井,靠长的水平井段代替垂直井加砂压裂人工裂缝是不太现实的,即仍然需要加砂压裂才能获得理想效果,为类似致密储层水平井开发提供了有益参考。

威荣区块深层页岩气井体积压裂技术

威荣区块页岩气储层埋藏深(3550~3880 m),地应力高(垂直地应力86.0~97.7 MPa),水平地应力差大(7~17 MPa),岩石脆性指数低(小于0.50),天然裂缝不发育,压裂面临施工压力高、压力窗口窄、敏感砂比低、加砂难度大的难题。大型物理模拟实验表明,威荣区块深层页岩气井压裂裂缝形态以主缝+分支缝为主,裂缝复杂程度较低。根据地质、工程因素优化分段分簇位置,以最大改造体积为目标优化分段分簇数量,实现了对地层的密切割;采用密切割及复合暂堵压裂技术,提高了水平段裂缝的横向覆盖率;通过研究支撑剂输送规律,优化了3级粒径支撑剂的铺置方式,提高了加砂强度;采取缝内暂堵、二次压裂、增加压裂液黏度和施工排量等措施,提高了缝内净压力及裂缝复杂程度。采用以上技术,最终提高了压裂有效改造体积和最终可采储量。研究成果在威荣区块页岩气井得到了成功应用,平均单井加砂强度提高到2.00 m^(3)/m,平均单井无阻流量为48.2×10^(4) m^(3)/d,平均单井最终可采储量为1.10×10^(8) m^(3),改造效果较前期显著提高。压后评估表明,最终可采储量与加砂强度呈正相关关系。提高深层页岩气加砂强度、控制用液强度,是经济有效压裂的关键。

永川深层页岩气藏水平井体积压裂技术

深层页岩气藏水平井压裂存在注入压力高、加砂难、稳产能力低等问题,针对永川龙马溪气藏地质特点,以形成体积压裂缝网为目标,采用优化后的高黏、低黏组合液体及粒径70/140目+40/70目+30/50目组合支撑剂,选择大通径免钻桥塞和可溶桥塞分段工艺,采用地质工程双甜点地球物理预测技术确定分段分簇位置,结合6段制混合注入模式和特殊加砂工艺保证顺利加砂,并配套了射孔优化、缝口暂堵技术、压后闷井方案增加裂缝复杂程度。实施井获得了较好的增产效果,达到体积改造目的。

闭合酸压技术在川东北地区海相碳酸盐岩储层开发中的研究与应用

川东北地区海相碳酸盐岩储层具有埋藏深、岩石致密、低孔、低渗透、高温高压和非均质性强等特点,对储层改造工艺的要求极高。通过室内实验,研制了适合该类储层的胶凝酸酸液体系,其具有缓蚀、缓速、低摩阻、易返排的优良性能。优选了闭合酸压工艺,对该工艺的机理及优点进行了研究;对施工排量和用酸量进行了优化,形成了胶凝酸闭合酸压工艺。该工艺在河坝2井飞三段储层进行了现场试验,酸压前的产气量为2.96×104m3/d,酸压后产气量为204×104m3/d,增产69倍,取得了良好的增产效果。目前该工艺正在川东北地区推广使用。

川西中浅层气藏双封隔器三层分压合采投产管柱研究与应用

川西中浅层气藏属低孔、低渗、多层系气藏,部分井单层压裂改造不能满足经济有效开采要求,需要采用双封隔器分压三层,压后不动管柱合采投产。针对压差式封隔器工具组合分层压裂管柱存在的问题,研究开发出了一套适合于川西中浅层气藏的多层分压合采管柱,该管柱采用水力式Y241双封隔器工具组合,提高了压裂管串的可靠程度,特别是开发出了低密度钢球配合双滑套喷砂器,在压裂施工结束时不用动管柱而通过双滑套喷砂口实现了三个产气层的有效连通,满足了压后不动管柱三层合采直接投产的需要。在2006年7月至2007年7月间,应用该工具组合在川西中浅层气藏成功地进行了10口井共30层的压裂施工,工具应用成功率达100.0%,为川西中浅层多层系气藏的进一步高效开发奠定了重要基础。

砂岩酸化非常规土酸酸液综述

文章较全面地介绍了用于砂岩酸化非常规土酸酸液体系,包括:氟硼酸酸化、磷酸酸化、硝酸酸化、5H+酸酸化、氟硅酸酸化、顺序注盐酸—氟化铵酸化、自生土酸酸化、缓冲调节土酸酸化、有机酸—土酸酸化、铝盐缓速酸化。对各种酸液体系的原理、特点及现场应用情况作了不同程度的论述。

川西气田可钻桥塞分段压裂技术

可钻桥塞分段压裂既能同时满足不限级数和大排量压裂的需求,又能满足压后井筒畅通,利于井下作业和生产,对非常规油气藏体积压裂具有较强适应性。通过分簇射孔参数优化、分段压裂参数优化,配套桥塞选型及井口装置、泵送及钻磨参数研究,形成了可钻桥塞分段压裂技术,解决了大排量压裂与井筒畅通的矛盾,在川西气田开展三井次先导试验,最大分段数达到15段,最多射孔簇数43簇,最高施工排量18 m3/min,压后成功钻磨桥塞。

不动管柱水力喷射分段压裂技术研究和应用

川西须四致密砂岩气藏前期采用酸化解堵改造不充分,由于储层埋藏深、裂缝延伸压力高,压裂改造难度极大。结合中浅层成熟的不动管柱分段压裂工艺和水力喷射工艺,形成了深层不动管柱水力喷射分段压裂技术,通过优化喷嘴数量、入井管柱和工具、油套注入排量,采用"过交联"压裂液控制技术、环空压力控制技术,解决了深层压裂中喷射深度、段间封隔、油套同注控制等关键问题,在深层衬管完井水平井中成功应用。

川西中浅层致密气藏水平井开发工艺技术研究

针对川西中浅层低孔、致密、非均质性强、连片性差和储量难动用等难点,西南油气分公司进行水平井试验。通过总结水平井实践,认识到致密气藏必须通过分段压裂建产,开发工艺与以水平井分段压裂为核心,配套完善水平井钻完井工艺。形成了适合川西的国产化的不动管柱滑套水力喷射分段压裂工艺和HY241套管封隔器分段压裂工艺,完善了与分段压裂相配套的井眼轨迹控制技术、井身结构设计、钻井液优化等水平井钻井工艺以及完井方式和完井参数优选、完井管柱优化等水平井完井工艺,为今后开发类似气藏提供可借鉴的成功经验。

高压低渗气藏水平井水力喷射分段压裂工艺技术

新场上沙溪庙组气藏为典型的低孔、低渗高压致密气藏,水平井分段压裂技术是该类储层高效开发的有效手段。针对地层压力高、分段手段有限等难点,将水力喷射压裂与多级滑套分层压裂工具相结合,形成了高压低渗气藏水平井水力喷射分段压裂工艺技术。该技术具有不动管柱连续分段改造、不带封隔器、管柱容易起出等特点。在XS311H和XS21-1H井完成了3段分段压裂施工,压后分别获天然气无阻流量16.1×104m3/d和4.3×104m3/d,取得较好的增产效果。

深层气藏不动管柱水力喷射分段压裂技术

川西深层须四气藏为低孔低渗致密砂岩气藏,气藏埋藏深、压力高,破裂压力、延伸压力高,压裂改造难度大。X21-2H井水平段衬管完井,结合水力喷射技术和滑套多层压裂工艺,开发不动管柱水力喷射分段压裂技术,投球依次开滑套后由喷嘴喷砂射孔和压裂,实现了多段改造。通过优化喷嘴数量、入井管柱和工具、油套注入排量,采用"过交联"压裂液控制技术、环空压力控制技术,保证了顺利施工。

闭合酸压技术在川东北气田的研究与应用

酸压改造是川东北地区海相碳酸盐岩储层增储上产的重要手段，但是川东北海相碳酸盐岩储层具有埋藏深、温度高、非均质性强、低孔低渗部分地区高含硫的特点，使得储层改造面临大量技术难题。为此，选用该地区储层岩心进行室内试验，优选出适合该地区的胶凝酸酸液体系，并从川东北地区实际情况出发，结合储层的具体特征，优选出适合该地区的闭合酸化工艺，最后以一口典型井为例，证实了优选出的酸液体系及酸化工艺在该地区具有较好的适应性。