四川盆地渝西大安区块龙潭组深层煤岩气压裂技术探索

据多轮次煤层气资源评价结果,沉积于海陆交互环境的四川盆地上二叠统龙潭组也是重要的产煤层系,其中作为南方首个浅层山地煤层气代表的川南地区筠连煤层气田已成功实现商业开发,而深层煤岩气勘探评价仍处于探索试验阶段,亟需结合深层煤岩的构造和储层特征,建立一套适用于深层煤岩气的压裂技术体系。为此,从储层物性、岩石力学、顶底板特征3个方面,对比分析了四川盆地渝西区块龙潭组19号煤岩与其他深层煤岩气的地质工程差异,通过正交试验优化压裂参数,形成了“小簇间距布缝(15~23 m)+单段多簇射孔(4簇)+大排量大规模造缝(施工排量18~20 m^(3)/min、用液强度32~35 m^(3)/m)+高强度加砂支撑(6.5~7.0 t/m)”的压裂工艺技术,成功实施了四川盆地首口深层煤岩气水平井的压裂作业。研究结果表明:①龙潭组深层煤岩煤质呈软塑性,割理和裂缝发育,需通过小簇间距布缝、大排量大规模造缝、高强度加砂支撑的压裂工艺思路以提高缝网复杂程度和支撑裂缝导流能力;②微注入压降测试(DFIT)获取的地质参数与测井资料预测的数据吻合度好,在深层煤岩具有良好的适用性;③针对深层煤岩具有高孔隙度、发育割理和裂隙的地质特征,停泵30 min+投球暂堵的方式可以有效提高改造范围和效果。结论认为,在四川盆地渝西大安区块深层煤岩气的探索实践,有助于形成深层煤岩气压裂改造技术体系,对加快推进四川盆地超压、超饱和深层龙潭组煤岩气高效规模开发具有重要的指导意义。

覆压水化作用对页岩水力压裂缝扩展的影响

已有的页岩水化实验大多是在常压或较低围压的条件下进行的,而对于地层应力状态下,页岩水化作用是否仍然存在以及其对水力压裂裂缝复杂程度的影响有多大等问题仍有待于探索。为了弄清在地层应力状态下水化作用时间对页岩水力压裂缝复杂程度的影响情况,采用真三维水力压裂物理模拟实验装置,基于相似准则开展了地层应力状态下考虑不同水化作用时间的压裂模拟实验,对不同水化作用时间形成的页岩水力压裂缝的发育特征进行了分析,并开展了现场水化试验。研究结果表明:①在地层三向应力条件下,岩样经水化作用后压裂形成的裂缝复杂程度更高;②页岩水化作用的影响程度由水化时间决定,水化时间越长,水化作用影响程度越大,压裂后形成的裂缝复杂程度越高;③页岩水化作用会使得压裂后在近井区域产生较为明显的复杂多缝效应,导致流动摩阻上升、施工压力升高,不利于后期施工;④水平井水化试验段压裂后的垂直缝体积分数较不水化压裂段低,水化起到了增加压裂缝复杂程度的作用。结论认为,该研究成果对于页岩气压裂施工工艺方式的确定和返排制度的优化具有一定的指导意义。

页岩气藏水平井组“工厂化”压裂模式实践与探讨

针对页岩气多口水平井组"工厂化"压裂模式开展分析,对比井组拉链式压裂、循环拉链式压裂、同步式压裂的作业程序、泵注模式、地面配套差异,初步获得了影响"工厂化"改造效率和效果的主要因素。分析认为,"工厂化"压裂相对于单井压裂而言提升50%的压裂时效,形成的改造体积相对于同规模单井压裂而言提升数倍,同时改造体积的形成更加复杂,受到平台岩石力学性质变化、天然裂缝发育、井间和段间应力干扰等诸多因素控制。对比"工厂化"的不同压裂模式,拉链式压裂相对于同步压裂而言,单套车组利用率更高,场地需求更小,形成的改造体积相差不大。对于水平井组"工厂化"压裂而言具备更强的适应性。

地面散点式微地震监测技术在昭通国家级页岩气示范区XX平台的应用

微地震监测是评估油气藏压裂效果的一种有效手段,主要包括井中微地震监测和地面散点式微地震监测两种方式。为了了解昭通国家级页岩气示范区XX平台页岩气储层水力压裂过程中的裂缝扩展情况并对压裂效果进行总体评价,指导后续浅层页岩气水力压裂项目的实施,采用了具有可灵活布设、可全平台覆盖、长期监测成本较低等优点的地面散点式微地震监测技术;通过在该示范区太阳构造XX平台的数据采集及处理试验,采用扫描叠加定位算法对微地震事件进行定位,并与该平台同时进行的井中微地震监测成果进行了对比;进而研究分析了散点式微地震监测不同观测孔径、不同检波器道距对定位结果的影响。研究结果表明:(1)较之于井中监测,地面散点式监测在监测时间和监测空间上更加具有优势;(2)观测孔径主要影响定位精度,而道距影响的则是弱信号的定位能力。结论认为,该研究成果验证了地面散点式微地震监测技术在昭通页岩气示范区浅层页岩气压裂效果评估的可行性,为今后微地震动态监测方法在该区的长期应用提供了技术支撑。

生物酶解堵技术的研究与应用

鄯善油田属于典型的低孔特低渗油藏,目前已进入中高含水期开发。油井污染类型复杂,油井酸化措施有效率低。生物酶是从自然界提取的生物制剂,可生物降解,迅速剥离近井地带结晶、堆积在岩石颗粒上的蜡及沥青质,使岩石润湿性由油湿转变为水湿,降低原油在地层空隙中的流动阻力,对设备、环境和人员无伤害,具有经济、高效、环保的特点。该技术在鄯善油田已成功应用2口井,取得良好的效果。

复杂水配制压裂液技术研究进展

综述了油气田开发领域中使用复杂水(包括高矿化度水、返排水、油田污水、海水和加重水)配制压裂液技术的发展状况,深入探讨了聚合物耐盐机理,分析了影响聚合物在复杂水中溶解的重要因素,针对压裂液体系在地层水、返排水、海水等高浓度盐水中的应用进行了详细阐述,分析了天然聚合物和人工合成聚合物在复杂水配制压裂液技术的未来发展方向。

双封隔器分层压裂工艺技术在鄯善油田的应用

鄯善油田属于典型的低渗、低孔、低压非均质砂岩油藏。通过介绍双封压裂工艺技术在鄯善油田的应用,证明了双封压裂工艺技术具有安全、可靠,操作简单,低污染,而且成功率不断提高的特点,并已成功地用于其它油田。

海安凹陷阜二段致密油藏体积压裂技术

苏北盆地海安凹陷阜二段属于典型的低孔低渗致密油藏,为了评价该探区的储层物性、含油性以及为水平井井位部署提供设计依据,对该地区一口直井预探井进行了体积压裂。研究了储层的岩性、脆性、物性,在此基础上,为了满足在体积压裂时尽可能提高铺砂浓度的要求,优选了滑溜水和线性胶压裂液体系。为达到认清各小层的目的,采用了桥塞分层压裂、分层试油、打捞桥塞合层求产的技术措施。在施工前进行小型压裂测试来保证主压裂的顺利进行,并在施工时采用地面微地震技术来监测缝网体积。现场施工排量达到4.5~5.0 m^3/min,累计加砂140 m^3,最高砂比12%。裂缝监测表明各层的造缝效果较好,裂缝形态较为复杂。试油效果达到地质设计预期。

页岩气水平井选择性分簇压裂工艺先导性试验——以昭通国家级页岩气示范区为例

昭通国家级页岩气示范区内的页岩气储层应力结构复杂、裂缝带发育,一旦钻遇断层或发生套管变形等情况时只能舍弃部分层段或笼统压裂,难以达到有针对性的分段改造储层的目的。为此,基于砂塞暂堵分段技术,提出了适用于该区页岩气水平井的选择性分簇压裂工艺,并将该工艺应用于昭通X-1水平井的压裂改造中。研究结果表明:(1)选择性分簇压裂工艺可以突破常规分段的限制,根据现场需要在水平井段任意位置进行单簇定点压裂或多簇大规模多级压裂,同时,该工艺不同于常规压裂只从B靶点往A靶点施工的顺序,根据井筒、储层条件,可以改变压裂的前后顺序;(2)X-1井地层应力分布复杂、断层发育、套管变形风险高,通过采用选择性分簇压裂工艺以及改变常规压裂施工顺序,先进行后续若干簇压裂、后进行目标区域改造,顺利完成了72簇压裂施工,全井段均实现裂缝有效扩展,该井储层增产改造体积(SRV)达73×106 m3,测试产能达10.87×104 m3/d。结论认为,选择性分簇压裂工艺在井况复杂及需要进行重复压裂改造的水平井中具有较强的适用性,具有良好的应用推广价值。

鄯善油田套管损坏机理研究及防治措施

鄯善油田属低孔、特低渗非均质砂岩油藏,油层埋深3000～3500m,压裂、酸化是增产增注的主要措施。随着油田开发的深入,油田井况逐年恶化,目前已有套损井107口,已占总井数的20.3%,不仅造成巨大的经济损失,而且已经严重影响了油田的开发调整与最终的开发效果。该文分析了鄯善油田套损的分布特点,分析了油水井套损的原因在于泥岩吸水蠕变,高压注水,频繁的增产措施,以及腐蚀,管理措施不当。确定了套管损坏的防治措施,并就不同类型的井层提出不同的处理方法,通过几年的治理,取得了一定的效果,对油田的高效开发提出了可靠的保障。

低伤害滑溜水压裂液在长宁区块的应用

常规滑溜水降阻剂在生产中会对地层水及环境产生一定的影响,为此,开展了低伤害滑溜水体系实验。采用易降解的生物柴油作为油相制备了一种环保型滑溜水降阻剂,选择配伍性能良好的小分子阳离子防膨剂和氟碳类助排剂组成滑溜水体系。长宁区块地表水与返排液组成的混合水配制,无絮凝、沉淀现象发生,降阻剂、防膨剂和助排剂的质量分数分别为0.1%、1.0%和0.5%。动态减阻评价实验表明,降阻率为73.2%,表面张力为22.18 mN/m,岩心伤害率低于常规滑溜水。在长宁区块NH8-5井现场试验显示,施工压力平稳,施工排量12.6 m3/min。降阻剂溶解速度快、降阻率高,达到了在线连续混配施工要求。

昭通太阳区块浅层页岩气井出砂原因分析及防砂治理措施

自2019年以来,昭通页岩气示范区在太阳区块浅层开展“多簇射孔+大排量+高强度连续加砂+石英石替代陶粒+暂堵转向”为核心的压裂2.0工艺技术试验,并实现了全面推广应用,单井测试产量和EUR均得到提高,但在压后排液和生产过程中部分井出现不同程度出砂,这不仅对地面管汇流程造成一定损害,还导致单井产量下降。为深究浅层页岩气井出砂原因,从太阳区块页岩储层物性特征、压裂工艺、压裂液体系、返排参数控制等方面进行综合分析,结果表明低闭合应力和压裂后不合理的返排制度是造成浅层页岩气井地层出砂的主因,高产水量和体积压裂工艺是诱因。结论认为采用优化泵注程序及纤维防砂的工艺、制定合理的返排测试及生产制度等方式可以实现防止和控制地层出砂。

新型氧化解堵剂在鄯善油田的应用

在油田开发过程中,由于回注污水部分指标不合格导致低渗砂岩的堵塞日益复杂,常规酸化的各种酸液体系不能有效解除有机以及无机堵塞,从而难以达到水井增注的目的。通过氧化解堵剂在鄯善油田的试验应用所取得的效果,对比分析,获得了一定的认识,为低渗砂岩油田增注措施找到了一条新的途径。