页岩气储层压裂改造关键技术及发展趋势

页岩气是国内外新兴的非常规新能源,可作为常规能源的重要补充,在当前世界能源紧缺形势下具有特别重要的战略意义。当前,我国页岩气资源潜力巨大,尚处于起步阶段,远落后于北美地区的商业化开发,但国家高度重视页岩气的勘探开发,以有效缓解能源紧缺。页岩气高效开发的关键在于储层的水平井压裂改造,也是当前我国页岩气产业面临的重大困难之一。整理和比较了多级压裂、清水压裂、同步压裂、水力喷射压裂、重复压裂、CO2与N2泡沫压裂、缝网压裂等当前储层压裂改造的关键技术及适用条件,对比了压裂中常用的滑溜水、复合压裂液、泡沫等各类压裂液体系和各类添加剂的优劣效果,总结了井下微地震、测斜仪、直接近井筒裂隙监测、分布式声感器等常用的裂缝监测技术适用范围。初步展望认为,超高导流能力压裂和超临界CO2开发技术是未来的发展趋势。

玛北油田三叠系低渗砂砾岩储层压裂改造工艺技术

准噶尔盆地玛湖凹陷三叠系百口泉组是玛北油田的主力产层,钻井揭示的砂砾岩层多套发育、垂向组合变化大,油气显示多位于厚砂砾层的上部,储层改造效果不明显。根据砂砾岩层多套发育、纵向油气显示跨度大且各套砂砾岩层及围岩应力差异大的特点,采用常规分层压裂和套管桥塞分层压裂工艺。油气层多位于厚砂砾岩层的上部,在裂缝向下延伸易沟通水层的情况下,实施二次加砂的储层改造工艺。水平井改造工艺主要包括水平井裸眼封隔器投球滑套压裂技术和套管桥塞多簇射孔联作压裂技术。“一井一策”技术的实施可提高单井产量,平均日产油是同区块常规压裂井的3倍以上。

准噶尔盆地玛湖凹陷百口泉组储层水平井压裂效果地质影响因素研究

准噶尔盆地玛湖凹陷三叠系百口泉组碎屑岩储层非均质极强,影响了储层压裂改造,严重制约了石油的高效开发。选取玛湖凹陷百口泉组一段的储层样品,应用岩屑数字化技术,建立储层岩石物理模型,结合射孔冲蚀面积,重点分析研究百口泉组储层压裂效果影响因素。结果表明:1) 百一段储层矿物组成以石英、钠长石和伊蒙混层为主,储层非均质性较强,储层平面孔隙度普遍小于5%,孔隙类型主要以粒间孔和长石粒内孔为主,同时发育有大量孔隙;2) 根据储层矿物成分、孔隙结构建立岩石物理模型,并利用测井声波进行校准,结果表明百一段内储层岩石物理参数变化大;3) 射孔冲蚀面积与储层脆性参数、裂隙发育成正相关关系。脆性参数越好、裂隙越发育,进液量越大,压裂效果越好。本研究对玛湖地区百口泉组碎屑岩储层压裂改造,具有重要的指导及参考借鉴意义。

连续管密切割压裂工艺技术及其应用

大庆外围致密油扶余和高台子储层,孔隙度低,渗透率<0.01 mD,基质物性差,常规完井后难以有效动用,必须进行体积压裂改造才能开发。以往该类储层采用“水平井(水平段1600 m)+桥塞”多簇体积压裂方式,针对性不强、施工时效低。针对以上储层特点以及开发过程中压裂工艺技术存在的问题,研究了以“缝控储量最大化”为目标、利用连续管携带底封工具,单簇单压、密切割连续管压裂工艺,增加有效储层改造体积(SRV),提高改造效果。该技术在173-86区块现场应用实践了4口井,工艺获得显著提升,Q196-P2单井切割压裂完成118段,是目前国内单井切割段数之最,压后均套管自喷生产,改造效果明显。

页岩气压裂技术进展及发展建议

针对页岩储层孔隙度、渗透率极低,需要压裂改造形成复杂的裂缝网络,才能保证页岩气的高效开发,梳理了直井压裂、水平井压裂、重复压裂、超高导流能力压裂及深层压裂的关键工艺,对比了泡沫、滑溜水、纤维、液化石油气等压裂液体系的优缺点及适用性,归纳了微地震监测、测斜仪监测等裂缝监测技术的原理和优缺点,并提出了页岩气压裂发展的建议。研究得出:我国已实现3500 m以浅页岩气资源的大规模工业化开发,深层页岩气将成为页岩气开发的重要接替领域;未来压裂液体系发展呈低成本、低伤害、清洁环保、适应苛刻环境的趋势;重复压裂将成为页岩气增产的重要举措,裂缝监测技术是页岩气压裂优化设计的导向,“工厂化”压裂模式是页岩气压裂降低成本的有效途径。

辽河油田雷家致密油储层改造研究

辽河油田雷家地区泥质白云岩储层常规试油与压裂后低产、低效,为了在雷家地区致密油储层勘探上取得突破,通过直井的资料录取、分析、实验、储层改造尝试,逐步总结出从钻井到储层改造初见成效的方法。保证水平井钻完井顺利完成,增加套管头抗压级别,实现速钻桥塞分簇射孔联作,采用Hiway技术进行套管压裂改造等,获得了水平井储层改造增产效果的突破。因此,在该地区继续采用水平井完井,进行多级压裂改造储层,进而获得区域上勘探开发的规模储量。

元坝海相储层改造难点及技术对策

元坝海相属于礁滩相控制的复杂生物礁气藏，其资源量丰富，但大部分储层具有埋藏深、地层温度高，储层非均质性强等特征，酸压改造实施难度大。为此，在元坝海相储层特征及酸压改造需求分析的基础上，开展了酸压改造思路与方案分析，并通过酸岩反应等理论研究、酸液体系及暂堵材料优化、酸压改造工艺优化，研究形成了适用于元坝超深礁滩相强非均质储层高效深度酸压技术及长井段超深水平井／大斜度井分流转向酸压技术。该技术成果在元坝长兴组开展了27井次的现场试验及推广应用，施工成功率100％，工业气井率100％，应用效果显著。

页岩气勘探开发中地球物理技术的应用

本文基于页岩气勘探开发新形势,对地球物理技术在我国页岩气勘探开发中的应用现状、问题和面临的挑战进行了分析.在页岩气的勘探开发过程中,地球物理技术发挥着在常规油气勘探开发中完全不同的作用,地球物理技术可为优化页岩气钻井及储层压裂改造部署提供重要技术支撑.本文还介绍了国外利用封闭应力指导水平井钻探、综合运用杨氏模量和水平应力差比进行页岩气工程"甜点"预测、运用得到的岩石力学属性进行相关分析指导压裂的一些成功范例;但是,在页岩气勘探开发中,地球物理技术还面临着各向异性、含气丰度预测、工程"甜点"预测等难点的挑战,针对这些难点,本文提出了发展适用于我国页岩气开发的特色地球物理技术的建议.