压裂液伤害的计算机断层扫描技术

使用CT(计算机断层扫描)技术可以在不破坏岩心的前提下进行无损检测,有利于对压裂液储层伤害的位置和程度进行效果对比、定量分析和直观观察。采用微米-纳米级CT扫描系统对压裂液伤害前后的岩心进行了微观分析,结果表明:致密储层岩心的物理性质差是引起储层伤害的根本原因,压裂液与储层的相互作用是伤害的引发因素。CT技术定性、定量、可视化的分析能力可以更直观地反映上述伤害产生的位置和程度,可以有效印证其他分析手段得到的数据,为压裂液伤害的研究提供试验手段和理论依据。

低渗致密储层压裂液伤害机理实验设计

“十三五”以来油田新增石油探明储量以低渗、特低渗油藏为主,储层具有孔喉细小、富含敏感性矿物、裂缝发育、界面张力大等特点,对储层伤害异常敏感,在钻完井、压裂改造等过程中易造成二次伤害,严重影响油藏有效开发。因此,有必要开展储层压裂液伤害机理研究,文章主要阐述了针对这方面研究的室内实验设计内容。

基于压力脉冲法的储层基质压裂液伤害评价

低渗透油气藏储层基质致密,发育微纳米孔喉,毛管压力作用明显,在压裂过程中由于压裂液返排不彻底而受到伤害,导致油气藏产能降低。目前大量的研究集中于压裂液对储层裂缝的伤害,忽略了对基质的伤害。基于压力脉冲法测定原理,建立基质渗透率测定模型,并根据模型研发了压力传导仪,系统地研究压裂液对塔里木油田克深地区致密砂岩、四川盆地鲁家坪组以及须家河组页岩储层基质的伤害规律。与常规岩心流动伤害评价方法相比,压力脉冲法不需计量岩心出口端流量,而是以记录流体通过岩心时下游压力随时间的变化来评价岩心渗透性和损害程度,从而解决了低渗透岩心渗透率过低而引起的实验误差大、流量监测时间长等常规评价问题。

特低渗油田水力压裂的压裂液伤害实验研究

为了提高压裂效果,针对特低渗油田水力压裂液伤害进行实验研究。在研究区储层地质特征分析的基础上,以特低渗砂岩岩心为对象,对不同压裂液造成的伤害进行实验测定和分析,定量评价储层压裂液的伤害程度,分析造成储层伤害的原因。认为黏土的存在是造成储层伤害的主要原因,储层伤害受到黏土含量、黏土类型、渗透率等多种因素的影响。建议从减少压裂液的滞留吸附、提高破胶率、提高返排率方面着手改进压裂液。

苏里格气田东区气藏压裂液伤害机理分析及对策

在分析苏里格气田东区上古生界致密岩屑砂岩储层地质特征基础上,通过核磁共振、岩心流动等室内试验对胍胶类压裂液伤害机理进行详细分析,认为物性变差、压力系数降低是造成储层伤害的根本原因,而体系残渣对微裂缝、支撑裂缝堵塞及岩心端面的滤饼伤害是植物胶类压裂液引起伤害的主要因素,同时储层敏感性、水锁伤害也对致密储层造成较大的伤害。因此,从降低残渣质量浓度、提高返排效率角度出发,针对性研发了阴离子表面活性剂、羧甲基胍胶及低质量分数羟丙基胍胶3种新型的低伤害压裂液,并逐步在现场试验推广,取得了较好的改造效果。

致密储层压裂液伤害的数字化评价方法——以P59井为例

在压裂改造过程中,压裂液破胶液残渣易对储层造成伤害,特别是致密储层,影响开发效果。为了明确压裂液对致密储层的伤害情况,以往采用的岩心驱替伤害评价方法存在取心数量多、驱替压力高、实验周期长、费用高等问题。低渗透致密储层物性差,常规压裂液伤害评价方法已无法满足该类储层的压裂液伤害快速评价需求。基于数字岩心建模与CT扫描技术,结合致密油储层压裂液伤害渗流模拟,形成了致密储层压裂液伤害数字化评价方法。实验结果表明,压裂液侵入后,致密储层孔渗参数均有不同程度地降低,第3 d时孔隙度、渗透率损失率达到70%,与岩心驱替实验结果对比,符合率达到90%以上,为致密储层压裂液伤害评价提供了新途径。

低孔低渗气藏压裂液伤害评价及优选

为了提高低孔低渗气藏的产气量,采取压裂的增产措施,优化压裂液体系,能够达到最佳的增产效果。经过现场的压裂施工过程中,对压裂液性能的评价,压裂液对气层的伤害程度,直接影响到后续天然气的开采。

滩坝砂储层压裂液伤害及敏感性评价研究

位于东营凹陷上的滩坝砂储层性质较为复杂,具有低孔、低渗特点,水力压裂是有效的增产方式。而在开发过程中压裂液会对储层造成伤害,对储层采集的多组岩心进行试验,分析压裂液对储层的伤害程度,获得胜利油田滩坝砂储层相关敏感性,为优选压裂液体系,减轻乃至避免在生产过程中出现的储层伤害提供了参考依据。在研究压裂液对滩坝砂对储层伤害时,通过测试人造岩心与天然岩心经压裂液伤害前后的渗透率变化,对比两组岩心的压裂液伤害程度,探讨使用人造岩心替代天然岩心研究滩坝砂储层压裂液伤害的可行性。

滩坝砂储层压裂液伤害及对策研究

滩坝砂油藏是胜利油田低渗透未动用储量的主体,由于其为低渗乃至特低渗油藏,均需实施压裂改造措施,才能达到工业油流。但岩心实验表明,常用压裂液体系对滩坝砂储层的伤害率达70%左右,一些低伤害压裂液体系伤害率也达到40%,远高于一般低渗透油藏。本文通过对滩坝砂储层地质特征、敏感性特征、压裂液微观伤害特征评价,分析了滩坝砂压裂液伤害的主要机理,优化了滩坝砂储层压裂液体系及压裂规模,降低了压裂液对储层的伤害,提高了滩坝砂储层压裂改造效果。

海上低渗气藏压裂液优选实验研究

面对东海靶区工区面积大、井稀疏、非均质性较强的不利条件,结合现有压裂手段,利用控制变量法,对不同的压裂液配方体系进行减阻性能测定、表面张力测定、防膨性能测定、流变性能测定、破胶液配伍性测定与破胶液破乳率测定及压裂液伤害评价,优选出适合低渗气藏压裂液配方体系。并对优选出的压裂液配方体系进行压后岩石润湿性测试,根据实验结果,最终选择0.54%羟丙基瓜尔胶+0.1%助排剂A+0.1%助排剂B+0.05%黏土稳定剂A+0.1%黏土稳定剂B+0.1%的pH调节剂+0.24%高温破胶剂A作为最佳的东海A气藏压裂液配方体系。

清洁压裂液对阜东斜坡区头屯河地层伤害研究

由十八烷基三甲基氯化铵(1831)、水杨酸钠、KCl制备了清洁压裂液,通过流动实验系统评价了清洁压裂液静滤失、动滤失对阜东斜坡区头屯河地层特低渗透砂砾岩岩心渗透率的影响.结果表明,清洁压裂液静滤失对阜东岩心伤害率可达30%左右,动滤失对阜东岩心伤害率很小.进一步通过分析破胶液黏度、润湿反转作用、乳化作用等因素,发现清洁压裂液与岩心的油相发生乳化作用是导致岩心静滤失伤害的主要原因.

压裂液侵入对页岩储层导流能力伤害

大规模水力分段压裂是页岩气等非常规资源高效开发的关键技术。页岩气井返排率一般较低,大量的压裂液长期滞留地层对储层岩石、支撑剂强度等造成一定的伤害,影响页岩储层压裂改造长期效果。针对该问题,通过室内试验模拟研究现场压裂前后气测导流的变化规律,对压裂液伤害程度进行表征。结果表明:压裂液侵入降低了支撑剂、页岩岩石强度,导致支撑剂破碎率、岩石嵌入程度加剧,导流能力伤害达到60%以上;使用大粒径支撑剂、较高铺砂浓度,优选破胶性能好、低残渣、防膨性强的压裂液,能有效提高导流能力,降低压裂液伤害程度。研究结果对页岩地层压裂设计,降低压裂液伤害提高产量提供参考。

胍胶压裂液对阜东斜坡区头屯河地层的伤害

针对阜东斜坡区头屯河地层特低渗透砂砾岩岩心,通过流动试验系统评价了胍胶压裂液静滤失、动滤失以及破胶液对天然岩心、天然岩心粉末制备的填砂管渗透率的影响。岩心静滤失实验表明,胍胶压裂液滤液对阜东斜坡区头屯河地层岩心不产生伤害。在岩心动滤失过程中,胍胶压裂液在渗透率为9.61×10-3μm2的岩心端面会形成滤饼,对岩心的伤害率达到25%;但胍胶压裂液在渗透率为0.32×10-3μm2、46.20×10-3μm2的岩心端面几乎不会产生滤饼,岩心伤害率低于10%。该结果说明动滤失过程中滤饼的状态除与压裂液有关外,还取决于孔隙介质。此外研究发现,在水测渗透率为1300×10-3μm2填砂管中注入含有350 mg/L残渣的破胶液,渗透率下降达80%。

柿庄北深煤层压裂伤害机理及低伤害压裂液评价

我国煤层气地质资源量达36.81×108m3,仅次于俄罗斯和加拿大,其中1 000～2000m的煤层气地质资源量占总资源量的61.2％.深煤层煤层气的开发是今后煤层气开发的必然趋势.水力压裂是深煤层煤层气工业开采的主要增产措施.在分析柿庄北深煤层的工程地质特征时发现,深煤层具有低孔隙度、低渗透率、高变质程度和高含气量的特点,在压裂改造时易受工作液体的伤害.因此,针对煤岩主要的伤害类型,对比分析压裂液伤害前后的煤岩电镜扫描结果,研究深煤层煤岩的伤害机理.通过研究得出,相对浅煤层而言,深煤层主要的伤害是吸附伤害和微粒堵塞.最后,根据深煤层岩心的伤害评价方法,在实验室内分别优选出低伤害活性水和泡沫压裂液两种体系,伤害评价结果显示优选的活性水和泡沫压裂液对深煤层的伤害率相对常规压裂液低,可在一定程度上改善煤层气储层压裂效果.

CT低伤害压裂液在广安须家河储层加砂压裂的应用

广安须家河储层具有低孔、低渗、高含水饱和度、强非均质性、储层有效性取决于裂缝发育程度等特点,针对这类储层改造研究形成了CT低伤害压裂液体系。经室内评价和21井次的现场应用表明,该体系具有伤害低、与储层和工艺适应性强、现场应用增产效果显著等特点。

宝浪油田无伤害压裂液研究

宝浪油田低渗透地层存在钙镁离子含量高、水敏易水锁等问题，压裂开发对液体有一定要求，研究发现常用压裂液在适应性方面有一些不足。为了提高区块的压裂效果，选择无伤害压裂液压裂，并对影响压裂液成胶性能的因素进行分析，对稳定剂EDTA（乙二胺四乙酸二钠盐）、KCl、阴离子表面活性剂等主要添加剂用量进行优化，得出压裂液基本配方并进行实验研究，主要包括压裂液对储层和支撑裂缝的伤害性、悬砂性能、流变性及抗剪切性、破胶性能、稳定性等方面进行了室内评价。实验结果证明，该压裂液耐温性能、悬砂性能、流变性能符合要求，抗剪切，对支撑剂及岩心伤害小，且破胶彻底，在地层水矿化度高的情况成胶稳定，适合宝浪油田压裂开发。

新型低伤害压裂液的研究与应用

针对安棚油田特低孔特低渗、储层温度高、微裂缝发育等地质特征 ,通过室内实验 ,研制出具有耐高温、低伤害、延迟交联等特点的新型压裂液体系 ,并进行了 2 0多井次的现场试验。结果表明 ,该压裂液具有很好的适应性 。

SF气田低伤害压裂液技术

针对前期SF气田水平井压后效果差的问题，通过实验认识到储层具有中等一偏强水敏和较为严重的水锁伤害特征。针对伤害机理，提出了提高压裂液润湿接触角、降低毛管力和降低瓜胶浓度、降低残渣伤害是压裂液优化的方向；优化出的压裂配方水锁伤害后渗透率恢复率大于78％。通过流变实验优化压裂液瓜胶浓度，将浓度从前期0．35％（40～50℃）、0．30％（30—40％）分别降至0．28％和0．25％。现场应用4口水平井，施工成功率100％，平均12h返排率为40．1％，较前期21％提高了90．5％；压后平均测试产量3．126×10^4m^3／d，较前期1．23010^4m^3／d提高了154％，返排速率快，增产效果显著。

低伤害压裂液在苏里格气田东区水平井的应用

2010年,苏里格气田东区开始水平井开发试验,由于储层地质条件差,对伤害更为敏感,且多段改造沿用中、西区的常规羟丙基压裂液体系,裂缝和储层伤害大、压后返排困难,压后测试平均无阻流量仅为3.88×104m3/d,改造效果十分不理想。2011年,在前期大量室内研究和现场试验的基础上,分别应用羧甲基胍胶压裂液体系、低浓度羟丙基胍胶压裂液体系、阴离子表面活性剂压裂液体系等三种低伤害压裂液体系开展了8口水平井压裂试验,现场施工顺利,压后返排快,测试平均无阻流量31.63×104m3/d,增产效果明显。低伤害压裂液的试验成功为苏里格气田东区水平井储层改造开辟了新的方向,为苏里格气田增产增效奠定了基础。

新型低伤害压裂液体系的室内研究

水力压裂技术被广泛用于提高低渗透储层的产能,但由于压裂液不溶物的滞留,破胶残渣等因素,降低其增产的效果。从降低不溶物的含量、优化破胶效果、提高返排效率3个方面进行增稠剂、交联剂、添加剂的优选实验,利用配方设计实验进行配比优化,优配出一种新型低伤害压裂液体系配方:0.40%改性小分子植物胶+0.3%防膨剂+0.5%发泡剂+0.5%助排剂+清水;交联剂:有机硼交联剂;交联比:100∶0.7。结果表明,新型低伤害压裂液具有流变性能好、悬砂能力强、易返排、岩心伤害低等特点。