高强度纤维复合暂堵剂试验研究及现场应用

塔里木盆地库车山前井具有埋藏深、地层压力高、温度高、孔隙度低、基质渗透率低但发育天然裂缝、储层厚度大、纵向非均质性强等特点,储层必须经过改造才能获得高产。为了提高储层纵向改造均匀程度和改造效果,暂堵转向成为改造首选技术。缝内转向压裂技术是在水力压裂过程中加入暂堵剂,在主裂缝通道内暂时形成桥堵。在近井,需要转向以均匀改造所有射孔簇;在远井,需克服闭合应力在人工裂缝内转向产生更多分支缝。目前大部分为单一纤维暂堵剂,根据对比分析,优选复合暂堵剂在压裂改造中作为暂堵转向材料,并通过室内试验获取改造不同裂缝所需的最优纤维长度和最佳暂堵球粒径组合以及最佳浓度,与压裂工艺相结合,获得了较好的应用效果。

元坝长兴组碳酸盐岩储层酸化用复合暂堵剂研究

针对元坝长兴组储层水平段酸化改造中均匀布酸难题,开展了暂堵酸化用复合暂堵剂研究。通过泥浆漏速与缝宽拟合软件分析了长兴组储层裂缝宽度,研究确定了酸溶性纤维种类、长度及用量,优化了颗粒材料的种类、用量及粒径组合,在此基础上形成复合暂堵剂并开展堵漏性能评价实验。结果表明,研制的冻胶＋纤维＋碳酸钙颗粒复合暂堵剂酸溶解性好,对储层伤害性低,在10MPa压力条件下能够封堵1～5 mm不同宽度的裂缝。

鄂西渝东气井储层复合暂堵技术的研究及应用

由于鄂西渝东哈拉哈塘组气井飞三段储层对渗透率有贡献的裂缝宽度区间为20～78μm,为了实现对整个储层井段气层的保护等,列出了对3块储层岩心进行的原浆的暂堵试验,从暂堵剂的选择、暂堵强度、暂堵能力、暂堵剂加入后对钻井液性能的影响几个方面进行了研究,并给出了现场应用的效果分析,根据钻井、完井方式及复合暂堵方案,研究应用了表面活性剂洗井、防腐洗井预解堵及氧化剂解堵液浸泡解堵的复合解堵工艺,研究设计了适合鄂西渝东气井飞三段裂缝储层的复合暂堵钻井完井液的配方。

页岩气井复合暂堵泵压数学模型及影响因素

目前页岩气井压裂的泵压预测主要依靠商业软件拟合,预测暂堵剂用量与泵压的数学模型较少。为此,考虑暂堵剂运移终速度、缝宽、暂堵剂阻力等因素,提出了复合暂堵泵压预测数学模型,分析了复合暂堵参数对泵压的影响。结果表明:随复合暂堵剂用量增大,泵压升高;复合暂堵剂同单一暂堵剂相比,复合暂堵剂用量对泵压影响更敏感;随暂堵粒径增大,泵压峰值呈现增大趋势;复合暂堵剂的起压及升压时间较单一暂堵剂明显减小,暂堵效果更佳;复合暂堵剂用量为180 g时,升压时间为31 s,泵压峰值可达到17.5 MPa,与粒径为0.8 mm的暂堵剂相比,升压时间缩短51 s,泵压峰值增大2.7 MPa,升压速度增大63.09%。室内实验和现场应用表明,泵压计算值与实测值最大误差分别为6.76%和6.27%。复合暂堵泵压预测数学模型对暂堵剂用量设计以及暂堵效果评价具有指导意义。

复合暂堵—解堵技术在裂缝型气藏水平井中的应用

介绍了江汉油田建南气田碳酸盐岩气藏具有的低压、低渗、裂缝—孔隙型特征 ,对其后期裸眼完成长水平段水平井气层保护方案进行了选择 ,对以裂缝为主要渗流通道的储层进行了室内研究。综合考虑暂堵和解堵两方面的要求 ,形成了一种新型的复合暂堵—解堵技术。在建平 1井现场应用 ,获得了显著的经济和社会效益 ,在气层保护方面取得了突破 。

三元复合暂堵技术在华北储气库的研究与应用

针对华北储气库高漏失、高温等地质特点,开发了一种颗粒+膨胀体+液体桥塞的三元复合暂堵技术,并进行了现场应用。结果表明:现场应用注入4.5 m^(3)液体桥塞低分子溶液至引鞋下部与筛管之间形成超分子冻胶,封堵后测定油管套管压力均为0 MPa,同时在解堵后测定的返排液黏度小于3 mPa·s。现场试验证明复合暂堵技术能有效解决苏44井的漏失及高温问题,同时体现该技术具有良好的封堵能力和优异的解堵性能。

复合暂堵酸压技术在元坝超深水平井中的应用

元坝气田上二叠统长兴组储层超深、高温、高含硫，物性非均质性强。常规笼统酸压技术难以使Ⅱ、Ⅲ类低渗层段获得有效改造而影响增产效果，这制约了长兴组水平井产量的提升。为此，针对不同暂堵对象对暂堵材料进行了性能评价与优选，对暂堵液排量、暂堵剂用量、酸压参数等进行了优化设计，形成了水平井复合暂堵分段酸压技术，可实现对水平井高渗层段的改造后有效暂堵，促使中低渗层段起裂与进酸，可有效解决元坝长兴组水平井酸压技术难题。通过多口水平井现场应用表明，暂堵后可净增压力10MPa以上，压后平均无阻流量达430×10^4m^3／d，增产效果显著。

复合暂堵转向酸化压裂技术在塔河油田的应用

为了解决塔河油田碳酸盐岩储层水平井分段酸化压裂过程中存在的机械封隔分段工具下入困难、坐封可靠性差、压裂后工具滞留井中影响后续作业的问题,开展了复合暂堵转向酸化压裂技术研究。该技术通过转向酸、尾追多尺度纤维段塞和可溶性暂堵颗粒的复合作用实现暂堵酸化分段压裂。对塔河油田缝洞型储层转向酸化压裂改造可行性进行了分析,并对工艺参数进行了优化,形成复合暂堵转向酸化压裂工艺技术。该技术在塔河油田现场应用9井次,有效率为95%,压裂后累计增油超过10×10^4t,增油效果明显。复合暂堵转向酸化压裂技术可解决塔河油田水平井机械封隔分段酸化压裂过程中存在的诸多问题,对同类油田的酸化压裂有指导意义,值得推广。

复合暂堵剂暂堵技术

在页岩气、致密油等非常规油气资源的开发中,为有效提高水力裂缝的复杂程度,通过不同粒径暂堵剂的组合使用,在近井缝口或远场缝端可产生致密的暂堵剂封堵带,迫使流体转向,产生新的裂缝或者分支缝,从而达到增加裂缝复杂程度、提高油气产量的目的。室内通过对暂堵剂不同尺寸不同比例分布下的渗透率降低程度进行测试,结果表明,近井缝口暂堵粗/中/细颗粒暂堵剂的比例以40%/25%/35%最优,远场缝端暂堵中/细颗粒暂堵剂的比例以35%/65%最优。该复合暂堵剂耐温40～150℃,耐压差40 MPa,能够根据地层温度和降解剂的加量调节降解时间,满足压后生产的需求。现场施工结果表明,复合暂堵工艺可以有效实现裂缝转向,加大裂缝复杂程度,增产效果良好。该工艺可以给暂堵转向压裂施工设计者或水平井重复压裂施工设计者提供借鉴和参考。

一种复合暂堵剂在重复压裂中的应用

文章通过室内实验和现场应用,证实一种复合暂堵剂能够更加有效的提高重复压裂效果,其关键技术是复合暂堵剂以及组合使用方式。复合暂堵剂由纤维状暂堵剂和颗粒状暂堵剂组成,其暂堵机理是首先利用纤维状暂堵剂实现裂缝缝口或缝内架桥,再利用颗粒状暂堵剂的可自身膨胀性形成有效封堵,达到裂缝重定向的净压力,从而形成不同于老裂缝方向的新裂缝,更大范围的沟通原裂缝未波及区域的油气,同时两种暂堵剂均为可控降解材料,不会对储层造成新的伤害,进而能最大限度的提高油气产量。室内实验结果表明,通过"架桥+封堵"的暂堵技术可有效实现封堵,其封堵强度可达38 MPa。现场施工压力分析表明,"架桥+封堵"暂堵工艺有效,新裂缝起裂明显,压后增产效果显著,这种复合暂堵剂为提高重复压裂转向的可控性提供了手段,并能有效提高重复压裂成功率和改造效果。

天然断裂带干扰下的复合暂堵压裂工艺参数优化

页岩气开发中,天然裂缝对储层改造体积影响较大,一方面天然裂缝利于形成复杂缝网;另一方面存在滤失及应力场改变。但在页岩气开发过程中天然裂缝带(断层)并不常见,断层与普通天然裂缝对水力裂缝影响存在差异,断层主要表现为强滤失和应力集中。因此,在施工过程中既要沟通断层,增大改造体积,又要避免断层引起的强滤失造成施工砂堵、超压等风险。针对断层形态、延伸方向等对暂堵材料进行实时参数优化,通过现场微地震事件点响应情况对封堵强度计算参数进行修正,最终形成了一套针对断层影响的复合暂堵压裂工艺。实践证明该工艺措施对控制断层影响有效且有助于形成复杂缝网。

超深碳酸盐岩储层水平段复合暂堵酸压工艺应用研究

文章针对复合暂堵分段酸压工艺,优选了耐高温、高压差的三类暂堵剂,分别可实现对基质、微裂缝及人工裂的高效暂堵,形成了复合暂堵酸压优化设计技术。现场应用表明,暂堵剂可实现有效封堵和酸液转向,耐压10MPa以上;复合暂堵分段酸压工艺有效促进了高渗透率级差水平段的有效改造与产能动用,增产效果显著。

元坝气田酸化暂堵剂研究及应用

为解决元坝气田长井段非均质储层酸化难题,采用暂堵分流酸化工艺,研制了可降解纤维和碳酸钙颗粒两种暂堵剂来匹配酸化工艺的实施。通过室内评价表明,暂堵剂分散性、携带性较好,使用不同浓度可满足不同缝宽的暂堵要求。纤维暂堵剂在酸性、高温环境下能快速降解,达到零残留目标,复合暂堵剂在残酸中能短时间内解除堵塞,保证渗流通道的畅通。两种暂堵剂在元坝气田应用20多口井,暂堵有效率大于70%,增产有效率100%,实现了超深层水平井的有效改造。

层间暂堵转向工程模拟可视化实验研究及应用

塔里木A区块具有超深、超高压、超高温、储层巨厚、层间非均质性强等特点,采用传统机械分层工艺存在管柱入井过程风险大、费用高、周期长且不利于后期修井作业等缺点,目前该区块的主体改造工艺为暂堵转向酸压,采用不同粒径大小的可降解暂堵颗粒剂及纤维进行层间转向,在不下入分层工具的情况下,达到提高全井段动用程度的目的。但目前该工艺存在暂堵情况不明、效率难确定等问题。针对上述问题,从暂堵转向原理理论出发,创新性地研制了长度达到4 m的暂堵转向工程模拟可视化大型实验装置,并形成了相应的实验流程。实验评价了不同暂堵方式、材料、形状、粒径组合的暂堵剂进行层间转向的效果。实验结果表明,将暂堵球组合应用,才能实现有效暂堵,其中"纤维→3 mm暂堵球→(1 mm颗粒+粉末+纤维)"+"8 mm暂堵球"复合暂堵剂的层间转向效果最佳。通过实验结果优选出了针对库车区块最佳复合暂堵剂及施工参数,现场应用效果显著,有力地支撑了该区块储层改造工作,在类似区块也具有较好的推广应用意义。

中江气田致密砂岩体积压裂应用

四川盆地川西中江气田致密砂岩具有河道砂体展布不均、水平应力差大、脆性指数低、天然裂缝不发育、延伸压力梯度高的特点,前期施工压力较高排量偏低,使得改造整体加砂强度偏低,压后产量不理想。借鉴“流动距离最短,流动阻力最小,控制范围最大”理念,依托地质-工程一体化,以多向量强支撑体积改造为关键,研究川西致密砂岩体积改造工艺。基于均衡扩展精细布缝技术,优化川西致密砂岩双甜点分段分簇,大幅度增加横向动用率。以二级组合支撑、高排量连续加砂及变黏液体实时调控的强加砂技术,实现复杂裂缝耦合支撑剂组合的多向量强加砂。通过簇间多粒径暂堵球、缝内多组合暂堵剂的双重复合暂堵强制分流提高横向裂缝复杂程度。研究成果在川西中江气田已成功应用并逐步进行推广,加砂强度由前期0.50 t/m提高到4.18 t/m,加砂强度提高7倍多,已实施井平均无阻流量55.7×104 m^(3)/d,平均有效控制储量1.33×10^(8)m^(3),改造效果较前期显著提高。

安棚深层系油气层保护技术

针对安棚深层系低孔低渗、存在高角度微裂缝以及潜在损害主要以碱敏、压力敏感和水敏为主的特点。在钻井过程中探索出一套适应安棚深层系的油气层保护技术,射孔作业采用优化射孔参数、负压差射孔和射孔-联作等。实验表明,采用带纤维状颗粒的低荧光复合屏蔽暂堵剂JDB-Ⅱ有利于提高裂缝性储层的封堵效果,能在裂缝性岩心2～4cm内形成致密屏蔽带,避免裂缝性漏失。安棚深层系在现场应用中注重各环节的油气层保护:采用近平衡钻井技术、在施工中严把入井材料质量关、强化钻目的层前的预处理、保证钻井液中有足够的油气层保护材料、控制好钻井液密度、减少压力激动、采用深穿透射孔枪弹,使污染程度明显降低,表皮系数由12.48下降到1.57,试油结果表明54％的井获得工业油气流,采油和注水效果得到明显改善。

出砂油田洗井模拟试验研究

针对青海油田跃进Ⅱ号油田出砂严重、洗井液漏失造成二次污染的特点,研究开发了复合暂堵剂和多功能清洗剂。室内模拟试验表明,平行岩心流动试验中复合暂堵剂对低渗透岩心的堵水率小于10%,而对于高渗透率的岩心其堵水率大于97%,突破压力梯度可达8MPa/m以上,两者油相渗透率恢复率均在90%以上;污染后天然岩心用含多功能清洗剂的洗井液清洗后,其渗透率恢复率可达80%以上。说明研制的复合暂堵剂能有效封堵高渗透层。多功能洗井液对石蜡、胶质、沥青质和无机垢混合物堵塞具有良好清洗解除效果。

页岩气井套变段体积压裂技术应用及优选

套管变形会导致套变段以下无法应用泵送桥塞进行分段压裂,严重影响页岩气水平井的分段体积压裂改造效果。鉴于此,分析了3种页岩气水平井分段压裂改造工艺(暂堵转向、机械封隔和水力喷射)的适用性和优缺点,概述了3种套变段压裂技术(可降解暂堵球、缝内填砂和复合暂堵多级转向)在四川盆地长宁-威远区块的应用情况,进而优选出套变段分段体积压裂技术。研究结果表明:对轻度和中等变形的套变影响段采用缝内填砂或暂堵球技术分段,分段可靠性相对较好;对复杂和长度较长的套变影响段采用复合暂堵分级转向压裂工艺,施工风险较低。

高青樊家油田钻井液体系选择与应用

为满足樊家油田长裸眼中深井,特别是高地层压力中深井钻井的需要,优化形成了聚硅氟复合屏蔽暂堵钻井液体系。介绍了该钻井液体系的配方、室内试验、处理维护措施及在12口中深井上的应用情况。实践证明,该钻井液体系具有很好的抗温性能、抑制性能、防塌性能、油气保护性能和润滑性能等,而且该钻井液体系维护简便,性能稳定,在防止粘卡、井漏、减少钻井事故、提高钻井速度等方面具有独特的作用。