高停泵特征储层压裂施工参数优化设计方法——以海拉尔油田为例

海拉尔油田深部储层大规模压裂施工停泵压力梯度高,加砂困难,压裂效益低。为了明确高停泵储层裂缝起裂和扩展特征,优化高停泵储层压裂施工参数,利用FracproPT软件模拟海拉尔油田高停泵储层的裂缝扩展,分析了裂缝起裂和扩展的特征,以及高停泵储层渗透率、储层与隔层应力差、杨氏模量和泊松比对施工参数的影响,并对排量、液量、平均砂比和前置液百分数四个施工参数进行了关联性模拟研究。结果表明,高停泵储层压裂裂缝高度易失去控制,裂缝长度和铺砂浓度小,施工成功率低。针对高停泵储层压裂施工特征,最终形成了控制压力,限制缝高的高停泵储层压裂优化设计方法。通过开展实例井应用,证实了该方法的适用性,可为高停泵储层的压裂优化设计和高效开发提供借鉴。

测试压力曲线在海拉尔油田压裂选层中的应用

海拉尔油田压裂后约44%试油层为低产层或干层,改造有效率低,需要建立一套适用该区块的压裂选层评价方法。统计103口地层测试施工后的压裂试油井资料,进行测试压力曲线形态与压裂效果的相关性研究,分析储层信息与压裂增产潜力的关系。根据测试开井流动曲线、关井压力恢复曲线反映的地层渗流能力、污染程度、压力系数、能量衰竭等信息,将测试压力曲线分为常压高渗型、污染堵塞型、特低渗透型、能量衰竭型(低压型)四类,制定测试压力曲线分类图版,指导压裂选井选层。经37口井压裂选层现场应用,综合符合率达到92%以上。该方法适用于试油方案优化、老井复查、压裂选层等方面,显著提高海拉尔油田储层改造有效率。

海拉尔油田地面系统优化调整效果分析

海拉尔油田经过20多年开发建设,由于近几年无新增储量,产量逐年递减,目前面临新建产能效益评价达标难、已建地面系统低效运行的问题。为此,海拉尔油田新建项目通过采用“加密外扩就近挂接、零散区块集中拉油”建设模式、加大丛式井平台推广力度、优选电加热集油与集中拉油工艺、充分利旧设备等措施实现效益建产;同时采取“降、停、并、调”的措施对已建地面系统进行综合优化调整,即脱水站优化降级运行、停运低负荷污水站、合并注水站、优化停运低效冗余集油管道、利用掺水系统输送污水等多项针对性措施,提升了地面系统运行效率。海拉尔油田地面系统在老区成熟工艺基础上,不断优化、改进、创新,形成了一套适合自身特点的地面工艺技术,可为油田零散区块中长期地面规划提供具体的参考意见。

海拉尔油田沉凝灰岩储层岩石稳定乳化压裂液的研制及应用

在对海拉尔油田碱性沉凝灰岩储层压裂改造过程中,经常出现前置液造缝顺利但加砂时发生砂堵的早期砂堵现象。对碱性沉凝灰岩岩石矿物学和岩石的水化实验研究发现,碱性沉凝灰岩储层具有强烈的水化作用。分析了常规水基压裂过程中水化作用导致早期砂堵的原因,研制了防止碱性沉凝灰岩水化的岩石稳定乳化压裂液。现场应用于24口井40个压裂层位,压裂施工均获成功。利用这种压裂液不仅解决了早期砂堵问题,而且油藏改造也取得良好效果。

海拉尔油田混注纤维压裂技术

针对海拉尔油田贝301区块储层欠压严重,压裂施工过程中近井地带大部分支撑剂回流,造成裂缝部分或完全闭合,影响油井压裂效果问题,利用纤维具有物理稳固、可形成空间网状结构的特性,开展了碳纤维防砂技术室内实验及现场试验。研究表明,混注纤维压裂技术,即将碳纤维直接加入到压裂液中是可行的。对比防砂效果,碳纤维与包裹陶粒相近,但碳纤维除具有防砂作用还能够提高压裂液悬砂性能,改善裂缝铺砂剖面、提高改造效果。本次研究对海拉尔油田欠压储层改造提供了技术支撑,为国内相关油田相似储层的压裂改造提供了借鉴。

海拉尔油田不同区块地应力分布规律

海拉尔油田兴安岭群含凝灰质沉积岩及布达特群浅变质岩均属于低孔特低渗储集层,储集层物性差,自然产能低,压裂后油井增加的产能与压裂的效果密切相关。认识储集层的地应力特征,有助于压裂设计时确定裂缝的产状、缝长和缝宽等参数,提高压裂效果。综合分析了已有的地应力计算模型,采用考虑构造应力和热应力影响的地应力计算模式,利用海拉尔油田实际测井资料,分贝28、贝16及苏131三个区块进行地应力综合解释,计算出沿深度连续的地应力剖面数据、岩石力学参数等,给出了海拉尔油田不同区块适用的地应力计算数学模型,得出了分区块的纵向和平面地应力分布规律。兴安岭群沉积岩储集层地应力水平较低,在不同深度上表现出较好的线性分布特征;布达特群浅变质岩储集层地应力差值较大,线性规律性不明显。应用波速各向异性、粘滞剩磁法、井筒崩落法和热应变恢复法,确定了海拉尔油田水平最大主应力方向为99～107°,水平最小主应力为9～17°.

海拉尔油田凝灰质储层砂堵原因分析及对策

针对海拉尔油田凝灰质储层低砂比砂堵的问题,对凝灰质储层的岩石力学特征、地应力特征、矿物学特征与水理特征进行了研究,分析表明凝灰质储层的塑性、高粘土矿物含量、隔层地应力差别小及不合理的射孔方位是导致砂堵的主要原因。针对以上研究,提出应用定向射孔技术、改进的压裂液体系、科学的压裂设计方案及控缝高技术可以有效地解决砂堵问题。

海拉尔油田分子膜增注技术研究与实践

针对海拉尔油田在注水开发过程中存在注水井注入压力长期居高不下、注水量低的问题,提出通过注入一种带有阳离子基团的物质(在此称为分子膜剂)溶液可以缓解这一问题。该分子膜剂与带有负电荷的岩石表面具有极强的吸附能力,被注入地层后会取代水膜而吸附在岩石孔隙内表面,并形成一层纳米级分子膜,使岩石由原来的强水润变为中间湿或弱水湿,从而提高了水相渗透率,达到降压增注目的。通过室内试验研究及现场应用实践表明,该技术可以降低该油田注水井的注水压力,提高油藏的吸水能力。

大庆海拉尔油田钻井提速难点与对策

大庆海拉尔油田地层倾角大、断层多、研磨性强、可钻性差,存在钻井速度低、防斜打快矛盾突出、钻井周期长等问题,严重影响了海拉尔油田勘探开发进程。为了提高海拉尔油田钻井速度,缩短钻井周期,针对海拉尔地区的地质特征,开展了提速配套技术攻关。通过统计海拉尔油田已钻井资料和分析地层的特殊地质特征,找出了影响该油田钻井速度提高的主要因素,在井身结构优化设计、优选钻头、强化钻进参数、采用复合钻井技术、应用垂直钻井工具等方面进行了深入分析和研究,制定了合理的技术措施,并进行了现场试验,钻井速度提高26%以上,钻井周期缩短23%以上。这表明海拉尔油田钻井提速配套工艺技术对于该油田的高效开发具有重要意义,但还需加强高效钻头和高性能动力钻具的研制与引进,以及钻井新技术的应用,以进一步提高钻井速度。

超低浓度压裂液技术在海拉尔油田的应用

针对海拉尔油田低渗透储层压裂增产改造的需要,开发应用了一种新型超低浓度羧甲基瓜尔胶压裂液,并和羟丙基瓜尔胶压裂液进行了对比分析。结果表明:其水不溶物含量降低了一个数量级,增稠效率更高,最低使用质量分数仅为0.2%,破胶后残渣含量降低了70%以上。该技术在海拉尔油田低渗透储层现场应用164口井437层,施工成功率94.7%,取得了良好的增产效果。

判别分析在海拉尔油田试油中的应用

为了解决海拉尔油田试油解释难题,针对地下复杂的油水分布状况,收集整理了研究区2000年至2008年194份的试油地层水样品数据。考虑了能反映地层水化学性质的7个成分(CO23-、HCO-3、Cl-、SO24+、Ca2+、Mg2+、K++Na+)含量参数,应用了数学地质中判别分析的原理和方法,建立了研究区出水层和非出水层的定量判别模型。经过回判检验,正判率达到了95.9%,表明判别函数模型是显著的。利用建立的判别函数模型,对2009年17个地层水试油样品进行判别,正判率达到88%,与实际符合很好,表明判别模型可靠,可以在试油解释中使用。

海拉尔油田低产低效区块引效压裂治理技术

海拉尔油田断块油藏地质条件复杂、非均质性强,常规压裂措施效果不理想.为进一步提高低产低效区块整体开发效果,运用压裂工程与油藏地质一体化的研究方法,开展了复杂岩性储层岩石力学参数精细解释,明确了油田开发后期区域动态应力场变化规律;采用非对称全缝长人工裂缝模拟技术,并结合水流优势流场,进一步优化多分支裂缝压裂施工参数,实现油田整体有效动用.现场应用12个区块161口井,油井累计增产18.05×104 t,水井累计增注70.90×104 m3,水驱控制程度提高了18.5%,措施效果显著.

海拉尔油田注空气和CO_2驱试验效果及应用潜力

海拉尔油田低渗、特低渗透储量占总储量的19.6%。常规注水开发水井注入差、油井不受效、产量递减快。为加快低渗储层动用步伐,海拉尔油田开展了贝尔油田希11-72区块注空气和苏德尔特油田贝14区块注CO_2驱先导性试验。应用油藏工程理论,深入总结注气机理,跟踪评价"两气驱"矿场实施试验效果。结果表明:贝14区块注CO_2明显优于希11-72区块注空气驱试验效果;注空气驱油技术不够成熟且存在较大安全隐患,在海拉尔油田应用潜力小;注CO_2驱技术可进一步推广应用。

海拉尔油田砂砾岩储集层孔隙结构特征分析

基于岩心物性和压汞曲线等实验资料,研究了海拉尔油田砂砾岩储集层的孔隙结构特征。研究表明:砂砾岩储集层物性差异大,孔渗相关性差;孔喉半径分布以双峰态为主;渗透率与平均孔隙半径具有较好的幂函数关系,渗透率的对数与分选系数、特征结构参数的对数具有较好的线性关系;排驱压力与渗透率具有双对数线性关系,与分选系数具有线性关系;退汞效率与渗透率具有幂函数关系,与分选系数具有线性关系。

薄差储层压裂改造技术在海拉尔油田的应用

海拉尔油田贝中、乌东区块南屯组储层主要以0．5-2．0m的薄差层为主，采用大段合层压裂导致部分层段压不开、压裂效果差。通过实验分析不同岩性岩石力学参数特征，应用复杂岩性储层地应力解释系统，提高不同层段不同岩性地应力解释精度，确定了薄差储层改造合理的细分层标准；采用不动管柱多层细分压裂技术，提高了薄差储层的有效改造程度，增油增注效果明显。

海拉尔油田苏301区块整体压裂技术研究与应用

针对海拉尔油田苏301区块低渗透储层的特点,开展了大井距、小排距的矩形井网整体压裂注水开发现场试验,通过人工裂缝与井网的匹配,导流能力与地层渗透率的匹配,裂缝剖面与储层厚度的匹配,压裂液与储层物性的匹配,实现了区块的整体有效动用。现场施工39口井98层,施工成功率达到98.8%,压后平均单井日产油2.6t,采油强度0.41t/(d·m),水井平均单井日注水15m3,达到了产能设计要求。

海拉尔油田压裂技术现状与发展趋势

海拉尔油田属于复杂断块油田,岩石类型多样、岩性复杂多变、薄差储层发育、低孔低渗特征明显,水力压裂是其投产及增产的主要措施。针对海拉尔油田低产井的成因及特点进行分类,分析储层客观条件导致的水力压裂难点。阐述压裂技术在海拉尔盆地提高低产井产量上取得的进展,并结合生产现场和压裂技术的新需求,探讨进一步提高海拉尔油田压裂效果面临的难点,认为低伤害、低成本、高效环保的压裂液技术是下步开展压裂技术研究的主要方向。

海拉尔油田复杂岩性储层体积压裂技术的应用

海拉尔油田低渗透储层岩石类型多样、成分复杂、基质致密,常规压裂因双翼对称主裂缝分布的局限,裂缝系统控制的泄流面积有限,增产效果差且产量递减速度快。借鉴国内外油藏改造体积的理念,以油藏为改造对象,优化设计不同的压裂工艺增加油藏改造体积,增加泄油面积,沟通更大的渗流区域来提高产量。现场应用结果表明,增加油藏改造体积的压裂增产工艺效果远高于常规压裂。

低渗透砂砾岩油藏渗流特征研究——以海拉尔油田贝301区块为例

根据曲线形态和特征值,将贝301区块相渗曲线分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型3类,分析了其影响因素、特征值的变化规律以及生产特征。结果表明:Ⅰ型表现出孔隙型储层的渗流特征,水相相渗呈上凸形态;Ⅱ型表现出视裂缝型储层的渗流特征,水相相渗呈折线形态;Ⅲ型表现出孔隙型和视裂缝型兼有的复杂渗流特征,水相相渗形态多样;相渗曲线特征值与渗透率之间不存在明显的单调性递增或递减规律。区块生产特征也可相应分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型3类,Ⅰ型产量递减慢、无水采油期长、含水上升呈下凸形态;Ⅱ型产量递减快、无水采油期短、含水上升呈上凸形态;Ⅲ型初产低、含水上升快、含水上升呈上凸形态;三种类型开发效果依次变差。

海拉尔油田注水系统的腐蚀控制

海拉尔油田注水管道内腐蚀严重,针对含防膨剂的清水系统研制出除氧型缓蚀剂,针对高含硫化物的污水系统研制出杀菌型缓蚀剂,并在现场试验装置上对药剂的配方和加药量进行优化。在德二联注水站开展缓蚀剂的工业性现场试验,清水系统腐蚀速率由0.972 mm/a降至0.067 mm/a,污水系统腐蚀速率由0.282 mm/a降至0.019 mm/a,有效地控制了海拉尔油田注水系统的腐蚀。