煤层纤维压裂防砂工艺的应用研究

随着煤层改造机制认识的加深以及压裂工艺技术的进步,延川南煤层气田在煤层压裂方面提出了“有效支撑”压裂理念,这种压裂理念能极大限度延长压裂裂缝,实现主裂缝充分延伸铺砂、次级裂缝有效充填,使煤层在面积上、体积上被大量压裂砂充填,容易导致煤层压裂后气井排采煤层压裂砂返吐问题,该问题经常导致机抽遇阻、卡泵、煤层砂埋甚至生产层位套变,严重影响煤层气井连续排采。为解决压裂后煤层压裂砂返吐问题,以延川南煤气田煤层压裂防砂工艺与气井排采实际为例,结合煤层气开发实践与认识,分析压裂后煤层压裂砂返吐问题及原因,提出并应用煤层纤维压裂防砂工艺。应用结果表明,煤层纤维压裂防砂工艺有良好的防砂效果,以期为相关人员(或工程)提供参考。

纤维压裂液及其在吉林油田的应用

针对油气生产过程中容易出砂和压后测试快速排液时出现的支撑剂回流等问题,采用纤维稳定支撑剂技术配制出了性能优良的纤维压裂液,对该压裂的性能进行了系统评价,并介绍了纤维压裂液在吉林油田的应用情况。通过考察纤维加量(0.1%～0.4%)对压裂液黏度及交联时间的影响,得到了纤维压裂液配方:0.3%瓜尔胶+0.04%SD2-2有机硼交联剂+0.035%过硫酸铵+0.2%T-3纤维+其他添加剂,该纤维压裂液pH值9～10,稳定性良好,并具有良好的延迟交联性能和耐剪切性能,适合于60～65℃的中低温地层。当闭合压力小于20 MPa时,加入纤维的支撑剂导流能力不受影响;常温、170 1/s下连续剪切90 min后黏度保留率为52.86%;破胶水化液的表面张力为23.8 mN/m并且黏度小于5 mPa.s。该项技术在吉林扶余油田东+5-33、东34-201、松原采气厂老4-24井共3口井进行现场施工中取得了良好应用效果。

低渗透疏松砂岩纤维压裂技术

为解决低渗透疏松砂岩油藏储层低产、出砂的问题,开展了纤维压裂技术的研究。结合储层特点,通过实验评价了纤维的分散性及纤维对裂缝导流能力和压裂液携砂性能的影响,优选出了纤维的加入方式和用量。研究表明,纤维的加入对裂缝的导流能力影响较小,且能大幅度提高压裂液携砂性能;现场施工时应先配好交联液,再将纤维与陶粒同时加入,其中纤维加入量不宜过大。现场试验表明,措施后出砂量明显减少,由3.00 m3/d减至0.01m3/d,产量明显增加,由6.15 m3/d增至24.80 m3/d,增加303%。

纤维压裂技术与现场应用

压裂改造是油气藏增产的重要增产措施，压后快速返排可以进一步提高增产效果，而提高压裂液的返排速度和控制支撑剂的回吐却相对矛盾，若压裂液返排速度过快，超过临界出砂流速，将产生支撑剂回吐现象，致使缝口处的导流能力大大降低；若压裂液返排速度过慢，致使返排率降低，将增加压裂液对储层的伤害。为解决这一矛盾，通过对纤维压裂工艺机理研究的基础上结合现场应用，表明纤维压裂对防止支撑剂回流、提高压裂液返排率、减少储层伤害、增强压裂改造效果等方面具有良好的应用效果。

纤维压裂工艺技术在江汉油田的研究及应用

纤维压裂技术是目前国内外发展的一项新技术,主要通过在携砂液阶段加入纤维伴注,起到防止支撑剂回流、降低对储层的伤害、加快压后返排的作用。在室内,通过纤维性能试验、与支撑剂混合后导流能力影响试验、与江汉压裂液体系的配伍及悬砂性能试验等,确定了纤维压裂在江汉油田的适应性。在现场,37口井的成功应用,表明该技术可以在江汉油田出砂严重区块推广应用。

脉冲纤维压裂在苏东气田的应用评价

苏东气田属于典型的“三低”致密气藏,常规压裂效果差,为最大限度发挥储层的潜能,率先在该区块将体积压裂造复杂缝网与脉冲纤维压裂的高导流能力理念相结合,开展了“低黏度滑溜水造裂缝网络+脉冲泵注形成高导流通道”的先导性试验。通过对16口/45层储层改造地质、工艺参数的对比分析及大型可视化模拟试验验证,研究表明改造效果与含气饱和度、E/S、射孔簇数目等参数呈正相关,而孔隙度、排量等参数存在最优范围值;进一步的研究表明,影响选井、选层的因素重要性依次为含气饱和度>孔隙度>E/S>储层厚度>渗透率;影响改造效果的施工参数的重要性因素依次为前置液比例>总液量>射孔簇>纤维加量>排量>支撑剂加量;相比常规压裂井,脉冲纤维压裂改造后的日产量、累积产量高、生产平稳、增产效果更为明显。

纤维网络加砂压裂工艺技术先导性试验

纤维技术是近年国外发展的一项新技术,目前国内外水力压裂施工中主要通过在施工末端尾追一定量的纤维,起到防止支撑剂回流、加快压后返排的作用。而纤维在水力压裂中的作用更在于纤维的携砂作用,通过纤维的携砂可以降低聚合物浓度、降低裂缝的伤害,获得更好的裂缝铺置剖面和有效裂缝长度,同时可以降低管柱摩阻。目前该技术在国内还没有现场实施的相关介绍。川西某气藏DS101井储层为一口评价井,射孔敞井天然气仅0.34×104m3/d,针对该井区域构造上孔渗性差、水敏伤害大、地层压力低等特征,在DS101井开展了全程纤维网络加砂压裂工艺技术的先导性试验研究。现场顺利完成了60m3陶粒的压裂施工,配合660kg纤维、18m3液氮的全程加入以及压后的大油嘴快速返排,使得该井开井16h返排率达到79.8%,在油压17.25MPa、套压17.5MPa下获得3.9283×104m3/d的天然气测试产量,显示了纤维加砂压裂技术的良好应用前景。

纤维防砂压裂技术在大牛地气田水平井的应用

大牛地气田是中国石化重要的天然气生产基地，自2011年大规模使用水平井开发以来水平井数量逐年增加，截至2013年底大牛地气田水平井产量占总产量的45％，取得较好的开发效果。数据统计显示，在排液及生产过程中出砂的井占总水平井的14.8％，为防治支撑剂回流，降低水平并排液及生产过程中的安全隐患，优选了纤维材料，同时优化纤维加量为支撑剂重量的5‰-7‰，形成了水平井纤维防砂压裂技术，在DP104s等井应用取得了较好的防砂效果。

纤维压裂液携砂性能实验评价

为了研究纤维对纤维加砂压裂的影响,设计了大型可视裂缝模拟系统及相应的实验方案,通过室内实验,研究了纤维加入方式、纤维浓度、温度等对纤维携砂能力的影响。实验结果表明:先加入纤维,再加入交联剂,最后加入支撑剂配置的压裂液携砂能力最好;在一定温度范围内,纤维质量浓度越高,纤维与支撑剂颗粒间摩擦系数越大,形成的网状结构越稳定,纤维的悬砂性越好,但温度大于80℃时,纤维携砂能力变差;增大纤维质量浓度,砂堤形态变平缓,堤峰向裂缝深部推移,支撑剂在裂缝深部的沉降量增加,有利于增加裂缝的有效长度。

镇泾油田长8油层纤维网络加砂压裂试验研究

镇泾油田长8油层是典型的超低渗透致密砂岩储层,压裂改造后出现支撑剂回流现象,导致近井地带地层出砂严重,造成裂缝部分或完全闭合,严重影响了油井的长期稳产。阐述了镇泾油田长8油层地质特征及压裂改造难点,从预防支撑剂回流、防止支撑剂沉降的角度考虑,对纤维材料性能进行了试验研究和评价,优选出了适合镇泾油田长8储层的纤维网络加砂压裂工艺。目前已经应用该工艺在现场试验了6井次,对于射孔井段位于砂体上部、中上部的储层其改造效果较好,平均日产量12.19 m3,平均日产油量5.03 t。该工艺与常规加砂压裂工艺相比,不仅实现了油井的增产,而且延长了油井的生产周期,适合在镇泾油田长8油层推广应用。

压裂用纤维携砂性能影响因素分析

压裂用纤维是目前纤维压裂技术中所使用的主要材料,针对该材料携砂性能评价方法不完善,不能真实反映其携砂效果问题,开展了纤维加量、压裂液基液的浓度、陶粒的砂比、陶粒的密度等因素对携砂性能影响的实验研究。结果表明:当纤维加量在一定浓度范围内,随着纤维加量的增加,陶粒的沉降时间及沉降体积也在增加;当压裂液基液在一定的浓度范围内,随着浓度的增加,纤维的携砂能力增强;但随着陶粒砂比及密度的增大,降低了纤维的携砂能力。

新型压裂技术在页岩气开发中的应用

先进的压裂技术是页岩气藏得到商业开发的关键。目前页岩气藏压裂大多采用水基压裂液,存在清水用量巨大,回收、处理困难的问题。在分析清水压裂的特点和中国压裂条件的基础上,指出页岩气压裂的约束条件和发展方向。通过深入调研国外最新技术,从研发背景、施工工艺、技术特点和应用效果等方面介绍了新兴的混合压裂、纤维压裂、通道压裂、CO2压裂和液化石油气压裂技术,并针对中国页岩气开发现状进行适用性分析。认为清水压裂对于验证中国页岩气可采性和进行试探性开发具有不可替代的作用;新型压裂技术能够不同程度解决清水压裂的现存问题,这些技术的研究和应用价值将在中国水资源匮乏、环境污染严重、设备运输问题的现状和页岩气长期商业开发的实践中日益凸显;分析认为在引进国外技术的同时应加快新型压裂技术的自主研发和试验,这样才能尽早使中国页岩气的成功开发成为现实。

川西马井气田蓬莱镇组气藏压裂工艺技术新进展

川西马井气田蓬莱镇组气藏是典型的低渗透致密砂岩储层,由于储层条件复杂,以前的储层改造效果不明显,措施成功率和有效率均较低。2005年以来,开展了低伤害压裂液和多层压裂、纤维支撑剂压裂、线性加砂等工艺技术研究及应用,使压裂液残渣含量下降了16%,措施成功率和有效率分别提高到90%、86.6%,单井平均压后增产倍数达到12.62,取得了较好的增产效果,压裂工艺技术在马井气田获得新的重大进展。

脉冲式纤维加砂压裂工艺应用及效果分析

长庆靖边气田属于三低(低压、低渗、低产)致密砂岩储层,随着规模开发、层位的不断拓展,储层厚度、物性和连续性不断变差。支撑剂的无效铺置、运移、压裂液的残渣堵塞伤害等多种原因造成加砂压裂效率降低、开发成本增加、排液过程中出砂严重。为此,我们试验了一种新型压裂工艺--脉冲式纤维加砂压裂。本文通过对该工艺技术的原理和特点进行阐述,结合3口井压裂后排液及试气成果的对比分析,得出脉冲式纤维加砂压裂技术可以提高支撑裂缝的导流能力,获得显著的增产效果,有效防止支撑剂的返出,对压裂液体的要求较低,返排液回收利用率高,在气井的压裂改造中具有一定的推广应用前景。

压裂新技术在非常规油气开发中的应用

压裂是非常规油气开发过程中主要的技术措施,压裂技术的创新是实现非常规油气资源大规模开发的关键。重点介绍了新型压裂改造技术的技术原理及其在煤储层、致密砂岩储层、页岩储层等开发过程中的应用,包括同步压裂技术、高速通道压裂技术、纤维压裂技术、穿层压裂技术、固井滑套压裂技术和泵送桥塞压裂技术。并针对应力叠加效应、支撑剂异构铺置、铺砂剖面优化、裂缝穿层延伸、定点起裂、变粒径变排量作业等技术优势总结了各技术的设计原理及现场应用情况,为非常规油气的开发与改造提供参考和借鉴。

纤维复合压裂防砂解决强速敏问题

针对草104东区强速敏问题,开展纤维复合压裂防砂研究,对机理进行了分析并确定了复合砂体配方。在应用的井次中,平均单井周期增油达160t,平均油汽比增加0.2,取得了较好的措施效果,该方法在现场应用证实有效,为强速敏油田高效开发提供一种新思路。

塔里木油田超深超高压气藏的成功改造

塔里木油田克深区块超深井温度高、压力高、射孔段长,利用常规压裂手段很难达到储层改造目的。通过对目标井的地质分析和储层评价,针对该井压裂改造的难点,提出了针对性的改造思路并进行现场施工。研究提出以冻胶压裂为主,滑溜水体积压裂为辅的混合压裂方式,采用分簇射孔和纤维暂堵转向工艺进行分级施工,并根据监测裂缝发育情况实时调整压裂施工方案。最终通过纤维转向压裂技术为主的现场压裂施工,成功实现了超深高温高压井的分层压裂改造,将目标井产量从1.5×104m3/d增加到21×104m3/d。该技术的成功应用,对该区块同类型井的储层改造具有很好的指导意义。

页岩气开发关键新型技术应用现状及挑战

主要阐述了页岩气开发的关键性新型技术—"井工厂"技术的应用现状,对比分析了各压裂技术的优缺点及适用性。其中高速通道压裂以及纤维压裂两项新型技术能够避免常规清水压裂技术的缺点,有利于环保、低成本的页岩气开发。目前面临的许多问题和挑战,有必要对"井工厂"技术进行试验和推广;建立与规模开发配套的制度是现阶段开发的关键,而新型压裂技术的引进已成为战略需要。

塔里木油田克深区块致密砂岩气藏的储层改造技术

塔里木油田克深区块超深井温度高、压力高、射孔段长,利用常规压裂手段很难达到储层改造的目的。本研究通过对目标井的地质分析和储层评价,针对该井压裂改造的难点,提出了相应的改造思路并进行现场施工。研究采用以冻胶压裂为主,滑溜水体积压裂为辅的混合压裂方式;采用分簇射孔和纤维暂堵转向工艺进行分级施工,并根据监测裂缝发育情况实时调整压裂施工方案。现场施工成功实现了超深高温高压井的分层压裂改造,将目标井产量从1.5×104 m3/d增加到21×104 m3/d,对该区块同类型井的储层改造具有很好的指导意义。

延113-延133井区致密砂岩储层产能影响因素分析

为研究致密气藏产能规律,释放鄂尔多斯盆地山_(2)^(3)气藏产能,延113-延133井区结合气井产能模型和开发实践,系统分析地质条件、储层改造和储层伤害对气藏产能的影响。通过建立无阻流量和储层参数的交会图以及压力恢复试井等方法研究不同储层条件和压裂改造技术与产能的关系。结果表明:有效厚度、渗透率和水平段有效砂体长度是气藏的地质基础,地层系数与无阻流量呈较好的线性关系,水平段有效砂体长度与无阻流量呈正相关关系。纤维压裂可以提高裂缝导流能力,增大裂缝长度,提高产能。外来流体导致的水锁效应严重影响气藏原有渗透率,降低气井的产能。通过产能影响因素的研究,延113-延133井区采用CO_(2)压裂等储层改造工艺实现了山_(2)^(3)致密气藏的高效开发,具有较好的借鉴意义。