新型纤维暂堵转向酸压实验研究与应用

纤维暂堵酸压是针对存在天然裂缝或渗透率差异大的储层转向酸压的一种新工艺,其工艺的核心为暂堵纤维材料。为此,基于纤维暂堵转向原理,在实验分析的基础上,成功研制出了DF新型纤维材料:以有机聚合物为原料、独特工艺制造、并对表面进行特殊工艺处理的高强度有机聚合物可降解的单丝短纤维。理论研究和室内试验结果证明:①DF暂堵纤维能在裂缝或蚓孔处形成致密"滤网结构",增加酸液的流动阻力,达到暂堵和酸液转向的目的;②在清水中有好的分散性能,对酸液体系的原有性能无影响,并具有较好的可流动性;③在施工结束后随着地层温度的恢复,暂堵纤维在残酸中能彻底降解,对储层无污染、无伤害。DF暂堵纤维转向酸压目前已现场应用16口井,施工成功率达100%,其中有效增产井13口,有效率为81.2%,平均有效期超过193 d,增产效果显著。

元坝超深水平井纤维暂堵酸化技术

元坝海相碳酸盐岩气藏埋藏超深,温度极高,衬管完井的水平井多段改造难度大。针对该气藏储层特点,研制新型有机可降解纤维暂堵剂;采用多级纤维暂堵酸化工艺,优化暂堵级数和各阶段排量,通过高黏压裂液携带纤维暂堵剂暂堵已改造的储层,实现水平井的多段分流酸化。该工艺对地层伤害小,施工风险小,现场实施8口井,暂堵有效率为75%,增产有效率达到100%。该技术对于海相水平井改造有较好的针对性。

缝洞型储层酸压改造纤维暂堵规律研究

针对塔河油田缝洞型碳酸盐岩大型复合酸压过程中液体滤失严重的现象,现场提出了纤维暂堵技术。实验利用高温高压酸岩反应流动仪,进行裂缝型储层纤维暂堵性能室内评价。测得不同纤维浓度、长度和不同温度下的定排量最大驱替压差和暂堵时间,研究了温度对纤维降解率的影响。实验结果表明:纤维浓度越大,形成滤饼的承压能力越强,最大驱替压差和暂堵时间越大;较长纤维易缠绕架桥形成滤网,增大渗流阻力,从而增大最大驱替压差和暂堵时间;温度升高,纤维降解速率增快,滤饼致密性降低,最大驱替压差和暂堵时间减小。实验结果对塔河缝洞型油田酸压改造、酸压设计及现场施工都有积极的指导意义。

纤维暂堵转向酸压工艺设计方法与应用

针对纤维暂堵转向酸压纤维用量定量化设计难的问题,建立了考虑初次人工裂缝、邻井人工裂缝、孔隙压力变化、温度变化及原地应力的总应力场模型。进行多元非线性回归,建立了转向半径的预测模型。采用位移不连续法(DDM)等进行求解,并结合纤维封堵机理,建立了纤维用量设计模型。模拟结果表明,初次人工裂缝在最小主应力方向上的诱导应力值更大,邻井人工裂缝、孔隙压力变化、温度变化对应力转向的影响较小。原地应力差越小,初次人工裂缝越长,井距越小,裂缝内净压力越大转向越容易,转向半径越大。当原地应力差较大时,有必要采用纤维暂堵的方式以提高缝内净压力,纤维用量可根据纤维用量设计模型确定。将上述设计应用于新疆M井,设计结果与现场施工结果基本接近,新裂缝转向成功。

深层碳酸盐岩大斜度井及水平井纤维暂堵转向分段压裂参数优化

为进一步提高四川盆地高石梯-磨溪地区Ⅱ、Ⅲ类储层大斜度井及水平井分段压裂的段数,实现全井段压裂,通过开展室内暂堵转向分段压裂物理模拟实验优化分段压裂参数。研究表明:暂堵纤维质量分数及施工排量是影响转向效果的关键因素;纤维长度为3~12 mm的纤维组合,在质量分数为2.5%,排量为120~250 mL/min时,封堵压力达到限压15 MPa,形成稳定封堵且无突破。将研究结果应用于高石梯-磨溪地区Ⅱ、Ⅲ类储层大斜度井及水平井多级分段压裂,证实了该工艺技术的可行性,相比同类未实施分段压裂的储层,测试产量提高46%。该研究对促进碳酸盐岩中低品位资源的有效动用提供了借鉴。

纤维暂堵对重复压裂应力场的影响研究

本文在建立了初次人工裂缝产生的诱导应力数学模型基础之上,基于渗流力学,采用势的叠加原理,对比了加入纤维暂堵液产生的诱导应力场对原地应力场的影响,实现了对垂直裂缝井重复压裂前由于注入纤维暂堵液产生的诱导应力场的定量分析。结果表明,注入纤维液后的应力椭圆面积比注入前变小。

纤维暂堵转向酸压在塔里木盆地碳酸盐岩储层的适应范围

塔里木盆地寒武-奥陶系碳酸盐岩储层非均质性极强,在常规酸压过程中,受储集体分布无规律性、人工裂缝延伸方位不可控性、裸眼井段长等因素影响,裂缝延伸方向不一定能沟通到储集体或改造面积有限,难以提高储层的动用程度。近年来,在塔里木油田地区已经逐渐推广应用一种可降解纤维暂堵转向酸压改造工艺,笔者从裂缝转向的力学基础出发,并结合近年在塔里木盆地的现场典型施工井的实例,透过转向效果,探讨总结适合应用该技术的储层条件,以期为该工艺在塔里木盆地选井、选层提供思路。

碳酸盐岩油藏纤维暂堵分段酸压失利原因分析与对策

塔河油田长裸眼段水平井因受超深高温、井身结构等因素限制而无法充分改造,为此通过自主创新形成纤维暂堵分段酸压工艺。但鉴于现场试验仍存在失败及低效井,为给该工艺推广应用提供优化依据,本文采用地质与工程相结合、室内实验与施工分析相结合的方法,从地质因素、工程因素、工艺因素三方面对失利单井进行了分析评价,并最终针对各类失利原因提出了优化方案。分析结果表明,选井方面不仅要考虑甜点区,还要考虑井眼轨迹与最大主应力方向夹角及储层段与破裂薄弱点的对应关系;酸压参数优化要根据裂缝尺寸选择不同的暂堵剂组合及施工排量;暂堵剂加注工艺要避免纤维团漂浮及冒顶导致施工不连续。

碳酸盐岩超深水平井纤维分流暂堵复合酸压技术及其应用

酸压是碳酸盐岩油气藏投产、增产的关键技术.对于井况复杂须分段酸压改造的超深水平井,由于井深、井身结构等因素的影响,使得机械封隔酸压技术受到限制而无法使用,为保证该类井施工的成功率及增产效果,研制了新型可降解纤维暂堵剂,并对其性能进行了评价,发现该纤维暂堵剂具有较好的分散性能和降解性能,且分流暂堵效果明显;同时,提出了纤维分流暂堵复合酸压技术.截至2014年6月,现场应用施工10井次,暂堵后流压上升3～10 MPa,暂堵有效率约为80%,增产倍比为1.75～6.1,施工后产气量均大于50×10^4 m^3/d,部分井产气量高达100×10^4 m^3/d,增产效果显著.室内实验和现场试验结果表明,该技术能够实现对强非均质性且裂缝发育的超深水平井的清洁有效改造,工艺简单,施工风险低,适应性强,建议大力推广使用.

纤维及颗粒分层暂堵酸压工艺的现场应用

针对碳酸盐岩油藏长裸眼井酸压施工风险大、对工具要求高等难题,研究了纤维暂堵酸压工艺。该工艺通过纤维及颗粒对天然裂缝或人工裂缝进行暂堵,迫使后续工作液改变流动方向,实现分层改造。纤维材料与地层流体及岩层有很好的配伍性,高温下能够自动降解,使得酸压开启新裂缝的同时保持了原有裂缝的连通性,增加了泄油面积,从而提高储层动用程度和单井产量。现场试验取得了较好的改造效果。该技术在塔河油田的成功应用为以后类似井的施工提供了很好的借鉴作用。

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。

元坝海相超深水平井均匀布酸技术研究及应用

碳酸盐岩水平井酸化改造的关键问题是水平段如何均匀布酸,常用方法是采用多级暂堵工艺。但元坝海相长兴组气藏由于埋藏超深、温度高,常规的暂堵剂无法满足施工要求。为此,研制了新型有机纤维暂堵剂,输送介质采用高黏压裂液,室内实验测试可降低岩心渗透率1 000倍以上,具有较好的物理暂堵效果,同时纤维在高温酸液中溶解率高,实现了暂堵后零残留。酸化前利用液氮诱喷钻井液净化水平井井筒,酸化工艺采用多级暂堵交替注入,依据水平段储层分布及衬管段确定暂堵级数,暂堵液与胶凝酸以"初期低排量、暂堵定排量、后期大排量"的方式交替注入,实现水平段的均匀布酸。该工艺在现场实施4口井,暂堵有效率近80%,增产有效率100%,表明对深层碳酸盐岩水平井改造有较好的针对性。

库车凹陷博孜超深凝析气藏加砂压裂技术

塔里木油田博孜凝析气藏单井酸压改造后,提产效果达不到预期目标,生产过程中井口温度低于析蜡点温度,井筒结蜡现象严重。根据博孜区块储层特点,采用不同粒径支撑剂组合工艺、纤维暂堵转向分层工艺和树脂覆膜陶粒支撑剂防砂工艺相结合的加砂压裂配套技术,实现了博孜区块超深储层改造作业。博孜X井采用该加砂压裂技术,日产气由4.68×10^4 m^3上升为51.5×10^4 m^3,是同区块3口常规酸压改造井平均气产量的3倍,日产油由0.46 m^3上升为40.97 m^3,效果显著。该技术为国内类似储层改造作业提供了技术支持。

狮子沟构造带裂缝储层保护钻井液配方

针对青海油田英西裂缝性碳酸盐岩储层在钻井过程中存在的储层损害问题,开展了储层裂缝特征、储层岩石成分、储层岩石的分散性和膨胀性能分析,完成了储层固相颗粒损害、水锁损害以及敏感性损害的评价,明确了储层受到损害的主要因素。评价7种现场储层保护剂的酸溶率、油溶率、粒径范围,其中XY-2和NFA-25的可溶解性(酸溶率和油溶率)大于90%,NFA-25的粒径较大且分布范围最广,可作为储层保护剂。评价了3套钻井液体系的动态渗透率恢复值,复合有机盐钻井液污染岩心后,渗透率恢复值为85.52%,储层保护效果最佳。在复合有机盐钻井液配方下,通过加入可酸溶纤维屏蔽暂堵剂,提高钻井液对裂缝的屏蔽暂堵率以及加入低聚有机硅防水锁剂减少钻井液对储层微裂缝造成的水锁伤害,将钻井液的渗透率恢复值从85.2%提高至92.24%,复合有机盐钻井液储层保护效果显著提高。

玉门油田深井重复压裂技术研究与应用

老井重复压裂已成为油田当前和未来稳产的重要措施,但由于油藏埋藏深、储层物性差等原因,常规重复压裂存在增产效果差、有效期短等问题,因此,研究形成了"逆混合+多级暂堵转向"重复压裂工艺,该工艺在纵向上提高了剖面动用率的同时,横向上增大了储层改造体积,提高了剩余油采出程度,目前已现场应用6井次,并取得较好效果。