压裂液.ppt
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1、低渗透油田高效开采技术与发展趋势,主 要 内 容,制约低渗透油藏高效开采的关键因素 国外水力压裂技术的新进展,制约低渗透油藏高效开采的关键因素,建立有效的注采驱动压力体系 (井网类型、井网与裂缝方位匹配、井距、注采压力、启动压力等) 水力压裂增产与伤害的协调,常规油藏,注水井,采油井,低渗油藏,注水井,采油井,由于渗透率低和启动压力的作用,导致注采井间无法建立有效的水动力系统,致使注水压力上升,采油井压力下降注不进、采不出!,breakthrough direction,安塞油田坪桥区井位图,裂缝导致方向性见水,水力压裂增产与伤害的协调,压裂过程中压裂液的伤害: 地层 天然裂缝 填砂裂缝的伤害
2、,乌审旗岩心水基压裂液伤害结果,水基压裂液: 渗透率伤害率为74.897.6%。 压裂液进行添加剂优化后:渗透率伤害率为63.088.0%。,1、基质伤害:滤液的伤害,破胶液残渣粒度与孔喉直径对比,Davg=103.70umD50=101.30um Dmax=116.00um,Davg=11.59um D50=0.109um Dmax=10100um,Particle Diameter of Unbroken Gel, um,破胶液残渣粒度大于孔喉直径,无颗粒侵入伤害!,2、天然裂缝伤害:残渣、冻胶 残渣堵塞天然裂缝,降低裂缝渗透率;破胶剂难以进入天然裂缝,冻胶破胶不彻底,增加油气渗流阻力。
3、3、填砂裂缝伤害:滤饼、残渣 支撑剂嵌入滤饼降低填砂裂缝导流能力; 残渣堵塞裂缝孔隙。,压裂液残渣伤害实验研究,压裂液浓度伤害对比:Carbo Pro 20/40支撑剂,4.支撑剂嵌入实验研究,10 Kg/m2铺砂浓度实验结果,贵阳林海30/60目陶粒嵌入实验,新工艺 清水压裂及其进展 新材料 高强度超低密度支撑剂(ULW),主 要 内 容,国外水力压裂技术的新进展,所谓的清水压裂,除了早期用清水不带砂外,多数是用化学处理剂,如减阻剂、活性剂、防膨剂处理过的清水或线性胶,这种水也常常称作滑溜水(slick water-frac)。 作业中带有少量砂的,但也有加砂量较多的,砂比常为3.5%。用水
4、量多,排量大是它们的共性,至于造缝导流能力的大小 与储层物性有关。,、新工艺清水压裂技术及其进展,低渗透油气藏高效开采的关键: 降低压裂液对地层的伤害! 降低开采成本!,清水压裂技术,清水压裂技术的发展历程 两个砂岩地层的应用效果对比 清水压裂对致密气藏伤害评价 清水压裂增产机理及适应性 压裂液返排监测技术,70年代中期,在俄克拉荷马西北的密西西比裂缝性石灰岩地层进行了有规模的清水压裂;用大量的清水,每分钟排量为8 12方,砂比为1.75%,由于砂量及砂比都较低,难以长期支撑形成的裂缝。,1986 至1987年在吉丁斯油田(澳斯汀白垩石灰岩地层)进行了清水压裂,基质岩石的渗透率为0.005至
5、0.2毫达西,地层厚度为50至 500英尺。压裂后,油井从平均日产油0.64方增加至6.4方。压裂规模平均2400方清水,排量平均7方,平均用浓度7.5至15%的盐酸500方。,清水压裂技术新进展,1988年联合太平洋能源(UPR)公司在其第一口水平井中也进行了清水压裂,在作业中使用了蜡珠作为分流剂。,95年以后,广泛应用于裂缝性致密砂岩气藏;提出了冻胶与滑溜水联合的混合清水压裂技术。,1995年UPR公司东得克萨斯盆地棉花谷致密、低渗砂岩地层 施工概况:泰勒段砂岩,对150口井进行了250次的清水压裂 储层情况: 渗透率0.001至0.05毫达西 无论纵向上和横向上都非常不均质,纵向上砂页岩
6、交替,砂层总厚为1000到1500英尺,清水压裂技术应用实例1,压裂工艺: 采用大量清水与少量的化学剂(降阻剂、活性剂、防膨剂等) 20/40目的 Ottawa砂子,总砂用量在2273公斤到136吨之间 砂比3.5%,少数作业中使用砂比达到15%的尾随支撑剂 排量为1.6方到13方,用水量约为64方到3180方,前置液占40%到50%,棉花谷泰勒砂层A气田大型清水压裂与常规压裂的比较,新工艺清水压裂与冻胶压裂效果比较,泰勒砂层气藏清水压裂与常规压裂产量对比,新工艺清水压裂与冻胶压裂效果比较,泰勒砂层C气田清水压裂与常规压裂产量的比较,造缝后导流能力不足! 所以要根据地层物性设计合理的导流能力、
7、选择施工工艺,新工艺清水压裂与冻胶压裂效果比较,90 年代中期安纳达柯石油公司东得克萨斯棉花谷上侏罗纪博西尔砂层 储层情况: 博西尔砂层位于棉花谷砂岩之下,是黑灰色页岩间夹有细砂、粉细泥质砂岩的大厚层 粘土的主要成分是绿泥石与伊利石 平均孔隙度与渗透率分别为610%及0.005 0.05毫达西 低渗储层的含水饱和度为50%,高渗透率储层为5%,清水压裂技术应用实例2混合清水压裂,工艺技术混合清水压裂法: 在工艺实践中发现,对某些储层清水压裂导流能力得不到保证,采用了混合清水压裂工艺:用清水造一定的缝长及缝宽后,继以硼交链的3.6 4.2 公斤/方的胍胶压裂液,带有20/40、40/70目砂子,
8、从而产生较高导流能力的水力裂缝。,EXT-4气井清水压裂加少量砂子压后采气曲线,EXT-9气井清水压裂加大量砂子压后采气曲线,EXT-15气井混合清水压裂压后采气曲线,研究的目的,在上侏罗系砂岩的博西尔地层进行了清水压裂,施工中泵入大量清水并在裂缝扩展过程中又毫无防滤措施,在这样致密的砂层内毛管力自吸现象又严重地存在;同时考虑到泵入水在裂缝扩展过程中,也会受到应力依赖的渗透率的影响。所以采用数值模拟方法研究这些因素对气井产能的影响。,清水压裂对致密砂岩地层伤害评价,压裂施工及监测情况,滑溜水1590方 40/70目涂层砂(RCS)50方 平均排量12方 井口平均作业压力53 MPa 微地震成象
9、监测,有 效 厚 度:169ft 孔 隙 度:8.89% 水平渗透率:0.0297 md 垂向渗透率:0.00297md,新工艺 清水压裂中水锁及岩石物性应力依赖性的影响,采用油藏地质力学压裂模拟的综合模型进行拟合,拟合时的限制条件如下:,压裂压力约在8184.5 MPa之间; 裂缝微震成像的半长约为106 137米,垂直于缝的宽度很大(每边可达15米地层变形的范围!); 返排期间水产量递减很快,到生产晚期基本为常数; 不稳定试井得出的缝长较短,缝导流能力约为1.523dc.cm。,研究方法数值模拟方法,(地层裂缝模型,单相与气水两相),拟合时的计算参数 1 渗 透 率:0.030.0107
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