冻胶压裂在油田的作用

西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文）成人高等教育毕业设计（论文）题目冻胶压裂在延长油田中的应用学生曹宏雄指导教师李天太评阅人_________________________________教学站西安石油大学继续教育学院专业石油工程完成日期2009年11月12日成人高等教育毕业设计（论文）任务书成人高等教育毕业设计（论文）答辩结果表西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文）摘要：本文通过分析延长油田股份有限公司（以下简称延长油田）冻胶压裂在油田开发中起到的积极作用，总结了冻胶压裂在低渗透油田开发中的重要性，解释了冻胶压裂的应用与作用。

本文以延长油田长6油层的冻胶压裂为例进行讨论。

按渗透率大小分类，特低渗透油藏为10－1毫达西，而延长油田长6油层渗透率小于2个毫达西，属于特低渗透油藏，本分经过分析，认为在较长的时间内，冻胶压裂仍然是延长油田在低渗透油田开发中的重要手段，是保持油田产能建设的重要手段。

关键词：冻胶压裂低渗透Abstract: This paper analyzes the extension of Oilfield Company Limited (hereinafter referred to as extended field) gel fracturing in the oil field development played an active role, summed up the gel fracturing in low permeability oil field development in the importance of interpretation of the gel fracturing applications and roles.In this paper, to extend the field length 6 reservoirs gel fracturing as an example for discussion. By penetration of the size classification, ultra-low permeability reservoir is 10-1 milli Darcy, while the extension of the Chang 6 oil reservoir permeability of less than 2 milli-Darcy, are ultra-low permeability reservoir, this sub-analysis, that in the more a long time, the gel is still to extend the oil field fracturing in low permeability oil field development in the important means is to maintain oil production an important means of building.Key words: low-permeability fracturing gel目录前言 (8)1 延长油田压裂相关情况简介 (9)1.1 延长油田地质情况介绍 (9)1.1 延长油田压裂史介绍 (9)2 延长油田水基冻胶压裂体系 (10)2.1 水基冻胶压裂液的稠化机理 (10)2.1.1 水基冻胶压裂液的组成 (10)2.1.2 稠化剂的水溶过程 (11)2.1.3 交联机理 (11)2.2 低温破胶体系 (11)2.2.1 低温水基冻胶压裂后破胶水化返排的重要性 (11)2.2.2 低温冻胶压裂液破胶体系 (11)2.3低温冻胶压裂液配方优化 (12)2.3.1稠化剂使用浓度的选择 (12)2.3.2 交联剂浓度与交联比的优化 (13)2.3.3助排剂种类及使用浓度的选择 (13)3 水基冻胶压裂液现场应用 (13)3.1 压裂设备 (13)3.2压裂施工 (13)4水基冻胶压后效果评价 (14)4.1 压后初产效果评价 (14)4.1.1 根据重点观察井得出结论 (14)4.1.2 甘谷驿油田142口油井分析 (14)4.2 压后稳产效果评价 (15)4.3 从全局压裂统计数据分析油井增产情况 (15)4.4 水基冻胶压裂工艺在延长油田中的重要作用 (16)结论 (17)参考文献 (18)致谢 (19)前言水基冻胶压裂体系其主要原材料为植物胶（香豆粉，羟丙基胍胶，田箐粉），以其形成原胶基液，以硼砂水溶液作胶联液，以过硫酸铵氧化剂作破胶剂，以助排剂作有利于返排的液剂，以引发剂作反应过程当中的活化酶，以利于低温下彻底破胶。

在近年的应用中，主要原材料以羟丙基胍胶为主。

延长油田为适应自身快速发展的需要，于1997年和2000年相继引进4套1050型压裂机组，此前，主要压裂机组为500型和700型，均采用清水加砂压裂工艺，对油层改造的规模较小。

1050型压裂机组集美国、德国和国内领先技术于一身，在延长油田用于油田工程作业后，屡建奇功，使冻胶压裂工艺得到全面推广，而且有效提高了低渗透油层的利用率，使原油产量和经济效益稳步攀升。

1 延长油田压裂相关情况简介1.1 延长油田地质情况介绍延长油田位于鄂尔多斯盆地一级构造单元陕北斜坡的东部，区域构造为一平缓的西倾单斜，地层倾角小于1°，千米坡降7～10m。

区内构造简单，局部具有差异压实形成的低幅鼻状隆起。

鄂尔多斯地台为华北台隆的一部分，经过漫长的地史演化，至晚三叠纪时形成了大型内陆湖泊。

沉降中心位于盆地西南部，北东部为一平缓的斜坡。

晚三叠纪中—早期（T3y2沉积期）是湖泊发育的全盛时期，沉积了巨厚且广泛分布的油页岩，是盆地内的主要生油岩，为中生界油气藏的形成提供了充分的物质基础；晚三叠纪中—晚期，随着湖盆的不断萎缩，湖泊外围以河流与三角洲沉积为主，北东部斜坡上以河控三角洲为主体的沉积物呈裙边状分布，平面上相带分布明显，由东北向西南依次为冲积平原相，三角洲平原相，角洲前缘相和前三角洲相。

三角洲平原和前缘相带内砂体发育，为上三叠纪延长组油气藏的形成提供了必要的储集条件。

延长油田范围内第四系直接不整合覆盖在三叠纪延长组之上，缺失侏罗纪、白垩纪。

钻井资料仅揭示了三叠纪延长组中、上部地层。

资料表明，该区东部延长组第四段保存不全，由西向东延长组第五段残留厚度逐渐增大（0-199m），第三段厚度比较稳定。

延长油田主要含油层位为延长组第三段长6油层组。

延长油田三叠纪沉积属延长三角洲的一部分。

长6期为三角洲建设的高峰期，沉积了以三角洲平原分流河道及前缘水下分流河道相为主体的巨厚地层。

段由于砂体发育，储渗性能相对较好，成为主要的含油层位。

长6长油藏特征：以碎屑岩沉积为主，属岩性圈闭油藏，驱油方式前期以溶6解气驱为主，后期以弹性驱为主。

长地层及岩性特征：主要为一套砂泥岩互层的地层，厚130-150米左右，6为浅湖——三角洲相沉积，砂岩多为细粉砂岩，泥岩以灰——黑色为主；孔隙度为5%-10%左右，渗透率小于2个毫达西，极为致密，俗称“磨刀石”，为方便起见，又把长分成61、62、63、64四个小层。

6目前国内公认的把渗透率在0.1—50╳10-3μm2的储层称为低渗透油层，又进一步将低渗透油层分为三类：低渗透油层（50～10.1╳10-3μm2）、特低渗透油层（10～1.0╳10-3μm2）、超低渗透油层（1.0～0.1╳10-3μm2）。

延长油田所属油田的开发层位主要有：①上三迭系延长组长6油层，该油层渗透率一般在1.0╳10-3μm2左右，遍及全油田各采油厂，为延长油田主力油层，详细的又把长6油层分成61、、62、63、64四个小层。

②上三迭系延长组长2油层，油层渗透率一般为0.5～13.5╳10-3μm2，主要分布在子长、蟠龙采油厂；③侏罗系延安组延7～延9油层，又曾渗透率一般为20～50╳10-3μm2，主要分布于西区采油厂和南探区。

延长油田均为低渗透油层，特别是占主要产量和地质储量的长6油层，大部分应属特低渗透油层，加之其井浅、压力低，并具有较低的含油饱和度，是典型的超低渗、低压、低产、低饱和和岩性油藏。

1.1 延长油田压裂史介绍延长油田长6油层在20世纪二、三十年代，主要以清水压裂为主，六、七十年代，主要以清水加砂压裂为主。

1991年延长油田部分采油厂开展了田菁粉冻胶压裂试验。

由于当时低温破胶返排没有彻底解决，加之压裂设备不配套，工艺掌握不熟练等复杂原因，使该工艺没有在全局全面推广。

1994年5月，延长油田请外油田千型以上压裂机组并聘请其施工队伍，首先在北部采油厂进行了施工作业，同时又委托胜利油田钻采研究院有关技术人员，结合本地区长6油层的实际特点，研制开发出一套低温冻胶压裂液破胶体系。

投入现场使用后，当年压裂76井次，成功70井次，成功率92%，单井加砂13.3方，获得一次性试验成功，三个实验单位原油增产效果十分明显。

随着上述单位的试验成功和工艺的示范作用，七里村、甘谷驿采油厂与油田开发工程处联合，积极探讨寻找如何应用本局500—700型压裂机组来开展冻胶压裂试验，基于设备能力、油层温度等实际情况，他们在配方上作了适当有效的调整，在发挥本局压裂车组最大能力的前提下，最大限度地优化了压裂液配方和施工参数，既保证了现场施工的顺利进行，又降低了压裂施工成本。

两采油厂当年压裂施工32井次，成功22井次，同样取得了较理想的压裂效果。

进入“九五”以后，在油田公司主要领导的全力支持下，冻胶压裂工艺及配套技术在全油田得到了全面、有效的推广。

97年全部淘汰了清水加砂压裂，应用冻胶压裂工艺改造长6油层，相应的从96年开始，用抗压强度高、导流能力好的兰州石英砂代替了定边砂及本地砂，97年9月两套千型压裂机组投入使用，99年初全部淘汰500—700型压裂车组，改用千型压裂机组，使压裂施工规模得到了大幅度的提高，施工参数更趋于合理，一系列技术措施的有效实施，延长油田原油产量迅猛发展，提前一年实现了“九五”规划目标。

2 延长油田水基冻胶压裂体系2.1 水基冻胶压裂液的稠化机理2.1.1 水基冻胶压裂液的组成主要由水、稠化剂、胶联剂、破胶剂及辅助添加剂组成。

我国从20世纪70年代开始使用水基植物胶作为压裂液的增稠剂，主要由槐豆、皂仁粉、田菁，后期又开发研制了耐高温的CMC纤维素、改性田菁、聚丙烯酰胺等，这些增稠剂的最大点是水不溶物含量较高，达到20—35%，到80年代末和90年代初，增稠剂主要向高粘度低水不溶物方向发展，如羟丙基胍胶、香豆胶，基液粘度达到60～85MPa·S，压裂液粘度可达到200 MPa·S （室内温度）以上，施工砂比达到40%以上，要求水不溶物必须小于10%。