储层改造技术(交流)
国外储层改造新技术
第七页,共95页。
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1、非常规水平井压裂技术引领储层改造迅速发展
水平井压裂技术引领储层改造在储层评价、压裂机理认识、压裂材料、工艺技术等方面不断进步
技术名称 多级压裂 滑溜水压裂
水力喷射压裂 重复压裂 同步压裂
氮气泡沫压裂 大型水力压裂
技术特点
适用性
多段压裂,分段压裂,技术成熟,使用广泛
国国根西非大拿比哥西兰国威利度拉基利克典麦拉国洲伦尼兰耳洛内国撒陶
廷哥
利大亚拉
圭斯维兰
圭
其比斯
其哥瑞
哈宛
亚
坦亚
他亚
拉
拉
资料来源 :EIA, 2011
第十六页,共95页。
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3、市场需求和集成创新是压裂技术进步的源动力
由常规油气勘探开发向非常规油气勘探开发的发展过程是地质认识、钻井及压裂工程不断进步的过 程
Source: Baker Hughes, IHS
Source: HPDI
水平井是页岩气开发的主要井型,水平井成本为直井的1.5~2.5倍,但初始开采速度、控制储量和最终评价可采
储量却是直井的3~4倍
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1、非常规水平井压裂技术引领储层改造迅速发展
在低渗透致密储层勘探开发过程中,水平井多级分段压裂技术已经成为主导,其技 术的复杂程度、施工的规模及成本投入远远大于常规直井的压裂及酸化措施
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3、市场需求和集成创新是压裂技术进步的源动力
集成创新决定了压裂的关键技术并不能够等待原始创新,市场需求决定了最新、最先进的 技术在某个地区不一定适用,必须有针对性地选择
压前地质研究
裂缝模式判断
储层改造
1.化学调剖作用原理分流:调剖剂优先进入流动阻力低的高渗透层段,并在预定时间内生成冻胶、凝胶或固体沉淀,对高渗透层段造成封堵,迫使注入水改变流动方向而进入中低渗透层段。
改善流度:用溶胶、冻胶进行调剖时,注入水将沿聚合物的边缘流动,聚合物与水接触的部分逐渐溶解、溶胀,增加了水的粘度,从而改变了油水流度比,提高了面积扫油效率,扩大了调剖的影响半径。
堵塞:聚合物链上有许多反应基团与交联剂发生交联反应,形成网状结构,把水包含在晶格结构中形成具有粘弹性的冻胶体,这种冻胶体在孔隙介质中形成物理堵塞,阻止水流通过或改变水流方向,而未被交联的分子或分子上的极性基团,可卷缩在孔道中,起到阻止水流的作用。
调剖剂:冻胶类调剖剂,凝胶类调剖剂,颗粒类调剖剂,沉淀类调剖剂,树脂类调剖剂,泡沫类调剖剂2.压裂的导流能力影响因素影响支撑裂缝导流能力的主要因素:支撑裂缝所承受的作用力(地应力越大,导流能力越小)、支撑剂物理性能((1)支撑剂粒径大小和均匀程度影响裂缝导流能力。
低闭合压力下:大粒径可提供更高导流能力。
但输入困难。
粒径相对集中、比较均匀的支撑剂能提供更高的导流能力。
(2)圆度和球度好的支撑剂能承受更高的闭合压力。
在高闭合压力下,圆、球度好的能提供更高导流能力,但在低闭合压力下则情况相反。
(3)支撑剂强度。
是以一定量的群体破碎率来表示。
破碎率低的导流能力高。
可根据支撑剂的破碎率来选择支撑剂。
)、支撑剂在裂缝中的铺置浓度(层数)(铺置浓度:单位裂缝壁面上的支撑剂量(一个壁面),Kg/m2。
多层铺置后随浓度增加,导流能力也增强)、以及支撑剂对岩石的嵌入(裂缝闭合在支撑带上,颗粒将由缝壁嵌入或被压碎,导致导流能力下降。
主要与岩石硬度有关系:杨氏模量大于28000MPa时,压碎是主要的。
小于其值时嵌入是主要的。
多层铺置有利于减缓,尽管壁面一层对岩石有嵌入,但中间不受影响,所以铺置层数越多,支撑剂嵌入影响越小。
)、承压时间和压裂液对支撑裂缝的伤害(后破胶返排,但仍有部分残渣存留在支撑带孔隙中,以及壁面滤饼等因素会导致导流能力下降。
储层改造技术--调剖堵水
等条件选择堵剂。
RE决策技术:通过专家系统的产生式推理方式选择堵剂。本决策系统将 常用的堵剂建成堵剂库,堵剂库中包含堵剂名称、堵剂粒径、堵剂对地 层矿化度的适应范围、堵剂对地层温度的适应范围、堵剂对地层pH值的 适应范围等堵剂的性能参数。堵剂类型选择时,系统将地层参数与堵剂
库匹配,寻求最佳的堵剂类型。
同层水
4. 其
他
原
因
窜层(槽)水 6
油 井 出 水 的 危 害 性
1.消
耗
地
层
能
量
2.油井大量出水,造成油井出砂更为严重
3.危 4.加 5.增
害 重 加
采 脱 污
油 水 水
设 泵 处
备 站 理 负 量
7
担
油井化学堵水的基本原理
将化学剂(堵剂)从 油井注入到高渗透出
使用选择性堵剂 选择性封堵同层水。 打隔板控制底水 锥进,封堵底水 。 封堵水层和高含 水层(准确确定水层和 高含水层) 。
非选择性堵剂主要分为冻胶类、颗粒类、凝胶类、树脂类和沉淀类
等五大类。该类堵剂无选择性,对油层和水层具有同样的封堵能力,应 用的先决条件是找准出水层段,并采取一定措施将油层和水层分隔开。
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四、堵水井的选择
依据油藏及开发资料选择堵水井 1、 油பைடு நூலகம்单层厚度较大(一般要求大于5m)。
砂 岩 油 田 选 井 条 件
适用于40 ℃ ~80℃(添加 临苯二胺:80 ℃ ~ 130℃) 、矿化度 ∠5000mg/L、渗透率∠ 0.3μm2的砂岩或碳酸盐岩 油藏堵水。
适用于40 ℃ ~90℃、空气 渗透率∠ 0.3μm2的砂岩油 层堵水。
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名称 F-HPAM堵 剂
储层改造技术(交流)
停泵 裂缝闭合
a b
排量不变,提高砂比,压力升高 反映了正常的裂缝延伸
E
a—致密岩石 b—微缝高渗岩石
井筒摩阻
净裂缝延伸压力 C
S 地层压力(静)
压裂施工典型曲线
时间
pF—破裂压力
pE —延伸压力
03:40 pS —地层压力
p井底>= pF时
26
一、地应力分析
1 地应力场
地应力 存在于地壳内部的应力,是由于地 壳内部的垂直运动和水平运动及其它因素综 合作用引起介质内部单位面积上的作用力。
Ps )
1 2 1
h t
3 y
x
(Pi
Ps )
h t
当破裂时,Pi=PF
PF
3 y
x
h t
Ps
03:40
47
(2) 形成水平缝
岩石破坏条件
v t
最大有效周向应力大于垂直方向抗拉强度
03:40
48
3 破裂压力梯度
定义
理论计算
(垂直裂缝形态)
PF
H
F
pF H
2v z
1v H
1 3v 1v
03:40
6
各类储层中增产方法的使用
• 砂岩储层 Sandstone Formation
– 水力压裂、基质酸化
• 碳酸盐岩储层
– 水力压裂、基质酸化、酸压
• 特低渗储层
– MHF
• 特低渗坚硬储层
– 高能气体压裂
03:40
7
第二节 水力压裂概述
• 水力压裂基本原理 • 水力压裂发展概况 • 水力压裂的作用
03:40
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由于泊松效应,垂向应力产生的侧向压力
火山岩储层增产改造难点及技术研究
造最 有效 的手段 , 但仍 需不 断探索 与研究 , 解决 技术 上 的瓶颈 以便动 用难 开 发 的储 量 , 为 火 山岩油 气 藏 的高效 开发提供 重要 的技术 保 障。
0 6 0 l 2 U i U 2 4 0 3 0 0 3 6 0
时间( ai r n )
图1 粘土膨胀特征图
l 火山岩储层特 点及 增产制约 因素
1 . 1 火 山岩储 层特 点
1 . 2 火 山岩储层 压裂增 产制 约 因素
由于储 层岩性 复 杂 、 埋藏 深 、 高温 、 高压 、 微裂缝
发 育等特点 , 那 么制 约压 裂 增产 技 术 的瓶 颈 问题 主
图2 火 山岩 储 层 裂 缝 形 态 图
2 火山岩储层增产改造技术
针对 火 山岩储层 的特 点和压 裂增 产施工 中的制
( 3 ) 高启 裂梯度 、 高 施工 泵压
破裂 压 力 梯度 、 杨 氏模 量 、 抗 张强 度 、 断 裂 韧 性
约 因素 , 建 立 了裂缝启 裂 与延伸 模型 , 采用 快速解 释 诊断、 前 置液 降滤失 和裂缝 控制延 伸技 术等 , 以及压 裂液体 系 的优选 , 最 终 形成 压 裂 增 产改 造 的主 导思 想, 以使压 裂裂缝 尽量 多 、 尽量远 地沟 通天然 微裂缝 和溶 孔 , 达到提 供油 气流通 道 的 目标 。
火山岩埋藏深 、 压裂工作液在温度高条件下和
较窄 的裂缝 中长时 间 高速 剪 切 , 难 以保 持 悬 浮 支撑
扭 曲 区 域 _ ) 圃
( a ) 扁平多 裂缝 ( b ) 枝 状 多裂缝 ( c ) 纵 向多 裂缝
列举五项非常规储层改造技术
列举五项非常规储层改造技术
1. 深水多段水平井:这种技术利用水力压裂和水平井钻探技术,可以在水平方向上延伸开发储层,提高油气产能,并减少应力差异带来的油藏损伤。
2. CO2驱油技术:这种技术通过注入二氧化碳气体来促进油
藏中的原油流动,提高采收率。
这种非常规储层改造技术可以将二氧化碳气体注入地下,使原油更容易流出。
3. 页岩气压裂:这种技术通过注入高压液体来破裂固态岩石,从而释放页岩储层中的天然气。
这种非常规储层改造技术可以提高页岩气的产量。
4. 重整烃制造:这种技术通过加氢和重整等化学反应,将低质油或高硫油转化为高质油和低硫油。
这种非常规储层改造技术可以改善油藏中的原油质量,并提高采收率。
5. 微生物采油:这种技术利用微生物来改造油藏,促进原油的流动。
微生物可以分解原油中的高分子化合物,使原油更容易被采出。
这种非常规储层改造技术可以提高采收率。
储层改造--水力压裂技术
5、其它压裂液 (1)、醇基压裂液
(2)、胶束压裂液
( 3)、浓缩胶压裂液
压裂液类型
1、水基压裂液体系 以水为分散介质,添加各种处理剂,特别是水溶性聚合物,形成具有 压裂工艺所需的较强综合性能的工作液。 一般水溶性聚合物与添加剂的水溶 液称为线性胶或稠化水压裂液。加入交 联剂后会形成具有粘弹性的交联冻胶 (具有部分固体性质,但在一定排量下又能流动) 特点:安全、清洁和容易以添加剂控制其性质而得到广泛应用。除少数 水 敏地层外几乎可用到所有油气储层。是发展最快最全面的体系。 水基压裂 液主要是用水溶胀性聚合物作为成胶剂,制成能悬浮支撑剂的稠 化溶液,具 有粘度高、摩阻低及悬砂能力强的优点。 缺点:热稳定性和机械剪切稳定性较差。为了克服这一缺点,又发展了 交链压裂液和延迟交链压裂液。
泡沫半衰期:在大气压条件下,用来产生泡沫的液体有一半从泡沫中所 破裂出 所需的时间。 70%-80%干度的泡沫使用高质量起泡剂一般有3-4min半衰期,添 加聚合 物稳定剂可延长到20~30min.
配制泡沫压裂液的液体:水、稠化水、交联冻胶等含表面活性剂。
泡沫的滤失性
滤失系数:泡沫流体施工时度量流体滤入地层的流动阻力的一 个系数。 主要影响因素: 1)岩心试样的渗透率,当其增度,其增大,滤失变小; 3)温度增加滤失量缓慢增加(随温度增加使泡沫液相稀释);
优点:避免对水敏性产油层使水基液而引起的地 层伤害。适用低压、 偏油润湿、强水敏性地层。 缺点:易燃,摩阻高、比水基压头小导致泵压 高、添加剂用量大、成 本高、现场配制及质量控制 较困难。
4、乳化压裂液体系及添加剂 油水两相基本类型:油外相和水外相 油外相乳化液的粘性与基油十分相似,它可与油的高粘度相联系的高摩擦 阻力(对比水外相)。 乳化压裂液水相由植物胶稠化剂和含有表面活性剂的淡水或盐水配制而 成,油相可以是原油或柴油。 根据表面活性剂(乳化剂)性质 不同,可形成水包油和油包水两种类 型 压裂液。 粘度随水相聚合物浓度及油相体积比例增加而增大。
储层改造技术现状与发展建议
十一五
十二五
国内储层改造技术水平不断提高,服务能力不断刷新记录
内容 最大作业井深,m 最高施工温度,℃ 最高施工压力,MPa 最高施工排量,m3/min 最深水平井,m 最大注入液量,m3 指标数据 8023 201 136 17.2 6305/7810 46140 对应井号 克深7 牛东1 大北301 威201-H1 塔中×-15H 焦页12-4HF井 所属油田 塔里木油田 华北油田 塔里木油田 西南油气田 塔里木油田 中石化焦石坝
序 装备名称 号 总体情况 国产化情况 引进情况
公司共有压裂泵车 492 台 套,91.07万水马力 243台套,占49.4% 249台套,占50.6% 2000 型 为 主 279 台 套 , 主要厂家:江汉第四石 主要厂家:美国的 1 压裂泵车 2500型58台套,二者合计水 油机械厂和烟台杰瑞股 哈里伯顿、双S公 马力70.3万占总量77.2% 份公司 司和国民油井公司 无3000型压裂泵车 同泵车配套 同泵车配套 基本为美国哈里伯 混砂车、 混砂车122台套 基本为江汉第四石油机 2 顿、双S公司、西 仪表车 仪表车81台套 械厂和烟台杰瑞股份公 方、道威尔和国民 司产品 油井公司 基本为国产 连续混配 主要厂家:四机赛瓦石 3 25台套左右 设备 油钻采设备公司、北京 矿冶研究总院
(一)作用与地位
1.储层改造每前进一步,都促进了勘探开发向新的领域迈进
<1990
储层解堵、提高单井产量,动用1mD以上储量
整体压裂、开发压裂 1991~2005 结合井网、提高采收率,解决注水开发油藏整体改造问题
横截缝
纵向缝
2006年直井多层、水平井多段压裂 细分层段开发、提高动用程度,动用下限降至0.3mD 2011年体积压裂与工厂化 提高改造体积,启动非常规资源开发
页岩油储层改造和高效开发技术
技术与检测Һ㊀页岩油储层改造和高效开发技术窦晓军摘㊀要:在页岩油勘探领域方面的成就不断积累的背景下,页岩油的可采量在朝着更加大规模的方向进展,并且有可能在未来成为战略性的替代资源㊂因此,文章积极对于页岩油储层改造和高效开发技术进行探讨,希望可以对于此方面的技术有着更加深刻的认知㊂关键词:页岩油储层;油层改造;高效开发一㊁引言社会的发展和进步,需要大量的能源作为支撑,页岩油作为重要的战略性资源,对于页岩油储层改造和高效开发技术的发展情况进行探讨,可以对于当前页岩油行业的发展问题有着更加清晰的认知㊂二㊁页岩油储层的特点分析作为非常规油气资源,其储层一般情况下都比较致密,加深与烃源岩之间处于相邻的状态,有时候还出现相互交叉的情况,这样就给予实际开发造成了一定的影响㊂详细来讲述,页岩油储层的特点可以归结为储层有砂岩层次,砂砾岩层次,石灰岩层次,白云岩层次,沉凝灰岩等,其中存在的孔喉系统,其空隙度比较小,部分地区还存在微米级别;页岩中含有很多脆性矿物,脆性比较高,此时如果有外力作用,就可能出现各种裂缝;再者此区域的地层压力比较高,压力系数处于1.2 2.0之间,原油相对密度和黏度都比较适合流动和开采;储集层含油饱和度比较差,很容易使得饱和度处于比较高的状态;在部分区域还存在黏土矿物,使得实际的系统展现出脆弱性的特点,如果在实际开采过程中有不当行为,就可能演变为流动性损失㊂三㊁页岩油储层改造技术的进展(一)变排量压裂技术在变排量的过程中,排量可能从最高值变成最低值,然后迅速恢复到原始的状态,这样的快速变化中,会在储层内部出现压力脉冲,短时间内裂缝入口能量会不断提升,打开之前如果没有裂缝,就可能使得已经张开的裂缝不断拓展,继而使得波及面积不断提升,压裂的效果也会因此不断提升㊂在使用这种技术的过程中,需要关注不同储层条件下排量的改变范围和时机,由此做好对应的技术方案的优化设计㊂(二)重复压裂技术在开采工作开展之后,地层能量会慢慢降低,投产前形成人工裂缝,会从开启状态转变为闭合状态,也就是说重复压裂的过程中,应力区带会形成,由此慢慢延展到原有裂缝,此时还可以以提高砂量的方式来处理,以确保实际裂缝导流素质得到不断提升㊂也就是说,在重复压裂的过程中,会使用很多封堵剂,对于油层中的高渗裂缝进行处理,由此使得低渗裂缝能够处于开启状态,这样带来的结果就是压裂的效率得到不断提升㊂在实际压裂的过程中,如果压裂液向最小应力方向发展,此时实际的裂缝网络是没有成型的,储层的利用率也不高,在最小应力方向可以采取有效措施来进行促进,由此使得实际油层含水量不断提升,产量也会因此不断递减㊂(三)同步压裂技术同时对相邻的储层进行水力压裂的技术方式,在两个进口产生的压力,会对于实际裂缝密度或者复杂程度造成影响,继而导致体积会出现增加的情况㊂使用这样的技术方案,可以使得应力干扰的面积得以扩大,实际的强度也在增强,水平主要应力的差距会慢慢变小,地应力方向也会发生很大的改变,由此连接裂缝的环境朝着更加良性的方向进展㊂在这种技术贯彻执行的过程中,还需要考虑的是受激储层体积处于较大的状态,此时的网络环境是很复杂的㊂相比较一般情况下的裂缝,同步压裂技术可以更早突破,无论是生产效率,还是套管压力,都展现出更加稳定的特点,这样就可以使得整体的生产效率处于预期的状态㊂四㊁页岩油储层高效开发技术的进展(一)水平井钻进技术该技术最早诞生于1863年,主要使用在生产环节,在此过程中可以使得井筒和页岩储藏的接触面积不断提升,继而使得页岩产气量不断提升㊂在多年的技术实践之后,该方面的技术素质在不断提升,技术效益也不断提升㊂最近几年,关于此方面技术也在不断发展,主要表现在水平井轨迹设计技术方面,随钻测量技术,随钻测井技术,旋转导向钻进系统,钻井液技术等,当然也有很多开发方案在设计的时候,实现多种技术的融合,以发挥技术的集成效能㊂(二)工厂化作业技术工程化作业技术的使用,可以使得占地面积减少,由此使得钻井,压裂环节展现出批量化的特点,这样可以使得实际的生产效率不断提升,还可以使得设备动迁的成本处于可控的状态㊂再者在这样的技术架构中,大批量的作业距离控制比较严格,钻井液和压裂液的回收利用也更加便捷㊂以新疆油田玛湖凹陷为例,其层次为典型的页岩油出层,在此过程中,就将前置性酸预处理技术,滑溜水多段塞打磨技术,低伤害冻胶加砂技术使用其中,由此使得工厂化的效益得到最大化的呈现㊂五㊁结语综上所述,我国页岩油储层环改造技术和高效开发技术处于不断发展的状态,随着此方面技术实践的不断积累,技术创新成果的不断转化,实际的技术效益将会朝着更加理想的方向发展和进步,这将引导我国在此方面的能源开采和使用行业朝着可持续的方向进展㊂参考文献:[1]姜在兴,张文昭,梁超,王永诗,刘惠民,陈祥.页岩油储层基本特征及评价要素[J].石油学报,2014,35(1):184-196.[2]高英,朱维耀,岳明,李爱山,张燎原,宋洪庆.体积压裂页岩油储层渗流规律及产能模型[J].东北石油大学学报,2015,39(1):6,80-86.[3]邱小庆,杨文波.可钻桥塞分段压裂工艺在页岩油储层改造中的应用[J].广东化工,2015,42(6):70-71,77.[4]徐毓珠,张寅,韩玲,王国庆.页岩油储层改造用压裂液体系的研究及应用[J].海洋石油,2015,35(3):46-50.作者简介:窦晓军,新疆油田黑油山有限责任公司油田工艺研究所㊂761。
非常规油气储层改造及增产稳产新技术与管理
非常规油气储层改造及增产稳产新技术与管理非常规油气储层改造及增产稳产新技术与管理引言油气储层是人类能源供应的重要源泉之一,而非常规油气储层作为一种传统储层的延伸,具有储量丰富、分布广泛等特点。
为了实现非常规油气储层的开发利用,不断涌现出许多非常规油气储层改造及增产稳产的新技术与管理模式。
本文将介绍一些非常规油气储层改造及增产稳产的新技术和管理模式。
一、油气储层加密技术为了提高非常规油气储层的采收率,加密技术成为一种有效的途径。
加密技术可以通过增加储层裂缝的数量和面积来提高储层的渗透率,进而增加油气的产量。
目前,常用的加密技术包括压裂技术、水力压裂技术和酸化技术等。
1. 压裂技术压裂技术是指通过注入高压液体到储层中,使储层内部的裂缝扩展,并形成一定宽度和一定长度的水平裂缝。
这样能够极大地增加储层的接触面积,提高油气的渗透率。
压裂技术已经得到广泛应用,在提高非常规油气储层产能上具有显著效果。
2. 水力压裂技术水力压裂技术是指使用高压水来破碎岩石,进而形成一系列的裂缝。
通过水力压裂技术,可以将砂石等固体颗粒带入裂缝中,以保持裂缝的稳定。
这一技术适用于储层渗透性较差的情况,并且对储层的石英含量有一定的要求,但效果显著。
水力压裂技术在增产稳产方面具有独特优势。
3. 酸化技术酸化技术是指通过注入酸液来溶解储层中的碳酸盐矿物质,从而扩大裂缝并增加渗透率。
由于非常规储层中碳酸盐矿物的含量较高,酸化技术尤为适用。
通过合理的酸液配比和注入方式,可以有效地改造非常规油气储层,实现增产稳产。
二、智能化采油技术智能化采油技术是非常规油气储层开发的新方向之一。
智能化采油技术通过传感器、数据采集系统和自动控制系统等设备,实现对油气储层的实时监测和控制。
这一技术可以帮助开发者更精准地掌握储层状态、优化生产方案,并及时调整开采参数,以提高非常规油气的产量和稳定性。
智能化采油技术主要包括井底传感器系统、智能油藏管理系统和自动控制系统。
低渗油气储层增产改造技术
特高渗
高渗
中渗
低渗 特低渗 超低渗 非渗
K(×10- K≥2000 500≤K<2000 50≤K<500 10≤K<50 1≤K<10 0.1≤K<1 K<0.1 3μm2)
② 砂岩气藏按照孔隙度渗透率划分标准
分类 K(×10-3μm2)
孔隙度(%)
高渗 500≤K
≥25
中渗 10≤K<500
25~15
1.国外低渗透油田划分标准 • 前苏联学者将渗透率小于(50~100)
×10- 3μm2的油田算作低渗透油田。 • 美国联邦能源管理委员会对低渗透储层
进行了界定,其中把渗透率小于 0.1×10- 3μm2的储层称为致密储层。
2.中国石油天然气总公司标准(1998年)
① 砂岩油藏按照渗透率划分标准
分类
7
90
6
78 75
70
5
66
79.3 80
69
68.4
70
59
60
4
50
46
3
40
30 2
20
1 10
0 1996
19971998来自19992000 年2001
2002
2003
0 2004
全国有近33亿吨未动用储量,近万亿方低渗透气藏、凝析 气藏,需要增产改造投入经济有效开发。
17.3024 3.1578
低渗油气储层增产改造技术
主要内容
一、低渗储层分类与分布 二、水力压裂技术发展现状 三、低渗储层生产特征 四、低渗储层压裂改造要点 五、储层保护与压裂液体技术 六、低渗储层改造主要技术 七、压裂评估与测试技术 八、面临的技术问题与发展方向 九、低渗透油气藏压裂增产特色工艺技术
国外非常规储层压裂新技术及未来技术发展讲义
一.直井分层改造技术
主体技术
技术特点
适用条件
连续油管喷砂射孔环空加砂分层压裂(CobraMax)
水力喷砂射孔,环空加砂压裂,砂塞封堵或底封隔器封堵。压裂层数无限,最高单井连续施工19层。
套管完井实际垂深≤3100m井底温度≤140℃
TAP套管滑套分层压裂 (treat and production)
5.高密度压裂液
五、压裂酸化材料
第18页/共33页
2008年,加重压裂液第一次用于深层致密气藏。沙特,F_2井,储层深度5547.1-5895.4m,3小层,射孔段长30.48m,渗透率0.0247~0.1 md,孔隙度5-15%,地层压力75-90MPa,地层温度157-191℃,应力梯度0.0248,天然裂缝发育该地层富含石英,有大量的伊利石和石英胶结新NaBr加重体系,密度1.47g/cm3,耐温177 ℃,瓜胶体系为CMHPG,用量0.6%。这个体系可以应用于150 ℃,但要用于177 ℃以上地层且具有良好的交联性能和长的耐温时间,稠化剂用量将超过0.6%
裸眼完井,耐温218ºC,耐压150MPa
快速可钻式桥塞分段压裂
水力泵送桥塞,桥塞座封,多级点火射孔,套管压裂,连续油管钻除桥塞。压裂段数无限。
套管完井,适用多种套管尺寸,耐温232ºC,耐压86MPa
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美国Bakken油层地层深度2745-3230m渗透率0.0001-1mD(0.005-0.1mD占优)孔隙度2-12%(4-8%占优)水平段长度365.7-3962m采用裸眼封隔器分段压裂平均排量6.2m3/min,平均压力49.5Mpa最多分压18段,压后平均日产油130m3
四.裂缝检测技术
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水力喷射压裂技术:水平井储层改造新方法
水力喷射压裂技术:水平井储层改造新方法摘要:本文首先简要阐述了水力喷射压裂技术应用原理,进而分别就施工工艺、技术施工影响因素、技术局限性展开具体分析,旨在合理利用水力喷射压浆技术,实现水平井改造增产的作用效果。
关键词:水力喷射压裂技术;水力喷砂射孔技术;水平井储层引言:对于水平井储层改造,应用传统水力压裂应用效果有限,甚至会相应形成裂缝区。
在此情况下,水力喷射压浆技术作为一种新型储层改造技术,能够充分利用水力射孔、水力压裂技术的应用优势,并不需要任何多余的机械密封装置,便能够完成连续压裂改造的作用效果。
1.水力喷射压裂技术应用原理近年来,伴随着技术研究力度不断增强,高压水射流技术研究范围不断拓宽,涉及领域也更加广泛。
其中,包括水力喷砂射孔技术、高压水射流油井解堵技术在内的各种技术均为用于油井增产的新技术,水力射流压裂基于传统的高压水射击流技术,能够替代传统压裂工艺,将压裂、隔离等功能作用于一体,借助特殊的注入工具,形成高速流体,相应形成孔缝,促使流体能够直接作用形成高于孔底破裂眼的作用力,进而形成主裂缝。
在实际工程施工期间,则可以从低排量开始,不断泵入原胶携砂液,等到喷嘴和携砂液保持一定大小的距离后,则需要在短时间范围内快速增加射孔、排量。
当完成喷洒后,则需要相应关闭环空、泵入原胶携砂液。
与此同时,在油管内部,基于工程设计排量、含砂浓度要求,直接注入混砂液,完成压裂处理工序。
每完成一次压裂,都需要相应调整钻具,促使喷嘴能够直接和下次压裂位置保持一致性,分段完成压裂施工处理。
水力喷射压裂技术充分整合水力喷砂射孔、水力压裂、环空挤压三个环节,基于伯努利方程,借助压力、势能、动能三者之间的转换关系,促使压裂施工更加准确可靠[1]。
水力喷射压力技术能够充分整合水力压裂技术、水力喷砂射孔的应用优势,实现精准布置裂缝、控制压裂裂缝、实现压裂增产。
1.水力喷射压裂技术工艺施工对于水力喷射压裂技术,本身并不需要额外进行机械封隔、便能够完成自动隔离,技术施工周期较短、施工程序简单、压井次数少,能够显著减少对储层造成的不良影响,形成良好的经济效益。
胜利油田低渗透区块储层改造实践与启示
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0029
0029
0039 d n a S
胜利油田低渗透油藏勘探技术交流会
一. 压裂工艺概况 二. 压裂改造技术在不 同类型油藏的应用分析 三. 认识和建议
胜利油田低渗透油藏勘探技术交流会
一、胜利油田压裂配套技术概况
十五期间,胜利油田压裂工艺技术水平有 了较大的发展, 在针对复杂低渗透储层的改造 实践中,装备能力、材料性能、改造工艺等综 合配套技术均有了较大程度的提高,多次创造 了施工规模、施工压力的新记录,为解决低渗 透储层的勘探开发提供了强有力的保障。
0089
0089
0099
dna S
0099
0
5 1 .0 0 3 .0 5 4 .0 0 6 .0 5 7 .0 0 9 .0
1 .1
2 .1
4 .1
5 .1
0099 5.0 0 5.0
0099
001
002
003
胜利油田低渗透油藏勘探技术交流会
2) 高温压裂液体系
胜利油田低渗透油藏勘探技术交流会
胜利油田低渗透油藏勘探技术交流会
二、 压裂改造技术在不同类型油藏 的应用分析
“十五”至“十一五”期间,压裂改造技术在勘探开
发中的地位和作用更加显著。
在滩坝砂、砂砾岩等复杂低渗透油气藏的改造过程中,
压裂工艺得以不断提高完善。
油气田储层改善技术研究
油气田储层改善技术研究一、背景介绍油气田是人们日常生活中使用的能源来源之一,随着国家经济的发展和人民生活水平的提高,人们对石油、天然气等能源的需求不断增加。
为了满足日益增长的能源需求,需要通过技术手段对油气田进行改善,提高油气田的产能,延长油气田的使用寿命。
二、油气田储层改善技术的类别及原理1. 压裂技术压裂技术是指通过高压将压裂液注入井孔中,使油气储层破裂,增大储层渗透率,提高油气采收率的一种技术手段。
该技术可分为液态压裂和固态压裂两类。
液态压裂主要适用于岩性储层,而固态压裂则适用于裂隙储层。
2. 酸化技术酸化技术是指通过注入酸液降低储层孔隙中的岩石矿物质含量,增大储层渗透率,以提高油气采收率的技术手段。
酸液主要有盐酸、硝酸等。
该技术适用于酸溶岩储层和半悬霸储层。
3. 改造钻井技术改造钻井技术是指通过重新调整井筒位置、改变油井完井方式以及重新打通堵死井眼等手段,使之前的井眼重新被利用起来的技术手段。
该技术可延长油井使用寿命并提高采收率。
三、储层改善技术的应用案例1. 压裂技术在四川碎屑岩气藏中的应用四川盆地是我国主要的油气生产地之一,其油气产量处于全国领先地位。
然而,相对于巨大的油气资源储量,四川碎屑岩气藏的开发效益较低。
为提高碎屑岩气藏的产能,采用压裂技术进行改善。
结果表明,采用液态压裂技术后,气田平均产量从4300m3/d提高到1.2×10^4 m3/d,增幅达到180%以上。
2. 酸化技术在西南原油气藏中的应用西南原油气藏是我国的重要油气资源之一,但由于储层酸度较高,常规采油方法难以获得满意的开采效果。
采用酸化技术后,可将气藏中的石灰岩等岩石溶解,增加油气渗透率,提高开采效率。
应用该技术后,部分油田石灰岩发生酸化后,最后的储层孔隙率提高了15%以上。
3. 改造钻井技术在华北油田中的应用华北油田是我国西北地区的主要油气生产基地之一,但该油田存在早期注水量较大、井眼堵死等问题。
改造并利用井眼原有孔、隙、缝开发的措施,将基础井眼开发效益从丧失转化为重生。
非常规储层压裂改造技术进展及应用
非常规储层压裂改造技术进展及应用一、本文概述随着全球能源需求的持续增长,非常规储层资源的开发利用越来越受到重视。
非常规储层,如页岩、致密砂岩等,由于其低孔低渗特性,压裂改造技术成为了提高其开采效率的关键。
本文旨在综述非常规储层压裂改造技术的最新进展,包括压裂液体系、压裂工艺、裂缝监测与控制等方面,并探讨这些技术在国内外油气田的实际应用情况。
通过对相关文献的梳理和案例分析,本文旨在为非常规储层压裂改造技术的发展提供理论支持和实践指导,推动该领域的技术创新和产业升级。
二、非常规储层压裂改造技术的发展历程非常规储层压裂改造技术的发展,经历了从传统水力压裂到现代复杂储层压裂技术的转变。
在过去的几十年里,随着全球能源需求的不断增长,以及对传统油气资源的日益开采,非常规储层如页岩、致密砂岩等逐渐成为油气勘探开发的重要领域。
这些储层具有低孔、低渗、非均质性强等特点,使得常规的压裂技术难以满足开发需求,推动了非常规储层压裂改造技术的不断创新与发展。
初期,非常规储层压裂主要依赖于传统的水力压裂技术,通过高压泵注大量液体来形成裂缝,从而提高储层的渗透性。
然而,这种方法在非常规储层中往往效果不佳,因为这些储层的岩石性质复杂,裂缝扩展困难。
随着技术的进步,科研人员开始尝试使用多种压裂液体系,如泡沫压裂液、稠化压裂液等,以提高压裂效果和降低对储层的伤害。
同时,为了更精确地控制裂缝的扩展方向和长度,研究人员开始引入地质导向、数值模拟等先进技术,为压裂施工提供更为准确的指导。
近年来,随着水平井技术的广泛应用,非常规储层压裂改造技术迎来了新的突破。
水平井技术能够使得井筒与储层接触面积更大,有利于裂缝的扩展和油气的流动。
在此基础上,研究人员又进一步开发出了分段压裂、多级压裂等复杂压裂技术,以适应不同储层条件和开发需求。
随着环保要求的日益严格,非常规储层压裂改造技术也在不断探索环保型压裂液和减少水资源消耗的新方法。
例如,利用二氧化碳等环保介质作为压裂液,既能够满足压裂需求,又能减少对环境的影响。
储层改造知识点总结
储层改造知识点总结一、储层改造的基本概念储层改造是指利用一定的技术手段对原有储层进行改造,以提高储层的产能、延长油田的生产寿命、提高采收率等目的。
储层改造通常包括改变储层有效渗透率、改变储层孔隙结构、改变储层流体性质等工程措施。
储层改造是油田开发中的重要环节,可以有效提高储层的产能,降低开采成本,对于油田的经济效益和社会效益具有重要的意义。
二、储层改造的影响因素1. 储层地质特征储层地质特征是储层改造的重要影响因素之一。
不同地质条件下的储层,在进行改造时需要采用不同的工程措施。
例如,对于孔隙度较高、渗透率较大的储层,可以采用填充材料封堵孔隙的方法来改变储层流体性质;而对于孔隙度较低、渗透率较小的储层,则需要采用增注技术来提高储层的产能。
2. 油藏开发阶段油藏开发阶段也对储层改造的影响很大。
不同开发阶段的油藏,需要采用不同的储层改造技术。
在初期开发阶段,主要是通过改变储层的渗透率和孔隙结构来提高储层的产能;而在后期开发阶段,由于油藏压力下降、产能减小等原因,需要采用增压技术或者增注技术来维持油藏的产能。
3. 工程技术条件工程技术条件也是影响储层改造的重要因素之一。
在进行储层改造时,需要考虑到油藏地质条件、岩石力学性质、流体性质等工程技术因素,选择合适的改造技术,并且在改造过程中要合理控制工程风险,确保改造效果。
4. 技术经济条件技术经济条件也是储层改造的重要因素之一。
在决定进行储层改造时,需要综合考虑改造成本、改造周期、增产效果等因素,从经济角度出发,合理选择改造技术和措施,确保改造的投入产出比。
5. 改造目标改造目标也是影响储层改造的重要因素。
不同的油藏有不同的改造目标,一般包括提高产能、延长生产寿命、提高采收率等。
根据改造目标的不同,需要采用不同的改造技术和措施,确保达到预期的改造效果。
三、常见的储层改造工程技术1. 增压技术增压技术是一种常见的储层改造技术,主要应用于油气藏的后期开发阶段。
通过增加油藏的注入压力,提高油藏的产能,延长油田的生产寿命。
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60
50
40
30
20
10
0
水力压裂的作用
日产液量
日产油量
含水
1-Oct-00 7-Oct-00 13-Oct-00 19-Oct-00 25-Oct-00 31-Oct-00 6-Nov-00 12-Nov-00 18-Nov-00 24-Nov-00 30-Nov-00 6-Dec-00 12-Dec-00 18-Dec-00 24-Dec-00 30-Dec-00 5-Jan-01 11-Jan-01 17-Jan-01 23-Jan-01 29-Jan-01
停泵 裂缝闭合
a b
排量不变,提高砂比,压力升高 反映了正常的裂缝延伸
E
a—致密岩石 b—微缝高渗岩石
井筒摩阻
净裂缝延伸压力 C
S 地层压力(静)
压裂施工典型曲线
时间
pF—破裂压力
pE —延伸压力
03:40 pS —地层压力
p井底>= pF时
26
一、地应力分析
1 地应力场
地应力 存在于地壳内部的应力,是由于地 壳内部的垂直运动和水平运动及其它因素综 合作用引起介质内部单位面积上的作用力。
0
10 20 30
压裂后 压裂前
40 50 60
13
水力压裂的作用
• 提高采收率 -电模拟和数模表明 -大庆小井距试验证实
• • 其它
– 煤层气开采 – 工业排污 – 废核处理
03:40
14
第二节 酸化技术概述
• 酸化处理历史 • 酸化工艺分类 • 水力压裂发展概况 • 水力压裂的作用
03:40
其中:r(h) 为上覆岩层密度,由密度 测井曲线获得。
有效垂向应力为:
z z ps
为Boit孔隙弹性常数。
03:40
29
研究对象:地层中任意单元体。
由广义虎克定律计算总应变
x xx xy xz
1 E
[
x
(
y
z )]
y yy yz yx
1 E
[
y
( z
x )]
杨氏模量, 104MPa
7.4 4.0~8.4 2.0~6.0 2.0~5.0 1.0~3.5 1.0~2.0
泊松 比 0.21 0.25 0.25 0.35 0.30 0.30
03:40
31
(2) 构造应力
定义:地壳的构造运动引起的岩体之间的相互作用
力。是地应力的一个分量。
A
B
C
来源:各种构造运动,包括:
z
y
y
x
03:40
x
36
✓ 显裂缝地层很难出现人工裂缝。 ✓ 微裂缝地层
—垂直于最小主应力方向; —基本上沿微裂缝方向发展,把微裂缝串成显裂缝
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37
二、水力压裂造缝机理
1 井壁最终应力分布
y
y
r
x
Rw r
x
03:40
38
(1)井筒处应力分布
x
y
2
(1
Rw2 r2
)
x
y
2
(1
3Rw4 r4
03:40
50
第二节 压裂液
•压裂液及其性能要求 •压裂液对储层的伤害及保护
03:40
51
100
80
60
40
20
0
12
水力压裂的作用
• 在开发阶段
– 调整层间矛盾 改善吸水剖面 – 二次和三次采油中应用
层号
产油剖面
13
11
9
7 压裂后(33.9)
5
压裂前(3.8)
3
1
0
1
2
3
4
5
6
小层产量,m3/d
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水井压裂前后吸水剖面变化
2806.8-2807.5 2814.1-2815.8 2833.4-2835.1 2882.4-2884.4 2892.3-2896.1 2918.0-2921.5
03:40
6
各类储层中增产方法的使用
• 砂岩储层 Sandstone Formation
– 水力压裂、基质酸化
• 碳酸盐岩储层
– 水力压裂、基质酸化、酸压
• 特低渗储层
– MHF
• 特低渗坚硬储层
– 高能气体压裂
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7
第二节 水力压裂概述
• 水力压裂基本原理 • 水力压裂发展概况 • 水力压裂的作用
限吸液速度 效作用距离可达几 储层流型,沟通深部油气区,
十到上百米
可大幅度提高油气井产量。
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18
FF酸酸洗洗--------
??清清洗洗::射井射井孔筒孔筒眼眼 ??方方式式::正反正反洗洗洗洗
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压压裂裂车车
19
• 酸洗:清除井筒中的酸溶性结垢物,或疏通射孔孔眼
的工艺。
• 两种方式:
)
cos
2
当r =rw,=0及180时,= 3y- x 当r =rw,=90及270时,= 3x- y
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39
当 x = y = 2y=2 x
说明周向应力相等,与无关
当 x > y
()0,180= ()min
()90,270= ()max 分析
• 随r增加, 迅速降低(平方次) • 应力集中
• 在勘探阶段
-提高勘探含油气评价,增加可采储量
– Wattenberg – 陕北安塞特低渗油田 – H=1000-1300m,h=12.2m,=12.4%,
kair=1-2md, ke<0.5md, So=55-57%, pr=8.3-9.8MPa
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11
03:40
• 在开发阶段
– 油气井增产 – 水井增注
地下岩石应力状态:为三向不等压压缩状态.
z (z)
主应力: x , y, z ; 应变: x, y, z
y (y)
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x(x) 27
地应力构成:原地应力 + 扰动应力。
原地应力:重力应力 构造应力 孔隙流体压力 热应力 。
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28
(1) 重力应力(上覆压力)
z 106
H 0
r (h)gdh
ps H
矿场统计
当αF < 0.015~0.018 MPa/m, 形成垂直裂缝 当αF > 0.022~0.025 MPa/m, 形成水平裂缝
03:40
49
三、 地应力的测量及计算
(1) 矿场测量
— 水力压裂法
— 井眼椭圆法(井壁崩落法) (2)岩心分析(实验室)
—滞弹性应变恢复 (ASR) —微差应变分析 (DSCA) (3) 测井解释 (4) 有限元计算
15
酸化工艺分类
• 酸洗 • 基质酸化 • 酸压
03:40
17
酸化工艺的特点及适用情况对照表
酸化
酸流动方式及溶蚀
类型 施工压力 Pi 注入速度
方式
适用范围
不流动或沿
储层的表皮解堵或射孔孔眼
酸 无外力或轻
溶蚀井壁及射孔孔
井筒的正、
的清洗、井筒结构及丝扣油的
洗 微搅动
眼
反循环
清除。
Ps <Pi< PF
•酸化:地层
•方式:油管注液 套管注液 环空注液
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压裂车 封隔器
23
原理:酸或酸的前置液以高于储层所能承受的
排量从套管或油管中注入,使之在井筒中迅速 建立压力,直至超过地层的压缩应力及岩石的 抗张强度,从而压破地层,形成裂缝,连续注 酸使裂缝延伸、酸刻蚀裂缝形成酸蚀裂缝,该 裂缝具有比原地层更高的导流能力,因此能提 高油气井产能。
目的:增产(解堵是必然结果)。
特点:大排量、高泵压(压破地层)。
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24
第二部分 水力压裂技术
• 第一节 水力压裂造缝机理 • 第二节 压裂液 • 第三节 支撑剂及裂缝导流能力 • 第四节 单井压裂设计 • 第五节 压裂工艺
03:40
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第一节 水力压裂造缝机理
破裂 压
加砂
力
F 前置液
携砂液
将酸液注入预定井段,让其静置反应,在无外力搅 拌的情况下溶蚀结垢物或射孔孔眼中的堵塞物; 酸液通过正反循环,使酸液沿井筒、射孔孔眼或地 层壁面流动反应,借助冲刷作用溶蚀结垢物或堵塞 物。
• 特点:
酸液局限于井筒和孔眼附近,一般不进入地层或很 少进入,地面不用加压或加压很小。不能改善地层 渗流条件。
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区域构造—巨大构造单元间的相互作用力; 局部构造—产生于局部地区岩体之间。如断 层、岩层弯曲等。
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特点 ✓构造应力属于水平的平面应力状态 ✓挤压构造力引起挤压构造应力 ✓张性构造力引起拉张构造应力 ✓构造运动的边界影响使其在传播过程
中逐渐衰减。
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• 断层和裂缝发育区
— 正断层,水平应力x可能 只有垂向应力z的1/3。 — 逆断层或褶皱带的水平应力
• 80年代:裂缝量化描述—三维延伸模拟器、优化设计
• 90年代:压裂液体系、整体/开发压裂、监测评估
• 发展方向:压裂系统工程、选井评层、复杂井筒与复杂地层压裂 (深井与超深井,多层压裂、大斜度井与水平井、分支井,复杂
岩性与流体)工艺,水力压裂评估技术,压裂材料,重复压裂技
术
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水力压裂的作用
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8
水力压裂基本原理
压压裂裂
压压裂裂
S1