浅析致密油渗流机理与体积压裂技术

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体积压裂技术的应用

体积压裂技术的应用

268体积压裂技术主要是针对致密油气层进行油气开发的一项技术,因为致密油气层自身具备的低渗、低压和低孔性,使储油层向裂缝的供液能力大大减弱,因此常规压裂技术无法达到理想的效果,体积压裂技术由此产生。

我国国内依据国外在体积压裂的基础上进行了进一步的研究,现已经在对储集层进一步进行体积压裂的改造。

未来通过对致密油层进一步开发和利用,体积压裂技术将成为最经济有效的关健技术。

1 体积压裂技术的含义我们常用的压裂技术为水压裂,在此基础上产生的主裂缝上形成为天然裂缝与支缝,从而形成了多于常规压裂方式形成的更加复杂的裂缝网络,这些网络的形成,使储油层与油筒的接触面积增加,使储集层的渗透能力明显提高,从而提高原油增产的结果,进一步提高原油产量。

2 体积压裂的特点2.1 通过网络压裂使裂缝呈现复杂的扩展形态传统压裂技术的目的是以形成对称裂缝为主增加岩层的渗透能力,而传统的网络压裂无法使致密油层形成更深的网络裂缝,这就很大程度的限制油层的产量,而通过体积压裂技术的应用,使致密岩层储层内形成了更多的树状网络裂缝,而这些裂缝增加了油体的渗出机率,从而有效的改善了泄油体积的增加。

2.2 裂缝之间形成错断和剪切等破坏岩层在体积压裂的作用下会发生错裂的现象,而这些裂缝随着岩层的不断运动形成位移或滑动的现象,这些都会在岩层表面形成一些不规则的形状,而这些裂缝之间会形成非常好的支撑能力。

在进行体积压裂的过程中,这些裂缝会以多分支的形式形成张开型裂缝,当压力低于主压力临界值时,就会形成剪切式断裂。

2.3 渗流机理的复杂性在进行体积压裂过程中对油气渗透机理的研究还有很长的路要走。

通过当前理论界的研究来看,大部分倾向于利用分形理论对缝网内渗进行理论阐述,同时根据这一理论基础对缝网建立的网络裂缝进行缝网内渗流特性模型。

人们可以利用这种模型方式进行科学分析和模拟。

3 体积压裂技术的应用和建议3.1 体积压裂技术的应用随着常规技术对致密油气层开发的局限性日益突出,为了提高致密油气层的油气产量,人们开始研究和应用体积压裂技术。

致密油气藏体积压裂技术

致密油气藏体积压裂技术

致密油气藏体积压裂技术(Stimulated Reservoir Volume)致密油气藏由于其储层本身具有低孔、低渗、低压等特点,因此储层的自然产能很低,相要实现高效商业化开发,必须采用压裂技术对储层进行改造。

由于储层基质向裂缝供液能力太差,仅靠单一压裂主缝的常规压裂技术很难取得预期的增产效果,因此必须探索研究新型的压裂改造技术,“体积压裂技术”的提出具有深刻意义。

国外已将此技术成功应用于页岩气、致密砂岩气以及页岩油的开发,国内也对体积压裂开展了初步研究,部分超低渗透区块已经成功实现了体积压裂技术对储集层的改造。

体积压裂技术必将逐步成为致密油藏经济有效开发的关键技术。

体积压裂技术(Stimulated Reservoir V olume)是指在水力压裂过程中,使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移,形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络,从而增加改造体积,提高初始产量和最终采收率。

体积压裂改造的对象是基质孔隙性储层,天然裂缝不发育,低渗、超低渗油气藏。

这类油气藏的压裂裂缝仅扩大了井控面积,但由于垂直于人工裂缝壁面方向的渗透性很差,不足以提供有效的垂向渗流能力,导致压裂产量低或者压后产量递减快等问题。

通过体积压裂在垂直于主裂缝方向形成多条人工裂缝,改善了储层的渗流特性,提高了储层改造效果和增产有效期。

作用机理:在水力压裂的过程中,当裂缝延伸净压力大于两个主应力的差值与岩石的抗张强度之和时,容易形成分叉的裂缝,多条分叉裂缝相交就会形成一个“缝网”的系统,如图1所示,其中,以主裂缝为“缝网”系统的主干,分叉缝可能在距离主裂缝延伸一定长度后,又恢复到原来的裂缝方位上,最终形成了以主裂缝为主干的纵横“网状缝”系统。

图1 “缝网”形成示意图图2 单条裂缝形成示意图体积压裂缝网形成的影响因素:体积压裂能否形成复杂网络裂缝,取决于储集层地质和压裂施工工艺两个方面的因素。

1.地质因素(1)储集层岩石的矿物成分储集层岩石的矿物成分会影响岩石的力学性质,从而影响裂缝的起裂方式和延伸路径。

体积压裂技术在油田开发中的适用性分析

体积压裂技术在油田开发中的适用性分析

体积压裂技术在油田开发中的适用性分析体积压裂技术是一种常用的油田开发技术,其适用性取决于多个因素,包括地质条件、油藏特征和经济因素等。

本文将从这些方面进行分析。

一、地质条件:1. 储层岩性:体积压裂技术适用于岩石疏松、孔隙度高、渗透率低的储层,如砂岩和碳酸盐岩等。

对于非疏松储层如页岩等,压裂效果较差,适用性较低。

2. 差异性储层:体积压裂技术适用于具有水平、倾斜和弯曲井筒的储层。

通过水平井和多级压裂,可以最大限度地延伸裂缝,提高油气产能。

3. 快速排水储层:体积压裂技术适用于高渗透储层和对水敏感的快速排水储层。

通过压裂,可以提高渗透率,增大流动面积,加快采油速度。

二、油藏特征:1. 气候条件:体积压裂技术适用于气候温暖、气温变化不大的地区,以确保压裂液成分和性能的稳定性。

在极端气候条件下,如极低温或高温,压裂液的稳定性会受到很大影响,降低压裂效果。

2. 油藏压力:体积压裂技术适用于压力较高的油藏,可以有效地增加裂缝面积和渗透率,提高采收率。

对于低压油田,压裂效果较差,适用性较低。

3. 油藏温度:体积压裂技术对于高温油藏适用性较低,因为高温会导致压裂液流动性下降,增加压裂施工风险。

对于常温储层,适用性较高。

三、经济因素:1. 资金投入:体积压裂技术需要大量的资金投入,涉及到设备采购、作业费用和维护成本等。

只有对于有较高开发潜力和回报的油田才具备经济可行性。

2. 油价:高油价下,体积压裂技术的适用性较高,因为可以将更多的资源开采出来,提高经济效益。

低油价下,对于一些成本较高的油田,可能并不适合使用体积压裂技术。

3. 地区基础设施:体积压裂技术对基础设施的要求较高,包括供水、输油管道和天然气处理设施等。

如果地区基础设施不完善,可能会增加开发难度和成本,降低体积压裂技术的适用性。

体积压裂技术在油田开发中具有广泛的适用性,但需要根据具体地质条件、油藏特征和经济因素等综合考虑。

在选择使用体积压裂技术时,应做好技术评估与经济评估,确保其能够实现经济效益最大化。

致密油气桥塞体积压裂工艺异常分析及解决措施

致密油气桥塞体积压裂工艺异常分析及解决措施

122 |(1)套管形变。

(2)井筒异物。

(3)桥塞异常坐封。

(4)井筒异常泄压。

不同遇阻原因表现迹象也不同。

套管形变导致的桥塞遇阻多发生在水平井入窗点附近,施工表现为遇阻位置固定。

井筒异物造成的桥塞遇阻多表现为多点遇阻且无固定位置。

桥塞异常坐封引起的主要原因为桥塞质量问题、测井仪器异常、井筒压力异常激动。

井筒异常泄压造成的桥塞电缆卡死,主要是由于多家单位交叉作业时不慎造成下电缆作业时地面流程倒错造成,要建立严格的责任区及交接班制度来避免这种人为因素所造成的事故。

根据不同遇阻迹象可判断具体的遇阻原因,采取相应措施,避免造成事故复杂。

施工中途桥塞遇阻,不论哪种原因,在多次泵送无果后应起出射孔枪串,大排量(6~8m 3/min)清扫井筒后再行泵送。

若为套管形变所引起,则需通井修复套管。

严禁提高泵送排量强行推动桥塞下行通过遇阻位置,强行泵送易产生压力激动,会导致电缆断裂或桥塞半座封,造成事故复杂。

对于井筒异物导致的遇阻,一般大排量清扫井筒后可解决,若无果则需通井或打捞。

对于桥塞异常坐封,可溶桥塞可通过泵注10%KCL 溶液解卡,不可溶桥塞需利用连续油管穿心打捞的方式解决。

2.2 投球封堵压裂施工异常2.2.1 堵球遇阻及桥塞移位此种异常在桥塞体积压裂施工时经常出现,具体表现为泵送堵球理论到位但施工压力无到位迹象。

造成的主要原因有:(1)假性投球。

(2)井眼轨迹不规则。

(3)套管射孔毛刺。

(4)桥塞移位。

(5)储层低压。

在泵送堵球时,若注入液量超过井筒容积5~10m 3可判定出现异常,应再次投球泵送,解决假性投球造成的异常。

若二次送球后无到位迹象,则提高施工排量(4~6m 3/min)注入1.2倍井筒容积液量解决井眼轨迹不规则及套管射孔毛刺所造成的堵球遇阻异常。

若提排量泵送还无到位迹象,则需测井下工具探桥塞位置,排除由桥塞移位引起的送球异常。

如果桥塞无位移则判断为储层低压,若桥塞发生位移则需再次泵送桥塞。

《致密气藏体积压裂伤害机理实验研究》

《致密气藏体积压裂伤害机理实验研究》

《致密气藏体积压裂伤害机理实验研究》篇一一、引言随着油气资源的日益紧缺,致密气藏的开发成为了国内外研究的热点。

体积压裂技术作为一种有效的致密气藏开发手段,得到了广泛的应用。

然而,在体积压裂过程中,往往会出现伤害气藏的现象,影响了气藏的产能和经济效益。

因此,研究致密气藏体积压裂伤害机理,对于提高压裂效果和保障气藏长期稳产具有重要意义。

本文旨在通过实验研究致密气藏体积压裂的伤害机理,为实际工程提供理论依据。

二、实验材料与方法1. 实验材料实验所需材料主要包括致密岩心、压裂液、添加剂等。

其中,致密岩心应具有与实际气藏相似的物理性质和力学性质,以保证实验结果的可靠性。

2. 实验方法(1)制备致密岩心,模拟实际气藏条件下的物理性质和力学性质;(2)进行体积压裂实验,记录压裂过程中的压力变化、裂缝扩展情况等;(3)对压裂后的岩心进行观察和测试,分析体积压裂对岩心的伤害程度和伤害机理;(4)改变压裂液和添加剂的种类和浓度,进行多组实验,分析不同因素对体积压裂伤害的影响。

三、实验结果与分析1. 体积压裂过程分析在体积压裂过程中,随着压力的逐渐升高,岩心内部开始出现裂缝。

裂缝的扩展受到多种因素的影响,如岩心的物理性质、力学性质、压裂液的种类和浓度等。

在裂缝扩展的过程中,压裂液会进入裂缝中,进一步扩大裂缝的规模。

2. 体积压裂伤害机理分析(1)机械伤害:在体积压裂过程中,由于裂缝的扩展和压力的变化,岩心内部的结构会受到破坏,导致机械伤害。

机械伤害的程度与岩心的物理性质和力学性质有关。

(2)化学伤害:压裂液中可能含有一些化学物质,这些化学物质可能会与岩心中的某些成分发生反应,导致岩心的化学性质发生变化,从而产生化学伤害。

化学伤害的程度与压裂液的种类和浓度有关。

(3)综合伤害:机械伤害和化学伤害往往同时存在,相互影响,导致综合伤害。

综合伤害的程度取决于机械伤害和化学伤害的相对大小和作用方式。

3. 不同因素对体积压裂伤害的影响(1)压裂液种类:不同种类的压裂液对岩心的伤害程度不同。

体积压裂

体积压裂

体积压裂1体积压裂体积压裂是指在水力压裂过程中,使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移,形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络,从而增加改造体积,提高初始产量和最终采收率。

1.1体积压裂机理体积压裂的作用机理:通过水力压裂对储层实施改造,在形成一条或者多条主裂缝的同时,使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移,实现对天然裂缝、岩石层理的沟通,以及在主裂缝的侧向强制形成次生裂缝,并在次生裂缝上继续分支形成二级次生裂缝,以此类推,形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络。

从而将可以进行渗流的有效储层打碎,实现长、宽、高三维方向的全面改造,增大渗流面积及导流能力,提高初始产量和最终采收率。

1.2体积压裂的地层条件1)天然裂缝发育,且天然裂缝方位与最小主地应力方位一致。

在此情况下,压裂裂缝方位与天然裂缝方位垂直,容易形成相互交错的网络裂缝。

天然裂缝的开启所需要的净压力较岩石基质破裂压力低50%。

同样,有模型研究复杂天然裂缝与人工裂缝的关系,以及天然裂缝开启的应力变化等,建立了天然裂缝发育与扩展模型,研究表明,在体积改造中,天然裂缝系统会更容易先于基岩开启,原生和次生裂缝的存在能够增加复杂裂缝的可能性,从而极大地增大改造体积。

2)岩石硅质含量高(大于35%),脆性系数高。

岩石硅质(石英和长石)含量高,使得岩石在压裂过程中产生剪切破坏,不是形成单一裂缝,而是有利于形成复杂的网状缝,从而大幅度提高了裂缝体积。

3)敏感性不强,适合大型滑溜水压裂。

弱水敏地层,有利于提高压裂液用液规模,同时使用滑溜水压裂,滑溜水黏度低,可以进入天然裂缝中,迫使天然裂缝扩展到更大范围,大大扩大改造体积。

2太沙基有效应力原理太沙基(K. Terzaghi)早在1923年就提出了有效应力原理的基本概念,阐明了粒材料与连续固体材料在应力--应变关系上的重大区别,从而使土力学成为一门独立学科的重要标志。

σσ+μ=’式中σ为平面上法向总应力, kPa; σ′为平面上有效法向应力, kPa; μ为孔隙水压力, kPa。

致密油藏开发方式探讨

致密油藏开发方式探讨

致密油藏开发方式探讨致密油藏是指储层孔隙度低、渗透率低、储集空间小的油气藏。

由于储层特性的限制,致密油藏的开发一直是石油工业面临的重大难题。

随着技术的不断进步和研究的深入,针对致密油藏的开发方式也得到了不断地探讨和改进。

本文将探讨致密油藏的开发方式,并针对其中的一些关键技术进行分析和讨论。

一、致密油藏的特点及挑战1. 储层特性致密油藏的储层孔隙度低,渗透率低,储集空间小,使得其开发难度较大。

储层孔隙度低意味着储层的吸附能力强,难以释放储层中的油气;渗透率低意味着储层对流体的渗透能力差,难以形成有效的采收;储集空间小则意味着油气分布不均匀,导致开采困难。

2. 传统开发方式不适用传统的石油开发方式往往以储层中原生孔隙中的游离流体为主要开采对象,而致密油藏中的原生孔隙中的常规油气资源相对较少,大部分油气储存在毛细孔喉裂隙中,这就导致了传统的开采方式不再适用于致密油藏的开发。

二、致密油藏的开发方式1. 压裂技术目前,压裂技术是致密油藏开发的主要方式之一。

通过使用高压液体将储层中的毛细孔隙进行人工压裂,从而形成油气流通通道,提高油气的产能和采收率。

目前,压裂技术已经在致密油藏的开发中得到了广泛应用,但是由于压裂技术需要大量的水资源和化学添加剂,存在着对环境的潜在危害,因此在实际开发中需要合理使用和管理。

2. 气体驱替技术气体驱替技术是指通过注入高压天然气等气体,推动储层中的原油向井口移动,提高采收率的一种方法。

相比于传统的水驱法和聚合物驱替法,气体驱替技术能够有效地改善储层的渗透性,并且对储层有很好的适应性,因此在致密油藏的开发中具有很大的潜力。

3. 气矿扩容技术气矿扩容技术是指通过注入高压二氧化碳等气体,将其与储层中的原油相溶,从而提高原油的粘度,减小原油与孔隙介质之间的相互作用力,显著改善了储层的微观流体动力学性质,提高了产量和采收率。

4. 水平井技术水平井技术是指通过水平钻井技术,将井眼在垂直方向上延伸到油气层水平方向上,从而利用水平井眼提高储层的有效接触面积,提高油气采收的效率。

体积压裂技术在石油开发中的应用

体积压裂技术在石油开发中的应用

根据相关统计,发现我国低渗低压油气藏占量非常多,实现对其的开采和利用,能够有效缓解我国目前石油资源的紧张局面,该类石油开发存在一定难度,可以在开发当中积极应用体积压裂技术,全面提高石油开发效率。

一、体积压裂技术概述常规压裂增产理念主要是在压裂时抑制次生裂缝的扩展,主要形成一条主裂缝,产能源自裂缝的高渗流能力;体积压裂与常规压裂改造理念相反,压裂时通过各种工艺形成更多的裂缝,沟通更大的渗流区域,充分发挥主裂缝和天然裂缝增产优势。

当水力压裂时人工裂缝中产生的裂缝延伸净压力大于储层本身存在的最大最小应力差值,以及储层天然裂缝或者胶结面张开需要的临界压力时,人工裂缝就有极大机会在储层中出现多个分支缝,人工主裂缝和分支缝相互穿过,扭曲,交叉,形成初步的缝网结构。

这种结构类似与多裂缝形态,但比多裂缝稍显复杂,缝网仍然以主裂缝为主体,分支缝分布在主裂缝周围。

当主裂缝延伸一定长度以后,其缝内净压力小于应力差时,其分支裂缝会闭合,或者张开一些与主裂缝成一定角度的分支缝,裂缝形态会回归到主裂缝形态。

形成的这种主裂缝与分支缝不断交错分布的裂缝形态就叫做缝网,实现这种裂缝形态的压裂技术被称作体积压裂技术。

二、体积压裂技术在石油开发中的应用1.裂缝封堵压裂技术裂缝封堵技术包括缝内封堵以及缝口封堵。

缝内封堵与“端部脱砂”压裂技术核心机理类似,均是通过一定的裂缝封堵来增加裂缝中的净压力。

缝内封堵相对更加注重微观,天然裂缝发育储层,压裂时一般会开启多条裂缝并同时延伸,裂缝之间相互作用,裂缝狭窄,不利于加砂压裂提高砂比,对支撑剂颗粒大小要求较高,同时还增加了液体的滤失作用。

其一般采用粉砂或者缝内暂堵剂对主裂缝进行封堵,缝内净压力逐渐升高,达到一定程度便可改变原有裂缝走向,产生分支裂缝。

采用缝内暂堵进行缝网压裂时,缝网系统由人工主裂缝与天然裂缝或弱面形成的次生网络组成。

缝口封堵,常常也叫缝口暂堵压裂,其技术伴随着多簇射孔压裂而发展,通过北美页岩气生产测井分析,大约50%的射孔簇无效,29%的射孔簇低效,而21%的射孔簇贡献了70%的产量。

胜利油田致密油储层体积压裂技术及应用

胜利油田致密油储层体积压裂技术及应用

2019年3月第24卷第2期中国石油勘探CHINA PETROLEUM EXPLORATION DOI. 10.3969/j.issn. 1672-7703.2019.02.012胜利油田致密油储层体积压裂技术及应用张全胜李明张子麟陈勇张潦源李爱山(中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院)摘 要:胜利油田致密油储量丰富,储层埋藏深、物性差、岩性复杂,常规压裂后产量低、递减快,开发效益差。

通过技术攻关和配套完善,形成了适合于致密油储层的组合缝网压裂等压裂新工艺,在提高改造体积的同时,大幅度提高裂缝导流能力,提高压后效果,并针对纵向多层系油藏特点,形成了水平井多级分段压裂和直斜井多级分段压裂 两类改造模式,研发了可以在线连续混配施工的速溶型低浓度瓜尔胶压裂液体系,以及可与地表水、热污水混配、可 回收再利用的乳液缔合型压裂液体系,有效解决了大规模连续施工压裂液的配置、水源等问题;同时完善了井工厂实施模式和裂缝监测技术。

应用该技术成功开发了 Y227、Y22, Y104等致密油区块,大幅度提高了单井产能、延长了 有效期,提高了区块开发效益,带动了一批难动用储量投入有效开发,大幅提高了胜利油田致密油藏经济有效动用程度。

关键词:致密油,分段压裂;体积压裂;组合缝网中图分类号:TE357.1 文献标识码:AApplication of volume fracturing technology in tight oil reservoirs ofShengli oilfieldZhang Quansheng, Li Ming, Zhang Zilin, Chen Yong, Zhang Liaoyuan, Li AishanAbstract: The Shengli oilfield is rich in tight oil reserves, but the reservoirs characterized by deep burial, poor physical properties and complex lithology, leading to unsatisfactory development performance like low yield and fast production decline after conventional fracturingstimulation. Through researches and optimizations, new fracturing techniques, such as commingled fracture network stimulation, weredeveloped for tight oil reservoirs. While increasing the stimulated reservoir volume (SRV), these techniques can greatly improve fracture conductivity and post-fracturing performance. For the reservoirs with multiple layers vertically, two types of treatments were established, i.e. multi-stage fracturing of horizontal wells and multi-stage fracturing of vertical/deviated wells. A fast-dissolving low-concentration guar fracturing system that can be continuously mixed on line and a recyclable emulsion-associating fracturing fluid system that can be mixed with surface water and hot sewage were developed, which can effectively ensure the fracturing fluid preparation and water source for large-scale continuous fracturing operations. Moreover, the well-plant operation mode and fracture monitoring technique were upgraded. The proposed technology has been successfully applied in tight oil blocks such as Y227, Y22 and Y104. By greatly improving the single-well productivity and lifecycle, it helps increase the development benefit. Accordingly, the utilization degree of the tight oil in Shengli oil field has been improved economically and effectively.Key words: tight oil, staged fracturing, volume fracturing, comingled fracture network域改造技术和理念的进步,体积压裂技术开始成为致密储层的主流改造技术。

体积压裂的原理和应用

体积压裂的原理和应用

体积压裂的原理和应用一、引言体积压裂(Volume Fracturing)是一种常用于岩石裂缝间隙的强制增大和扩展的工程技术。

它通过将高压液体注入岩层,迫使裂缝张开和扩展,从而提高油气储集层的渗透性,促进油气的流动和采收。

体积压裂已经成为油田开发的重要手段之一,本文将介绍体积压裂的原理和应用。

二、体积压裂的原理体积压裂是基于岩石力学原理和流体动力学原理的工程技术。

它的工作原理可以概括为以下几个步骤:1. 创建裂缝体积压裂首先需要通过注入高压液体来创建裂缝。

在注入过程中,液体通过高压泵将岩层内的裂缝张开和扩展。

这种高压注入的作用类似于在地下岩石中施加巨大的压力,从而使岩石发生破裂和裂缝。

2. 砂类介质注入在裂缝形成后,需要将砂类介质注入其中。

通过注入砂类介质,可以防止裂缝在压力释放后闭合。

砂类介质具有较高的颗粒度和流动性,可以在裂缝中填充,增加渗透性,促进油气的流动。

3. 压力释放在创建裂缝和注入砂类介质后,需要逐渐释放压力。

当压力释放时,裂缝中的砂类介质会保持裂缝张开状态,从而形成一条可供油气流动的通道。

三、体积压裂的应用体积压裂广泛应用于油气田开发中,其主要应用包括:1. 增加油气产量体积压裂可以通过扩大油气储集层中的裂缝和通道,增加储集层与井筒之间的渗透性,提高油气的产量。

通过体积压裂,可以使原本无法开采的低渗透性储层具备经济开发的潜力。

2. 增加油气储量体积压裂可以改善储集层的渗透性,提高油气的开采效率。

在一些含气或含油岩层中,由于岩石的裂缝狭小,无法有效采收储量。

通过体积压裂,可以扩大裂缝,提高岩石的渗透性,从而增加油气储量。

3. 增加注水效果体积压裂不仅可以应用于增加油气产量,还可以应用于改善注水效果。

在一些含水层的油田中,为了提高采油效果,需要通过注水来增加储层的压力。

通过体积压裂,可以增加注水井与储集层之间的渗透性,提高注水效果。

4. 油气储层评价体积压裂可以用于油气储层的评价。

通过对岩石进行体积压裂实验,可以评估岩石的裂缝发育程度、渗透性和强度等参数,为油田的勘探和开发提供重要的依据。

浅析致密油渗流机理与体积压裂技术

浅析致密油渗流机理与体积压裂技术

浅析致密油渗流机理与体积压裂技术一、致密油的渗流机理1. 渗流机理概述致密油的渗流机理可以概括为以下几个方面:首先是孔隙介质,由于致密油储层孔隙度小,储层单体对流动的阻力很大;其次是储层流体性质,致密油储层中多为粘稠的原油,流动性较差;再次是渗流规律,由于渗透率低,流体在储层中的渗流速度很低,使得产液能力有限。

2. 渗流机理分析致密油的渗流机理与一般储层有很大的不同,主要表现为两个方面:一是渗透率低,由于孔隙度小、储层矿物质平均直径小,导致渗透率很低;二是孔隙结构复杂,储层孔隙多为微孔和裂缝,渗流路径复杂,增加了流体流动的阻力。

3. 渗流机理对开发的影响致密油的渗流机理对开发有着直接的影响,如渗透率低导致储层渗流速度很慢,使得原油不能有效采运出来;孔隙结构复杂导致采收率低,致密油资源的开采难度大大增加。

二、体积压裂技术1. 体积压裂技术简介体积压裂技术是一种利用高压液体将储层裂缝扩张,增加渗流通道,提高油气采收率的技术。

其主要原理是通过高压液体将裂缝扩张,同时向储层注入支撑剂,形成人工裂缝网络,增加储层有效渗透率,提高采收率。

2. 体积压裂技术优势体积压裂技术的优势主要体现在以下几个方面:一是可以显著提高储层渗透率,增加油气采收率;二是能够改善储层流体性质,提高原油产量;三是可降低开采成本,提高油井效率;四是能够延长油田寿命,提高油田开发的经济效益。

3. 体积压裂技术在致密油开发中的应用体积压裂技术在致密油开发中具有重要的应用价值,可以显著提高致密油的开采效率,推动致密油资源的合理开发。

目前,体积压裂技术已广泛应用于致密油的开发中,取得了良好的效果,为致密油的开采提供了有力的技术支撑。

三、致密油的开发展望1. 技术进步随着科学技术的不断进步,体积压裂技术将会不断完善,其在致密油开发中的应用效果将会更加显著,为致密油资源的合理开发提供更多的技术支持。

2. 资源开发致密油资源是我国油气资源的重要组成部分,开发致密油资源对于我国油气行业的发展具有重要的意义。

致密油藏开发方式探讨

致密油藏开发方式探讨

致密油藏开发方式探讨致密油藏是指储量密度大、渗透率低、孔隙度小的油气藏,对其开发方式的探讨一直是石油行业的热门话题。

致密油藏的开发方式直接影响着油田的开发效率和生产效益,因此需要充分的研究和论证。

本文将从不同角度探讨致密油藏的开发方式,深入分析其特点和挑战,以期为这类油藏的开发提供一些启示和借鉴。

一、致密油藏的特点和挑战致密油藏具有以下几个主要特点:储量密度大,但渗透率低,通常孔隙度也较小,因此油气的产出难度较大;由于孔隙度小,储层孔隙通道较窄,油气流动性差,开采难度大;致密油藏的开发技术相对成熟度较低,需要通过提高压裂技术、水平井技术等手段来改善开采效果;致密油藏矿井的开采成本较高,同时存在环境保护等问题。

基于上述特点,致密油藏的开发面临着一系列挑战:致密油藏储量大、开采难度大,油田的投资风险较高,需要采取合适的开发方式来降低风险;由于孔隙度小、渗透率低,传统的采油工艺不适用于致密油藏的开发,需要相应的技术创新;致密油藏的水平井开发技术虽然成熟,但仍需要不断改进和完善;致密油藏的环保和安全问题也需要引起重视,必须确保开采过程中对环境和安全的保护。

二、传统致密油藏开发方式探讨传统的致密油藏开发方式主要包括水平井开采和压裂技术。

水平井开采是指在致密油藏地层中设置一定长度的水平井来提高油气的产量,通过对地层进行水平钻井,油气能够通过更大的接触面积而被更充分地采收。

压裂技术是指通过对地层进行高压水平井压裂,破坏储层而形成裂隙,使得油气更容易通过裂隙被采收。

传统的致密油藏开发方式的优点是成熟、经济,但也存在一些不足之处:水平井开发受到地层条件的限制,不适用于所有的致密油藏;压裂技术需求大量的水资源和压裂液,不仅成本较高,而且对环境有一定的影响;传统开发方式在提高油气产量的也会对储层造成一定的损害,降低了油藏的开采效率。

传统开发方式虽然有效,但也需要寻求更加科学和环保的开发方式。

随着油田技术的发展和不断创新,人们也在探索新型的致密油藏开发方式。

浅析致密油渗流机理与体积压裂技术

浅析致密油渗流机理与体积压裂技术

浅析致密油渗流机理与体积压裂技术致密油是指孔隙度较低、渗透率较小、孔隙结构较狭窄的油层,油气主要以吸附或胶附在岩石孔隙中,无法自然流出。

与常规油气开发相比,致密油的开发难度更大,需要采用更加高效的开发技术。

在致密油开发中,渗流机理和体积压裂技术是两个关键的领域,其对致密油开发起着重要的作用。

一、致密油渗流机理致密油地层渗流机理是指油气在致密地层中的流动规律和特性。

致密油渗流机理的研究对致密油的开发具有重要意义。

目前,学者们对于致密油的渗流机理进行了深入的研究和探讨。

1. 孔隙结构致密油地层的孔隙结构主要包括微孔和裂缝两种类型。

微孔是指油气在地层中的微小孔隙中,这种微孔的孔径较小,一般在纳米尺度,油气主要以吸附或胶附的形式存在于其中。

裂缝是指地层中的裂缝或裂隙,这些裂缝通常是由地层构造运动或岩石应力变形形成的。

致密油地层的微孔和裂缝对渗流规律起着至关重要的作用。

2. 油气流动机理在致密油地层中,油气的流动机理与常规油气开发中的不同。

由于地层孔隙度小,孔隙之间的连通性差,油气的流动受到极大的限制。

由于油气主要以吸附或胶附的形式存在于地层中,使得油气在地层中的流动更加困难。

3. 渗流模型目前,学者们提出了多种不同的致密油渗流模型,如Darcy模型、非Darcy模型、双孔模型等。

这些模型对于致密油地层的渗流规律和特性进行了分析和描述,为致密油开发提供了理论指导。

二、体积压裂技术体积压裂技术是指通过注入高压液体将地层岩石破裂,形成裂缝,以增加油气在地层中的渗流能力。

在致密油开发中,体积压裂技术是一项重要的技术手段。

1. 作用原理2. 工艺流程体积压裂技术的工艺流程主要包括设计方案、井筒加强、施工液体调配、注入压裂、压裂质量监测等步骤。

在实际应用中,需要根据地层特性、井筒条件等因素进行合理的设计和施工,以确保压裂效果的最大化。

3. 技术发展随着技术的不断进步和发展,体积压裂技术也在不断提高和完善。

如今,已经出现了多种不同类型的压裂技术,如水力压裂、酸压裂、微米级压裂等。

致密油体积压裂水平井co2

致密油体积压裂水平井co2

致密油体积压裂水平井co2致密油体积压裂水平井CO2一、引言致密油是指储层孔隙度低、孔隙连通性差、渗透率低的油藏,其开发难度较大。

为了提高致密油的产能,目前采用体积压裂水平井(Hydraulic fracturing)的方法是一种较为有效的手段之一。

其中,使用CO2作为压裂液有其独特的优势和适用性。

二、CO2的特性1. 可溶性:CO2在油藏中有较高的溶解度,能够与油藏中的油脂相互溶解,提高流体流动性。

2. 低黏度:CO2的黏度较低,能够流经孔隙和裂缝,使得CO2能够较好地渗透到致密油储层中,达到良好的压裂效果。

3. 低表面张力:CO2的表面张力较低,能够减小与岩石颗粒之间的相互作用力,有利于降低岩石的相对渗透率、改善油水相对渗透率的比值。

4. 高动态黏度降低:CO2在致密油储层中的动态黏度相对较低,能够改善储层对流导致的损害,提升裂缝边界的效果。

三、CO2压裂在致密油体积压裂水平井中的应用1. 压裂液中CO2浓度的选择:根据不同的储层特点和需要,选择合适的CO2浓度,以达到最佳的裂缝扩展效果。

2. CO2驱替油脂:将CO2注入油脂中,通过溶解作用将油脂中的成分驱替出来,提高储层中的流体流动能力。

3. CO2渗透致密油储层:将高浓度CO2溶入压裂液中,在施工过程中将CO2渗透到致密油储层中,降低油藏的相对渗透率,提高油、水相对渗透率的比值。

4. CO2裂缝压裂的力学效应:CO2裂缝压裂过程中,CO2分子的高速流动和强大的物理化学驱动力能够改善塑造致密油储层的物理化学特性,增加可压缩性和孔隙连接性。

5. CO2溶剂效应:CO2在压裂过程中的溶解作用能够与片麻岩、页岩等储层产生化学反应,改善流体渗透性,提高储层产能。

四、致密油体积压裂水平井CO2压裂的优势1. 提高产能:CO2的压力、温度和浓度的变化能够使储层扩展裂缝,增加裂缝的面积和长度,提高储层产能。

2. 优化投入和操作成本:CO2压裂过程相对简单,不需要大量的设备和人力投入,能够降低生产成本。

体积压裂

体积压裂

体积压裂体积压裂是指在水力压裂过程中,使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移,形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络,从而增加改造体积,提高初始产量和最终采收率。

1.1 体积压裂机理体积压裂的作用机理:通过水力压裂对储层实施改造,在形成一条或者多条主裂缝的同时,使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移,实现对天然裂缝、岩石层理的沟通,以及在主裂缝的侧向强制形成次生裂缝,并在次生裂缝上继续分支形成二级次生裂缝,以此类推,形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络。

从而将可以进行渗流的有效储层打碎,实现长、宽、高三维方向的全面改造,增大渗流面积及导流能力,提高初始产量和最终采收率。

体积压裂的提出,是基于体积改造这一全新的现代理论而提出。

体积改造理念的出现,颠覆了经典压裂理论,是现代压裂理论发展的基础。

常规压裂技术是建立在以线弹性断裂力学为基础的经典理论下的技术。

该技术的最大特点就是假设压裂人工裂缝起裂为张开型,且沿井筒射孔层段形成双翼对称裂缝。

以1条主裂缝实现对储层渗流能力的改善,主裂缝的垂向上仍然是基质向裂缝的“长距离”渗流,最大的缺点是垂向主裂缝的渗流能力未得到改善,主流通道无法改善储层的整体渗流能力。

后期的研究中尽管研究了裂缝的非平面扩展,但也仅限于多裂缝、弯曲裂缝、T 型缝等复杂裂缝的分析与表征,但理论上未有突破。

而“体积改造”依据其定义,形成的是复杂的网状裂缝系统,裂缝的起裂与扩展不简单是裂缝的张性破坏,而且还存在剪切、滑移、错断等复杂的力学行为(图1)。

1.2 体积压裂的地层条件1)天然裂缝发育,且天然裂缝方位与最小主地应力方位一致。

在此情况下,压裂裂缝方位与天然裂缝方位垂直,容易形成相互交错的网络裂缝。

天然裂缝的开启所需要的净压力较岩石基质破裂压力低50%。

同样,有模型研究复杂天然裂缝与人工裂缝的关系,以及天然裂缝开启的应力变化等,建立了天然裂缝发育与扩展模型,研究表明,在体积改造中,天然裂缝系统会更容易先于基岩开启,原生和次生裂缝的存在能够增加复杂裂缝的可能性,从而极大地增大改造体积。

低渗致密油藏开发提高采收率渗流理论及方法

低渗致密油藏开发提高采收率渗流理论及方法

一、低渗致密油藏概述在我国低渗透油藏是指基质渗透率小于0.1mD的油藏。

而致密油藏一般是指在各种类型致密储集层中形成的石油,与石油岩层系的关系主要有吸附、共生或者游离等。

除此之外,致密油藏处于地层中,流动性较差,不能依据常规技术进行勘察和开发。

所以低渗致密油藏的基本概念为处于碳酸盐岩、致密砂岩或是致密灰岩中,且基质渗透率低于0.1mD的油藏。

低渗致密油藏的致密油一般集中在致密储集空间中,该空间多由各种微孔隙构成,同时这些微孔隙的微观形态和连通性影响着致密油的分布及储存状态。

与常规油藏相比低渗致密油藏的孔隙度小于0.1,同时单井产能低,不具备自然工业产能,所以开采方式主要是水平钻井、多段水力压裂等技术。

二、渗流理论与常规油田相比,低渗致密油藏的储层物性以及流体性质差异极大,所以决定着二者间的渗流机理与渗流规律大不相同,这种不同一般体现在低速非线性渗流中。

从渗流机理层面来说,低渗致密油藏的储层渗透率低于常规油藏,这是由其内部结构和环境决定的。

低渗致密油藏内部环境复杂且孔喉狭窄,使得石油经过的通道口径十分细微,所以在流动时液固界面互作用力以及渗流阻力较大。

从渗流规律层面上出发,低渗透多孔介质物性的参数由上覆有效应力控制,从因此低渗致密油藏的渗流规律会出现低速非线性渗流现象,与达西定律不相符。

根据上述分析,低渗致密油藏狭窄的孔喉直径使得该类油藏脆性矿物体积分数高于4/5,因此在开采时储集层很容易被压裂,同时与天然裂缝沟通形成网缝,所以自然产能较低。

在对低渗致密油藏的开采方式进行研究时,经验和理论来源多为低渗--超低渗透油藏,这是因为二者之间在开发时都会损失大量的地层能量。

经过借鉴同时结合大量的实际开采经验,目前我国开采低渗致密油藏时为扩大渗流面积,基本上使用的开发模式为水平多段压裂、体积压裂以及水汽注入补充地层能量等,可以大规模且高效地动用地质储量。

根据理论计算表明,水平井体积压裂前期产量可以大于10倍的直井单井产量,因此是最有效的开采手段。

体积压裂技术在油田开发中的适用性分析

体积压裂技术在油田开发中的适用性分析

体积压裂技术在油田开发中的适用性分析体积压裂技术是一种常用的油田开发方法之一,通过增加注入液体的体积和压力,将裂缝扩大,从而提高油井的产能和采收率。

本文将对体积压裂技术在油田开发中的适用性进行分析。

一、体积压裂技术的原理及优点体积压裂技术是一种利用高压注入液体将岩石裂隙扩张的方法。

具体步骤包括选择适当的注入液体、注入液体的增加和稳定压力等。

体积压裂技术的优点主要有以下几点:1. 可以充分利用油藏资源体积压裂技术可以将岩石裂缝扩大,增加岩石与井筒的接触面积,提高岩石的压裂效果,从而提高油井的采收率。

尤其是对于低渗透油藏,体积压裂技术的效果更加显著,可以有效解决油井产能低的问题。

2. 可以改善油井产业结构通过体积压裂技术,可以提高油井的产能和采收率,从而增加油田的产量。

这对于全国的油气资源管理和调度具有重要意义,可以改善油井的产业结构,提高石油行业整体效益。

3. 可以延长油井的使用寿命体积压裂技术可以改善油井的产能,延长油井的使用寿命。

通过增加注入液体的体积和压力,可以挤压岩石中的油藏,使之进一步聚集,提高储量。

体积压裂技术可以改善油井的排水能力,减少井底流压,延长油井的稳定生产期。

二、体积压裂技术在油田开发中的适用性分析尽管体积压裂技术在油田开发中具有明显的优点,但其适用性并不是绝对的。

在具体应用中需要考虑以下因素:1. 油藏类型体积压裂技术适用于一定类型的油藏,如低渗透油藏、致密油藏和页岩油藏等。

这些油藏的渗透率较低,常规开发技术难以达到预期的产能。

通过体积压裂技术可以扩大岩石裂缝,提高渗透率,从而提高油井的产能。

2. 岩石性质岩石的压裂性质对体积压裂技术的适用性有很大影响。

某些岩石由于其物理性质或构造特征,可能不适合进行体积压裂,或压裂效果较差。

在选择体积压裂技术时需要充分了解岩石性质和裂缝特征,做出合理的决策。

3. 工程技术条件体积压裂技术需要较高的注入液体体积和压力,以及较强的井下设备和配套测井技术。

油井压裂工艺原理及工艺解析

油井压裂工艺原理及工艺解析

油井压裂工艺原理及工艺解析摘要:油井压裂改造工艺是现代油田在进行实际勘测、开采、开发中广泛应用的、关键的增产措施,通常在油田的实际生产中,因为地质条件、油层等方面的特点,这项工艺也会随之出现变化。

现代对压裂工艺进行有效的完善与普及,对于油田企业扩大产能、提高产量是非常有帮助的,更能让有效的石油资源获得更为充分的使用。

关键词:油井压裂;工艺原理;工艺方法解析;一、现代压裂工艺的阐释压裂工艺一般使用地面上的高压泵组,往油井中注入排量高于底层吸收能力的高粘度液体,让其能够在油井底端形成高雅,在形成的高雅高出底层本身破裂的压力时,就会在油井底部产生一条或者几条裂缝,在压裂液体进入到这些裂缝中以后,基于支撑剂发挥的作用,能在油井底端形成一定的裂缝空间,其在高压泵停止之后也不会出现闭合。

这样的裂缝空间有非常好的导流作用,使油井渗流的状况被有效改善,实现增产、增注的目标。

二、压裂工艺的增产原理因为地球表面的地质构造较为复杂,具有非均质性,所以油井难以让地层中的所有石油储集区实现沟通相连,也无法让油井实现最大的产能。

而是用油井压裂工艺,能在油井底端造出一个人工裂缝,这个裂缝空间能联通地层中的各个石油储集区域,其能让油井拓展供油面积,既减少了油井数量,更切实节约了成本投入,最终实现增产的目标。

另外,压裂工艺产生的裂缝空间,能切实避免由于钻井、生产等环节中引起的石油储层污染,导致石油产量被降低的情况,确保石油质量的同时更提高了石油产量。

三、压裂工艺的原理(一)压裂工艺的发展压裂工艺最早产生与美国,初期的压裂操作中充当压裂油的是原油,现在这项工艺所使用的设施、压裂液、支撑剂等有已经得到了有效的创新,工艺技术也更为多样。

现代实际操作中使用的压裂液一般是水基、油基、乳状压裂液以及泡沫等。

压裂工艺最早在我国进行实际应用是上世纪70年代,而我国现代压裂工艺已经排在国际前列。

这项技术在未来的发展中,会对压裂液、支撑剂的使用效率进行有效的提升与优化,对多项技术综合的大型化、综合化发展。

油气井压裂增产工艺及新发展-水力压裂基础知识

油气井压裂增产工艺及新发展-水力压裂基础知识

很多男学生会选择走到公路,能搭上车辆那就更好
? 每天都是转的远的同学先到家
水力裂缝
含油气的多孔储层岩石
压裂基础知识技术培训
径向流 流动形态变化 原理是什么?
•渗流面积小、渗流阻力大,产量相对较低;
裂缝线性流 双线性流 地层线性流 拟径向流
•产量来源于裂缝中流体的弹性膨胀,流动基本上是 线性的,流动时间很短,意义不大;
任务:城中住处出发,去野外采集各种矿石标本 过程:3小时过去了。。。。。。。。。 老师喊收工:回宾馆洗澡、吃晚饭。。 。 。 。 分布在四处野外的同学们会怎么回住处。。。。。 1、原路返回住处………… 2、走到公路,再走回住处…………… 3、走到公路,再做车辆回住处…………………
压裂基础知识技术培训
无裂缝的油气径向流动
井筒
黑箭头表示油 气流动路径
含油气的多孔储层岩石
压裂基础知识技术培训
唐山赵各庄实习。。。。。
任务:城中住处出发,去野外采集各种矿石标本 过程:3小时过去了。。。。。。。。。 老师喊收工:回住处洗澡、吃晚饭。。。。 。 分布在四处野外的同学们会怎么回去。。。。。
压裂基础知识技术培训
1. 油流动的动力是:油藏的原始压力与井底 压力的差值; 2.渗透率越大的地层石油产量越高; 3.油质好的油更容易采出。
压裂基础知识技术培训
亚伯拉罕·马斯洛的不朽名句:
是自弗洛伊德以来最伟大的心理学家。需求层次理论, 激励理论。
“在你唯一的工具是一把锤子时, 每个问题的开始看起来都像一根钉子。”
基本概念 利用地面高压泵组,以超过地层吸收能力的排量将高
粘液体(压裂液)泵入井内,而在井底憋起高压,当该压力 克服井壁附近地应力达到岩石抗张强度后,就在井底产生裂 缝。继续将带有支撑剂的携砂液注入压裂液,裂缝继续延伸 并在裂缝中充填支撑剂。停泵后,由于支撑剂对裂缝的支撑 作用,可在地层中形成足够长、有一定导流能力的填砂裂缝。

体积压裂技术在石油开发中的应用

体积压裂技术在石油开发中的应用


最 大程 度提 高压 裂 液用 液 规模 , 同时 应用 滑 溜 水压 裂技 术 , 滑渭 水 黏 度 低 , 可 以进 入 天然 裂缝 中 , 迫使 天 然 裂缝 扩 展到 更 大 范 围, 大 大扩 大改 造体 积 。 l 一、 体积 压 裂技 术 在 油 田开发 中的应 用 内涵及 应用 成果 。 体 积 压 裂 技 术 在 油 田开发 中 的 应用 内涵 与它 的作 用机 理 有相 同 之处 , 大 致 如 下: ( 1 )裂缝 必 须 以复 杂 缝 网 的形 态 进行 扩展 , 机器打碎储层 , 实现人造” 渗透率 ” 的提 升 。( 2 )迫 使 裂缝 发 生剪 切 破坏 , 错 断、 滑移 , 而 不 是进 行 单一 的 张开 型破 坏 。 ( 3 ) 储 层 岩 石 有显 著 的脆 性 特 征 , 这 是 体 积 改造 、 技术 实行 的物质 基 础 。( 4 ) 存 在 天 然裂 缝 及其 相互 沟 通状 况 , 这 是实 现 体积 改造 和 技术应 用 的前提 条件 。( 5 ) 实施 ” 分 段多簇” 射孔 实施 应 力 的干 扰 , 增 大 储层 体积 , 这是 实现 体 积改 造 和技 术 成功 的 技 术关 键 。 体 积 压 裂 技 术 在 油 田开发 应 用 上 的 成果是巨大的 , 压 裂技 术 的进 步 , 促 进 了 我 国石油 开 采量 提 升 。近 1 O年 中石 油 累 计压 裂油井 1 0 1 6 4 5 井 次 ,累 计 增 油 量 6 7 6 3 万吨, 压裂 技术 成 为低 渗透 油 田提 高 单井 产 量的 主力 及时 。2 0 0 9 年, 中石 油 压 裂井 次 1 5 6 8 5 , 增 油量 8 1 6 . 5 1 万吨, 探 井 试 油 总井 数 约每 年 1 2 0 0口,大约 有 六 成 需要 进 行体 积压 裂 技术 的处 理 , 压 裂 技术 在应 用 上越来 越走 向成 熟 。 不 仅在 采油量 上 成果 巨大 , 在 技术 攻 关领 域 进 步也 是 巨 大的 , 近几 年 , 国 内的 压裂 技 术攻 关 , 逐 步 借鉴国外非常规油 田开发理念的要求 , 勘 探公 司积极 组织 攻 关 , 加 大 了直井 分 层体 积 压 裂技 术 和水 平 井 分 段 压 裂 技 术 的 突 破。 直 井分 层 压裂技 术 的关键 在于 提高 直 井 纵 向剖 面 的动用 程 度 , 最大 限度提 高 油 井单 产 量 ; 而水 平井 分 段 压裂 技术 在 于 改 善 油井 储层 的渗 油 能 力 , 增大 储层 的泄 油 面积 , 提高 油 田开 采量 。直井 分层 压 裂 技 术包 括 分 隔器 滑套 分 层压 裂 技术 、 连 续 油 管 喷砂 射 孔 环空 加砂 压 裂技 术 、 T A P套 管 滑套完井分层技术。水平井分段压裂技术 包 括水 平井 双 封单 卡 分段 压 裂工 艺技 术 、 不 动管 柱滑 套 分段 压 裂工 艺 技术 、 水 平 井 水 力 喷砂分 段 压裂 技 术 、 水平 井 裸 眼封 隔 器 分段 改造 技 术 、 水平 井 复合 桥 塞分 段 压 裂 技 术 。 它们 的应 用 情 况 和 技 术 特 点不 同 ,但 是都 标 志着 油 田压 裂 技术 的进 步 , 标 志着 国 内在储油 改造 技术 上新 的进 展 。
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浅析致密油渗流机理与体积压裂技术作者:张雨良
来源:《石油研究》2019年第09期
摘要:致密油气是世界上近20年来勘探、开发和研究的热点,致密油是非常规油气资源的一种,现在是比较火的一个概念,随着国民经济的高速发展,石油和天然气的需求量越来越大,开发和供应面临严峻挑战。

常规石油储量的增长有一定的限度,新增储量品位下降,已开发油田都已进入开发中后期,油田递减严重,矛盾突出;对非常规油气资源需求迫切,本文重点介绍致密油,致密油是指以吸附或游离状态赋存于生油岩中,或与生油岩互层、紧邻的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集岩中,未经过大规模长距离运移的石油聚集,致密储层孔隙度φ
关键词:致密油;非常规油气资源;基质覆压渗透率;渗流机理;体积压裂
引言
由于致密油储层孔隙度和渗透率极低的地质特征,加上油藏压力系数低,致密油一般无自然产能,必须采用压裂技术进行储层改造。

传统油气藏的水力压裂目的是造长缝,努力沟通远井地带的储层,增加泄流面积,从而将径向流改变为从地层到人工裂缝和从人工裂缝到井筒的近似双线性流,最终实现增产的目的。

然而张应力主导形成双翼对称裂缝,压裂后仍然是基质向裂缝“长距离”的渗流模式,导致传统压裂无法有效开采致密油。

在这个背景下,产生了体积压裂的理念,体积压裂理念的提出,颠覆了经典压裂理论,形成了现代压裂理论:除了张应力外,还有剪切、滑移、错断等复杂的力学行为,形成复杂的人工裂缝与天然裂缝的缝网系统以有效开采致密油。

1致密油渗流机理研究
致密油藏渗流环境复杂、孔喉狭小,使得储层渗透率很低,油水赖以流动的通道很细微,渗流阻力很大,液一固界面的相互作用力显著。

同时,低渗透多孔介质的物性参数受上覆有效应力的影响较大,导致渗流规律产生某种程度的变化而偏离达西定律,呈现低速非线性渗流现象,而常规油气渗流机理为达西渗流。

1.1渗流主要通道为微纳米级孔隙
致密储层渗流的主要通道为微纳米级孔隙。

在微纳尺度下多孔介质的比表面大,孔隙壁面与其附近流体的相互作用强,基质与流体之间的微观作用力必然会对流体的渗流规律产生影响。

国内外多位研究者的试验结果也证实经典的达西定律难以适用。

1.2微纳通道固液作用机理
在常规孔隙流动中,液体的黏性起因于分子间的吸引力,分子间吸引力越大,黏性越大,所以黏性与分子间吸引力成正比,在温度压力一定的条件下,黏度一般为常数;而在微納通道中,黏性由两部分组成,一部分是液体的常规黏度,另一部分是由固壁和液体分子相互作用所导致的附加黏度,进一步增加了渗流阻力。

1.3启动压力梯度研究
在中高渗透储层多孔介质中,由于孔隙孔道直径大,吸附滞留层的影响可以忽略,在渗流规律上表现为线性达西流,而在致密储层多孔介质中,孔隙孔道直径异常细小,启动压力梯度现象是致密油藏渗流区别于常规油藏渗流的主要差异,启动压力梯度受原油黏度、有效围压和岩石润湿性的影响。

在相似孔隙结构的储层中,渗透率一定的情况下,原油黏度越高,岩心测得的启动压力梯度就越大。

压力敏感:岩石受到的上覆压力增大,会使岩石颗粒间胶结物受挤压缩,孔隙体积和喉道半径减小,岩石颗粒受压发生弹性形变。

岩石孔隙的减小将增加渗流流体中边界流体的比重,边界层流体黏度增大,从而使启动压力梯度增大。

从图2中可以看出,致密油藏在较低的压力梯度下,水测渗透率也较低,体现了地层中流动的非线性特征.所以当驱替压力梯度大于启动压力梯度时,流体才可以发生流动。

体积压裂技术
体积压裂是在水力压裂的过程中,通过在主裂缝上形成多条分支缝或者沟通天然裂缝,最终形成不同于常规压裂的复杂裂缝网络,增加井筒与储集层接触体积,改善储集层的渗流特征及整体渗流能力,从而提高压裂增产效果和增产有效期。

2.1体积压裂的特点
(1)复杂网络裂缝扩展形态(2)复杂的渗流机理(3)裂缝发生错断、滑移、剪切破坏
(4)诱导应力和多缝应力干扰裂缝发生转向
2.2体积压裂改造储层的核心
(1)储层岩性具有显著的脆性特征,是实现体积改造的物质基础
储层岩石具有显著的脆性特性,是实现体积压裂的物质基础。

根据国外对致密油储层可压裂性的评价经验,脆性指数可以表示压裂的难易程度,反映的是储层压裂后所形成裂缝的复杂程度。

脆性指数是基于岩石的弹性模量和泊松比定义的,一般弹性模量越大、泊松比越小,脆性指数越高。

(2)裂缝以复杂缝网形态扩展,打碎储层,实现人造“渗透率”
体积压裂与传统压裂对比:理论基础由经典理论变为现代理论,裂缝形态由平面对称双翼裂缝变为非平面对称裂缝(弯曲缝、多裂缝)。

(3)裂缝发生剪切破坏,错断、滑移。

体积压裂与传统压裂对比:由传统的张开型破坏变为剪切等复杂的力学破坏。

内涵:剪切缝是岩石在外力作用下破裂并产生滑动位移,岩层表面形成不规则或凹凸不平的几何形状,具有自我支撑特性的裂缝;条件:当压力低于最小水平应力,产生剪切断裂;
地质力学特性:形成剪切缝的岩石具有较高的偏应力和强度,是不易发生塑性形变的脆性岩石(杨式模量高,泊松比低),富含强度较低的岩石结构或天然裂缝;剪切裂缝在径向上更为发育。

3 结论
(1)致密油渗流机理与常规油气渗流机理不同,在开发上,需要特殊的手段。

(2)体积压裂基于现代压裂理论是致密油开发的关键技术。

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