1、低滲油氣藏 壓裂改造技術(shù),油氣藏埋藏深 地層溫度60-160 儲層類型多、物性差異大 斜井、小套管井增多 生產(chǎn)井段長，跨度大 復(fù)雜、小斷塊,中原油田地質(zhì)特征：,區(qū)塊整體壓裂 分層壓裂 斜井壓裂 重復(fù)壓裂 CO2泡沫壓裂,形成的技術(shù)系列,注水井壓裂 選井選層 系列水基壓裂液 壓前壓后保護 系列支撐劑,針對區(qū)塊構(gòu)造，考慮地應(yīng)力場分布及剩余油分布，根據(jù)油藏現(xiàn)有的井網(wǎng)類型和地質(zhì)條件，采用多指標(biāo)集，研究不同裂縫參數(shù)和注采強度對油井產(chǎn)量、油藏開采動態(tài)、采收率和經(jīng)濟效益的影響程度，以產(chǎn)油量、采油速度、采收率等多目標(biāo)優(yōu)化整體壓裂方案，進行單井實施。,一、區(qū)塊整體壓裂優(yōu)化設(shè)計技術(shù),屬異常高溫高壓低滲油藏。 埋深

2、3200-3500m 各砂組分布范圍差異大 平均孔隙度14% 滲透率1410-3m2 原始地層壓力系數(shù)1.711.88 油層溫度125140 原則上五點法布井，注采井?dāng)?shù)比1：1.1，壓裂改造目的層S3中7地質(zhì)儲量154104t。,文13北塊概況,利用古地應(yīng)力場的地質(zhì)模型，應(yīng)用取芯井力學(xué)參數(shù)，采用有限元法反演構(gòu)造應(yīng)力場，不斷調(diào)整約束條件，使得與已知（ 13-40,13-19,13-14 ）的應(yīng)力相吻合，再通過新測井進行校驗，得到目的層的現(xiàn)代應(yīng)力場大小和分布。,地應(yīng)力場分布,巖石力學(xué)參數(shù)錄取（文13-28巖芯實測數(shù)據(jù)）,彈性模量 39000 MPa 泊松比 0.2 抗拉強度 1.7 MPa,第1頁

3、,最大剪應(yīng)力平面圖,最大主應(yīng)力立體圖,第1頁,最小主應(yīng)力 平面圖,最大主應(yīng)力 平面圖,天然裂縫特征 注水監(jiān)測結(jié)果,沙三中七2亞砂層組頂面 裂縫分布圖,裂縫監(jiān)測結(jié)果,整體壓裂方案優(yōu)化設(shè)計,單項指標(biāo)對比,采 油 速 度,凈 現(xiàn) 值,十年采出程度,當(dāng)選擇的對比指標(biāo)不同時最優(yōu)的方案也不同就需要采用模糊綜合優(yōu)化決策方法。,針對不同區(qū)塊不同開發(fā)階段，采用多指標(biāo)集優(yōu)化,指標(biāo)集1：產(chǎn)量、最大采油速度、30天產(chǎn)量、無水采收期、無水采收率、凈現(xiàn)值、注入孔隙體積倍數(shù)、最大貸款利率限度、貸款償還期、貸款總額 指標(biāo)集2：最大采油速度（加權(quán)）、凈現(xiàn)值 指標(biāo)集3：最大采油速度、無水采收率、凈現(xiàn)值、第五年產(chǎn)量 指標(biāo)集4：最大

4、采油速度、無水采收率、最終采收率(加權(quán)),優(yōu)化結(jié)果,4-5mm,裂縫穿透比,水 井：0.1-0.2 生產(chǎn)井：0.2-0.3,生產(chǎn)井 裂縫導(dǎo)流能力：,40-60m2.cm,裂縫寬度：,油井整體壓裂指標(biāo)對比,ZYY221壓裂封隔器,Y111壓裂封隔器,壓 裂 封 隔 器,ZYY211壓裂封隔器,Y341壓裂封隔器,1、對分層工具進行改進，形成了分層壓裂成熟技術(shù),二、分層壓裂工藝技術(shù),加壓,壓裂下層,壓裂上層,滑套 噴砂器,封隔器 水力錨,割縫 噴砂器,加壓,封隔器 水力錨,Y341型雙封分壓管柱,達到的技術(shù)指標(biāo),井斜60.5（文179-35） 井溫150 （白41） 適用套管內(nèi)徑118.60-12

5、4.26mm 壓裂層段總跨度100m（胡側(cè)7-268） 單層跨度54m （胡側(cè)7-268） 地面施工泵壓81.3MPa （白41）,研究大斜度井起裂規(guī)律，應(yīng)用避射、支撐劑段塞、變粘、變排量技術(shù)，斜井壓裂技術(shù)取得突破,模擬試驗：模擬實驗研究了井斜角、井眼方位角、射孔方式，射孔密度等對水力壓裂裂縫起裂及裂縫延伸的影響規(guī)律。,三、斜井壓裂工藝技術(shù),井眼方位角對破裂壓力的影響很大，當(dāng)井斜角一定，方位角變化時，最佳射孔方位（破裂壓力最小）變化很大； 井斜角為30度，井眼方位為0，30，45，60，90度時，最佳射孔的方位分別為0，55，45，0（90）度附近。,多裂縫的產(chǎn)生是必然的； 產(chǎn)生多裂縫的穩(wěn)定性

6、比一條單裂縫的穩(wěn)定性大幾倍； 多裂縫一般產(chǎn)生在近井地帶，砂堵一般也發(fā)生在近井地帶； 當(dāng)裂縫延伸達到一定程度后形成歸一主裂縫，其它裂縫被迫閉合，裂縫體系達到穩(wěn)定。,有效裂縫穩(wěn)定性與裂縫的關(guān)系,歸一化后的有效裂縫穩(wěn)定性,多 裂 縫 示 意 圖,摩阻分析：p近井筒ppf+ptort+pmisalign,在近井區(qū)域存在嚴(yán)重的裂縫節(jié)流現(xiàn)象，由于大斜度井在相對于最佳裂縫面不利的方向傾斜，自炮眼產(chǎn)生的裂縫不會連成沿井眼的單一裂縫面，是多重雁行式裂縫同時自井眼延伸，易砂堵。,降低彎曲摩阻技術(shù),支撐劑段塞技術(shù),利用“砂團”對多裂縫中的部分次要裂縫造成脫砂，提高主裂縫的延伸，使裂縫寬度足夠大.,在射孔處壓力降與排

7、量成平方關(guān)系:Pperf=KperfQ2 在裂縫內(nèi)壓力降與排量成平方根關(guān)系:Pfrac =Kfrac Q0.5,變排量、變粘度施工技術(shù),應(yīng)用避射技術(shù),斜井壓裂技術(shù)達到的指標(biāo),成功率由50%提高到92.6%； 砂比由21%提高到30%； 井斜由30提高到60.5 ； 加砂強度由1m3/m提高到2m3/m； 前置液由65%下降到45%。,利用大尺寸真三軸模擬試驗，開展重復(fù)壓裂轉(zhuǎn)向研究，提高重復(fù)壓裂效果,初次壓裂產(chǎn)生一條垂直裂縫，在最大水平應(yīng)力方向施加最小水平應(yīng)力，在最小水平應(yīng)力方向施加最大水平應(yīng)力，水平應(yīng)力差6.57MPa時，可產(chǎn)生新的裂縫。,裂縫轉(zhuǎn)向模擬試驗,四、重復(fù)壓裂工藝技術(shù),裂縫轉(zhuǎn)向監(jiān)測結(jié)

8、果,文13-369井第一層初壓與復(fù)壓相差19.6,第二層相差16.3 文13-313井二者相差15.3 文13-406井相差21.01 濮6-115井相差12.53,重復(fù)壓裂井裂縫監(jiān)測及對比結(jié)果,統(tǒng)計24口井，16口井重復(fù)壓裂破裂壓力比前次有所升高，證明重復(fù)壓裂產(chǎn)生新縫的可能性。,重復(fù)壓裂井裂縫施工數(shù)據(jù),有效率由60%提高到85%； 平均單井增油由4.1t提高到6t； 有效期提高 由180天延長到220天。,達到的技術(shù)指標(biāo),油井,水 井,壓 裂 進 液,壓 裂 進 液,壓裂液濾失,壓裂液濾失,難點：水井降濾失添加劑和濾餅處理,水井壓裂與油井壓裂的區(qū)別,優(yōu)選了入井材料，對裂縫參數(shù)進行優(yōu)化，形成了

9、成熟的注水井短寬裂縫技術(shù),五、注水井壓裂工藝技術(shù),研發(fā)了水井壓裂用降濾失劑,改性淀粉對基液粘度不產(chǎn)生影響,閉合壓力低于50MPa的井，采用粗陶，增大導(dǎo)流能力 利用注水井預(yù)前置液處理，解除近井地帶污染,研究裂縫寬度與壓裂排量的對應(yīng)關(guān)系，優(yōu)化施工排量,裂縫寬度與壓裂排量的對應(yīng)關(guān)系,平均單井加砂量19m3，平均單井砂比29.7% 平均單井增注12727.4m3 平均注水壓力由33.6MPa下降到26.6MPa； 對應(yīng)油井14口累計增油7212t,達到的技術(shù)指標(biāo),六、壓裂選井選層技術(shù),水力壓裂作為開發(fā)低滲油藏主導(dǎo)配套工藝技術(shù)，固有的選井方式已不適應(yīng)中高含水期油藏開發(fā)需要,必須進行動靜態(tài)資料分析，明確油

10、水井對應(yīng)關(guān)系，明確剩余油分布規(guī)律，探索新的選層方法和模式。,深化地質(zhì)認(rèn)識，進行統(tǒng)計分析，利用數(shù)學(xué)手段，形成了科學(xué)的壓裂選井選層方法,進行相關(guān)性分析，預(yù)測壓后效果，為選井選層提供依據(jù),通過各個參數(shù)與壓裂地質(zhì)、工藝效果的相關(guān)系數(shù)對比分析，依據(jù)評價結(jié)果進行選井選層、對主要參數(shù)進行最低界限判斷,影響壓裂效果參數(shù)相關(guān)性分析,在壓前儲層評估的基礎(chǔ)上，綜合考慮多種因素的影響，應(yīng)用模糊識別原理，研究了適合壓裂的標(biāo)準(zhǔn)模式，克服了壓裂選井選層工作的盲目性，使對儲層的評估由定性到半定量上來。確保壓裂選井選層科學(xué)化、程序化。,模糊識別法：,應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)理論，指導(dǎo)選井選層,數(shù)學(xué)模型：,應(yīng) 用,壓裂井的壓裂效果與歐氏貼近

11、度成正比，用模糊識別原理對壓裂井層進行篩選，當(dāng)歐氏貼近度小于0.32時，壓裂無效 。,利用現(xiàn)代試井分析技術(shù),減少無效壓裂井,選取壓力系數(shù)、有效滲透率、含水、表皮系數(shù)、采油指數(shù)、流動效率、剩余可采儲量及采出程度為選井參數(shù)。并根據(jù)大量選井結(jié)果和措施效果對比，確定各參數(shù)權(quán)重系數(shù)范圍。,根據(jù)措施選井決策因子統(tǒng)計分析,確定壓裂選井決策因子基準(zhǔn)值為0.58 ,決策因子越高，措施效果越好，低于0.5壓裂基本無效。,壓裂井不穩(wěn)定試井過程中，儲層流體先后呈現(xiàn)雙線性流、線性流、擬徑向流等流動形態(tài)，在試井雙對數(shù)分析曲線上，分別對應(yīng)導(dǎo)數(shù)線上的1/4斜率直線段、1/2斜率直線段和0.5水平直線，且壓力線與導(dǎo)數(shù)線具有平行

12、攀升特征。通過壓裂井試井資料的解釋，可獲得裂縫半長、裂縫導(dǎo)流能力、裂縫縫面污染、地層壓力、地層滲透率等參數(shù)，并預(yù)測壓裂后的產(chǎn)能，評價壓裂效果，指導(dǎo)壓裂工藝措施的優(yōu)化。,壓裂前后試井曲線對比實例：新文103,設(shè)計建立中原油田區(qū)塊壓裂數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，為壓裂設(shè)計提供快速、準(zhǔn)確的歷史數(shù)據(jù)、經(jīng)驗和教訓(xùn)等信息，輔助專家對設(shè)計方案決策; 建立井位構(gòu)造圖、裂縫分布圖與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的圖文信息系統(tǒng)，為壓裂設(shè)計提供可靠的儲層和巖石力學(xué)數(shù)據(jù)，輔助選井選層、方案的決策； 通過數(shù)據(jù)分析比較，優(yōu)選合適的壓裂設(shè)計軟件和壓裂設(shè)計方案,建立了壓裂數(shù)據(jù)庫，完善了壓前壓后分析系統(tǒng),壓裂信息管理系統(tǒng) 綜合運用先進計算機技術(shù)，搭建在大型數(shù)據(jù)

13、庫管理系統(tǒng)之上。擁有復(fù)雜有序的數(shù)據(jù)流程。,數(shù)據(jù)的相互關(guān)系,單井信息查詢 搜索一口井的最近一口鄰井 搜索一口井的指定半徑值的所有相鄰井 查看多口油井的效果數(shù)據(jù)，并且形象化的以曲線圖的方式展現(xiàn)給用戶 定位一口油井,圖文信息系統(tǒng),壓 裂 效 果 模 塊:,壓裂方案設(shè)計模塊:,施工信息模塊:,基本信息模塊:,低殘渣羥丙基胍膠和高溫延緩交聯(lián)劑的研制成功，使高溫壓裂液體系應(yīng)用范圍30-160。 采取不同的儲層保護技術(shù)，形成了適應(yīng)各類儲層要求的壓裂液，系列壓裂液體系得到完善。,七、系列壓裂液體系,低殘渣羥丙基胍膠 水不溶物:6% 原膠粘度(1%):240mPas 耐溫性：,加入相轉(zhuǎn)移催化劑，提高原膠粘度降低

14、水不溶物,1、壓裂液技術(shù),延遲交聯(lián)劑性能指標(biāo),延遲交聯(lián)劑體系系列化,(170s-1,1.5h),壓裂液殘渣含量低,壓裂液配方系統(tǒng)優(yōu)化，具備良好的使用性能,破膠徹底，對儲層傷害小,系列壓裂液熱剪切穩(wěn)定性,大牛地地區(qū)儲層敏感性劃分,針對儲層的傷害機理，在壓裂液中采取相應(yīng)的保護技術(shù)，形成了適應(yīng)大牛地地區(qū)的系列壓裂液體系。,不同儲層的傷害機理，決定了不同的儲層保護技術(shù),低滲易水鎖儲層 毛細(xì)管阻力影響，返排困難,表面活性劑性能指標(biāo),采用低成本含氟復(fù)合表面活性劑HF-605助排,采用小分子粘土穩(wěn)定劑ZW-1穩(wěn)定地層粘土,強水敏性儲層 粘土膨脹、運移，堵塞油氣流通道, 有機酸調(diào)節(jié)，pH值在2.03.0之間

15、緩沖劑調(diào)節(jié)，pH值在4.05.0之間,堿敏儲層 產(chǎn)生沉淀、凝膠，堵塞油氣流通道, 短期防膨率，93.4% 長期防膨率，91.5%,采用堿敏儲層壓前預(yù)處理液進行地層預(yù)處理,微裂縫發(fā)育儲層 濾失嚴(yán)重，影響施工及效果,采用速溶型油溶性降濾失劑降低壓裂液濾失量,凝析氣藏儲層 因素更復(fù)雜，傷害嚴(yán)重, 15-20min，10的水，溫度升高105； 對壓裂液粘度基本無影響(粘度保留率下降 2.8個百分點）, 3.3%的用量在煤油中 20min全溶 用量0.3%時，控制濾失效果最佳,采用自生氣熱劑產(chǎn)生大量的熱和氣體，減小氣藏?fù)p害,利用正交試驗設(shè)計，完善系列壓裂液配方,強化儲層保護，研制低傷害壓裂預(yù)前置液,1、

16、低傷害壓裂預(yù)前置液技術(shù),組成：復(fù)合粘土穩(wěn)定劑、高活性表面活性劑、防乳破乳劑 作用：避免壓裂液進入地層后引起的粘土膨脹、運移、水鎖、賈敏以及乳化堵塞 指標(biāo)： 80下2.5h破乳率98% 表面張力18.5-22.0mN/m 界面張力0.05- 0.1 mN/m 粘土防膨率90% 對地層巖心傷害率：5.0%,八、壓前壓后保護技術(shù),加快返排，提高改造效果，開發(fā)支撐裂縫處理劑,2、支撐裂縫處理技術(shù),組成：增效劑、催化劑、三元復(fù)合氧化劑 作用：在較低的溫度下，有效地溶解壓裂液殘渣以及聚合物濾餅。 指標(biāo)：,濾餅降解率為100% 壓裂液殘渣降低率70% 80下破膠時間2.0h 水化液粘度1.03mPas,不同類型支撐劑的密度,九、系列支撐劑,不同類型支撐劑破碎率,FMS系列樹脂包衣支撐劑兼有“三低一高”的特性?！叭汀敝傅兔芏?、破碎率低、酸溶解度低，“一高”指保持高導(dǎo)流能力。 化學(xué)惰性好，