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滑溜水压裂技术

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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 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 地层厚度为 50至 500英尺。压裂后,裂规模平均 2400方清水,排量平均 7方,平均用浓度 5%的盐酸 500方。清水压裂技术新进展1988年 联合太平洋能源 ( 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 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 论纵向上和横向上都非常不均质 , 纵向上砂-页岩交替 , 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 总砂用量在 2273公斤到136吨之间砂比 少数作业中使用砂比达到 15%的尾随支撑剂排量为 3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 清水压裂与冻胶压裂效果比较泰勒砂层B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 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、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 6~10%及 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, 斤 /方的胍胶压裂液,带有 20/40、40/70目砂子,从而产生较高导流能力的水力裂缝。水压裂加 少量砂子 压后采气曲线水压裂 加 大量砂子 压后采气曲线合清水压裂 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( 50方平均排量 12方井口平均作业压力53 微地震成象监测有 效 厚 度: 169 度: 平渗透率: 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 81~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,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: 流能力: 砂缝长: 67 作 业 拟 合 结 果失区达到了 15英尺停泵时刻裂缝壁面附近地层含水饱和度分布平均进水深度5筒附近 地层含水饱和度分布水侵入区域在井底周围已大大减少 , 但在缝端部的含水饱和度仍然很高 , 此处的排液程度较低 , 排液的初速度与井底周围的水饱和度 、 滤失区的厚度有关 ,并受控于随应力而变化的渗透率 。生产 10天后裂缝附近地层含水饱和度的分布水锁和水相渗透率对产量影响单相气与气水两相流对产量影响不大!因此,水锁影响并不大!渗透率伤害(粘土膨胀、堵塞等)对产量影响裂缝附近地层渗透率降低 2% ,产量降低 10~ 15% !因此,清水压裂也应针对性地选择添加剂,以减少对储层的伤害!岩石中的天然裂缝多半是表面粗糙,闭合后仍能保持一定的缝隙,这样形成的导流能力,对低渗储层来说已经足够了。这种情况已在实验室中观察到。常规冻胶压裂,由于排液不完善,裂缝的导流能力受残渣伤害等有所降低,清水压裂基本上不存在不易排液的问题。清水 ( 线性胶 ) 易于使砂子沉到垂直缝周边较细的天然裂缝中 , 扩大了渗滤面积 。压裂过程中岩石脱落下来的碎屑(特别是在页岩地层中)它们可能形成 “ 自撑 ” 式的支撑剂。清水压裂增产机理- 常规解释认为剪切力能使裂缝壁面从原位置上移动,从而产生不重合并出现许多粗糙泡体表面,由于存在剪切滑移,在裂缝延伸过程中也能使已存在的微隙裂开,并使断层面及其它弱面张开,这些现象可以发生在水力裂缝的端部或裂缝周围的滤失带中。剪切膨胀扩展裂缝- 基本假设清水压裂增产机理- 新解释剪切膨胀扩展裂缝- 物理过程当裂缝周边的岩石在压力超过门槛压力后,即发生 “ 滑移 ” 破坏,两个裂缝粗糙面的滑动,使垂直于缝面的缝隙膨胀。停泵后,张开了的粗糙面使它们不能再滑回到原来的位置,从而剪切膨胀的裂缝渗透率得到保持。清水压裂在这种情况下的成功与否 , 取决于 是否存在着有利的天然裂缝系统以及它们对压力及原有的就地应力的响应程度 。质地强硬的岩石有许多粗糙的节理 , 很高的抗剪程度 , 很好的剪切与裂缝导流能力的耦合性 , 清水压裂适用 ( 裂缝性致密砂岩 、 灰岩地层 等 ) ;强度较弱的岩石如泥质砂岩就不适合清水压裂;储层的裂缝网状分布及流体流动过程都可以用以评价是否应该采用清水压裂 。清 水 压 裂 增 产 的 适 应 性由于 清水压裂可免去制备冻胶所消耗的化学剂量,包括成胶剂、交链剂与破胶剂,不含残渣,不会堵塞地层;减少了砂(支撑剂)的用量及运砂的费用所以清水压裂与常规冻胶压裂在相同规模的作业中可节省费用40% — 60%。对于那些渗透率很低的 边际油气田 ,清水压裂将是开采这类油气田的重要措施,也是降低采油成本,增加动用储量的有效途径。清水压裂技术-结论1、 记录泵入水的回采率,但是此值受地层产出水的影响很大。2、 计量排液中的聚合物浓度,此方法操作上非常复杂,测试结果也不十分确切,由于滤失而使聚合物浓度提高,在泵入水回采率的计算方面,可能产生误导。3、 分析注入前后的聚合物溶液以确定碳水化合物的总含量,从而计算水的回采率。此方法同样受缝中滤失的影响。压裂液排液或回排的监测 常规方法返排率?问 题获得的水回采率都不是从作业中各个压裂液段中得到,是笼统的整个作业过程中的情况。有时返排率很高,但压后生产动态很差!(往往是最后注入的一段液体未排出堵塞了裂缝!)?
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