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地质特征及压裂技术难点

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地质 特征 技术 难点
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1 地质特征及压裂技术难点1.1 安棚油田的地质特征安棚油田深层系是一个微裂缝比较发育的砂岩油气藏。储层埋藏深,一般在 2 800~3 500 m ,油层温度高,一般在 110~140层平均孔隙度 4.57%,平均渗透率 1.09 X 10-’卜 酸盐岩含量平均 12.08%,呈明显的低孔、低渗特征,油井没有自然产能。1.2 安棚深层系压裂技术难点(1)安棚深层系的地质特点对压裂液性能要求高。要求压裂液必须摩阻低且具有良好的耐高温、耐剪切性能,压裂液还应具有较低的界面张力,易破胶。(2)储层特征限制了高砂比和裂缝宽度。安棚地区平均水平最小主应力 45~56 石弹性模量达 40 右,压开裂缝的宽度受到限制,不利于高砂比施工。(3)储层微裂缝发育,压裂造缝难。通过对安棚油田 13 口井的岩心观察,目的层岩心裂缝 297条,平均密度 0. 57 条/m ,平均长度 0. 16 m,平均裂缝张开度 14.67 卜 m,裂缝多为垂直裂缝。由此可见,安棚地区的微裂缝比较发育,在施工设计时必须考虑降滤措施。2 裂缝型油气藏压裂技术研究2.1 岩石力学性质测定深井压裂地层的破裂压力大小取决于地层的最小地应力大小,而地应力的大小又与岩石力学性质有关,因此,测定岩石力学性质是掌握深井地层在现有的设备、管柱安全承压条件下,能否在限压范围内压开地层,并实现安全施工的关键之一。根据室内岩石力学测定结果,安棚油田的静态弹性模量在 40 右,泊松比在 0. 19~0.30 之间,垂向主应力梯度为 0. 0244 m ,水平最大主应力梯度平均为 0. 0197 m ,水平最小主应力梯度平均为 0. 0160 m 。三个主应力梯度中垂向主应力梯度最大。垂向主应力大于水平最大主应力,决定了压裂时产生的人工裂缝均为垂直裂缝。2.2 压裂造缝降滤技术安棚深层系微裂缝比较发育,压裂施工在刚进人低砂比阶段就容易出现砂堵。为此,压裂施工时,在泵注前置液过程中分段加人 3%左右的低砂比粉陶和油溶性降滤剂进行微裂缝充填,堵塞阻止次裂缝的形成,有效压开主裂缝,保证压裂施工的一次成功。2.3 裂缝型油气藏压裂设计优化深井优化压裂设计是在地层评估的基础上对压裂的施工规模、水力裂缝的几何尺寸、水力裂缝在垂向和水平方向的延伸进行预测。通过采用三维水力裂缝模拟软件( ,精心优化了安棚深层系裂缝型油气藏压裂工艺技术参数,确定井口破裂压力为 50~60 量 3 500~4 500 L/置液百分比为 40%~50%,加砂量 20~30比平均 22%~30%。对于微裂缝发育的低孔、低渗砂岩油气层,在压裂设计时必须考虑降滤措施。2.4 压裂液评选技术针对安棚深层系地质特征及流体性质,评选出耐高温 90~140℃的改性肿尔胶十有机硼剂十胶囊破胶剂低伤害压裂液配方体系:(1) 100℃压裂液体系(适用范围 90~1200.5%% .1%.12%.2% (2) 130℃压裂液体系(适用范围 120~140t):0.55%1% .1%. 12%0. 2%8+ 0. 2%6+(0. 03%。0. 05%)度 75 s,为 10~12,交联时间为 2~4 压裂液具有耐高温耐剪切能力强、延迟交联时间可控、破胶迅速彻底、与地层配伍性好等优点,能够完全满足安棚油田高温深层系井压裂施工携砂的需要,主要体现在以下五个方面:(1)选择改性肛尔胶低摩阻稠化剂。试验结果表明矾尔胶具有低摩阻特征“’ ,经多功能流动回路测定,耶尔胶稠化剂的摩阻仅相当于清水摩阻的 30%左右。(2)延迟压裂液体系。针对深井压裂液在井筒流动距离长的特点,为了降低摩阻,采用了延迟交联的新型压裂液体系。室内实验表明,压裂液延迟交联的时间可控制在 3~5 间。(3)合理调整压裂液粘度。室内试验使用转粘度计模拟安棚油田油层温度,剪切速率 170 s-‘,剪切 120 件下,压裂液冻胶粘度控制在 75 s 左右。实践证明这一粘度范围既保证了在地层条件下压裂液的携砂能力,又不因压裂液粘度弓愧太高的摩阻。(4)采用压裂液降低伤害技术。当地层进人一定量的压裂液之后,裂缝内的温度就会下降,特别是在井筒附近的裂缝末端。为了达到在裂缝闭合后快速彻底破胶,便于返排,在施工的后半部分逐渐追加破胶剂,以实现在较短时间内快速彻底破胶。(5)优选支撑剂。安棚地区储层最小水平主应力为 45~56 虑到油井抽深和压开裂缝中支撑剂导流能力的长期保持,选取支撑剂时按50 承压进行评价和筛选。试验结果证明:在 50 合压力下,成都陶粒具有相对较高的导流能力(85.8 m ) 。由破碎率检测结果可知,成都陶粒在 52 合压力下破碎率低于 6%,完全符合行业标准要求,可以满足安棚油田压裂改造的需要。因此,我们选择成都陶粒做为安棚油田压裂用支撑剂。3 现场应用通过对压裂配套技术在安棚深层系的应用,该区压裂取得了重大突破。两年来,在安棚油田共压裂施工 51 口井,施工一次成功率 88. 6%,有效率 78. 7%,施工排量 4. 0~4. 5 m3/工泵压 50~78 均砂比约 27%,平均单井加砂量 22. 4 均年增原油 1. 48 X 10‘ t。以下为几口典型井的压裂分析。3.1 压裂并基本情况为了进一步探明安棚油田的石油地质储量,确保原油生产的措施增产,2001--先后对 29、2020、2007 并进行了压裂改造。其地层有关参数见表 1。表 29、2020、2007 并地层多数— —一安 29 陇 5 2768. 8~2784. 4 15. 6 3~9 8. 2~11. 02020 &5 8 3234. 0~3244. 0 10. 0 2 5. 6——3.2 压裂设计 在应用全三维(力裂缝模拟基础上对上述 4 口井进行了单井压裂优化设计,设计计算结果见表 2。3.3 压裂施工压裂施工设备为千型压裂泵机组,井下封隔器为 14 和 14 封隔器,压裂液使用 性肌尔胶,支撑剂使用 100 目粉陶和20~40 目成都陶粒。压裂施工参数见表 3。3.4 增产效果通过对上述 4 口井压裂前抽吸求产,日产油技术措施。(3)评选出的耐高温、耐剪切、低摩阻、低伤害电改性肌尔胶压裂液配方系列和具有高强度、高手流能力的成都陶粒支撑剂能够满足安棚深层系玉裂的需要。
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