• / 17
  • 下载费用:10 下载币  

高能气体压裂技术

关 键 词:
水平井压裂 井压裂工艺 压裂技术
资源描述:

1 高能气体压裂技术  摘要 : 文 章介绍了高能气体压裂技术 的基本原理,与普通压裂进行 对比 描述了裂缝特征 。 就 高能气体压裂过程的作用说明增产机理, 分析了高能气体压裂技术的优缺点,针对 高能气体压裂 措施工艺的设计内容和设计方法做了具体描述,并对胜利油田现河、东辛采油厂、中原油田的应用效果进行了评估分析 。认为高能气体压裂是油田的生产开发中一个有效的增产增注手段 ,能获得良好的经济效益。  关键词 : 高能气体压裂 ;增产增注 ; 装药参数,工艺设 计  引言  以经济而有效的技术获得地层中更高的油气产量 ,是油田开发的目标。在地层中产生人工裂 缝有利于油气的产出。最先应用的爆炸压裂技术 ,虽然产生了比较显著的经济效益 ,但其损害井筒、难以控制、形成近井压实带等技术问题难以解决 ,逐渐被水力压裂取代。目前 ,水力压裂已成为一项成熟而完善的技术 ,在油田开发中起着重要作用。但其产生的裂缝受地应力限制 ,对一些油层的改造效果不尽人意 ,急需其它技术补充和完善。高能气体压裂技术就是一种较为有效的井底处理新技术。  1 高能气体压裂技术   本原理  高能气体压裂 (是在爆炸压裂和聚能射孔的基础上发展起来的一种利用火药或火箭推进剂在井筒中高速燃烧产生大量的 高温高压气体来压裂油气层的增产增注技术。施工程序是将火药下至目的层 ,通过地面通电或投棒引燃 ,其技术关键是控制好高能气体的升压速度和最高压力。要求这一升压速度慢于爆炸压裂而快于水力压裂 ,一般在 1 毫秒到几百毫秒之间 ;同时 ,限制最高压力低于地层岩石的屈服压力 , 一般在 100内。这样 ,就能在井筒周围产生多条裂缝 ,并且无破碎 / 压实带 ,从而把天然裂缝与井筒沟通 ,提高油层导流能力 ,同时又增大了与天然裂缝沟通的机会 ,压裂过程中伴有压力冲击波及高温作用 ,因而对近井地带被污染及各种机械杂质、结腊堵塞的井具有很好的 解堵作用 ,对中低渗透层亦有明显的改造作用 ,能有效降低表皮系数 ,并相应提高渗透率 ,从而达到增产增2 注的目的。它和爆炸压裂及水力压裂有着本质的不同 [1]。  种压裂裂缝特征及其形成  图 1种压裂升压特征图  图 1 它们各自的特点为 :  爆炸压裂火药燃烧速度极快 , 升压时间为微秒级 , 峰值压力极高 , 能量几乎全部消耗在井壁岩石表面的粉碎性破坏中 , 使岩石表面形成压实层并伴有10~100 缝长 10~100如图 1 图 1种压裂裂缝示意图   升压时间为毫秒级 ,峰值压力较高 , 能量传递较快 , 因而不受地层岩石应力控制 , 可形成径向放射状多条短裂缝 , 如图 1 水力压裂升压速度缓慢 , 因此水力裂缝受地层岩石应力的控制 , 一般是沿着垂直于最小主应力方向产生一条长而大的双翼对称裂缝 , 如图 13]。  三种压裂方法的主要参数对比见表 1 。 从表中看出,由于升压时间及加载速率的不同,高能气体压裂是明显区别与爆炸压裂和水力压力的增产措施。  3 表 1种压裂方法的 主要参数  压裂方法  峰值压力  (升压时间  (s) 加载速度  (s) 总过程  (s) 爆炸压裂  >104 10106 >10能气体压裂  102 1002~105 100 一般水力压裂  10 102 <10 104 能气体的获得  高能气体是通过固体药或液体药的快速燃烧产生的。固体药有火药及火箭推进剂。常用的火药有硝化棉和炮药,硝化棉是致密的硝化纤维和极少量残留溶液组成,炮药是硝化纤维在不易挥发溶剂(如硝化甘油)中的固体溶液,它比硝化棉的能量 高,火药的燃烧时间以 温固体药每公斤产气量在 1028升左右,爆燃温度不超过 2600 温固体药每公斤产气量不超过 880升,爆燃温度在3000 体药由氧化剂、燃料及溶液组成,主要成分是硝酸铵、甘油和水,其燃烧时间以 液体药压裂后,其裂缝可达 25~ 50米,可与一般的水力压裂媲美 [2]。  根据上述特点,可以制成不同的压力发生器。  (1)有壳压力发生器(有壳弹)  该装置的药柱外面有金属外壳保护,施工时用电缆传输至预定位置,地面加电引燃。由于有金属外壳,每米装药量仅 3~ 4公斤,总装药量 不超过 40公斤,现以很少使用。  (2)无壳压力发生器  该发生器的外面无沉重的金属壳体,直接用中心铝管和中接头将药柱串联而成,每米装药量可达 12公斤,总装药量可多达 100~ 120公斤。也可根据油管的内径制造出过油管无壳压力发生器,即它可通过油管用电缆直接下到目的层而不用起出油管。  (3)液体火药  它是将配好的液体直接注入目的层段,投入固体药让其静止反应引燃或地面加电点火引燃而释放高能气体。  能气体压裂过程中的作用 及增产机理  目前国内外基本认为 ,高能气体压裂过程中包括以下几个方面的作用 并起到了增产效果 : 4 (1)机械作用 (生成裂缝 ) :高能气体压裂一般能形成 3~ 5 条、径向长 3~ 5m、高度为装药段长的 1. 2~ 1. 4倍、不受地应力控制的多裂缝体系 ,裂缝可自行支撑。由于裂缝的随机性 ,一方面增大了与天然裂缝连通的可能性 ;另一方面能有效地穿透污染带 ,提高近井地带油层导流能力 ,可解除钻井、完井、作业及正常生产过程中造成的近井地带的污染和堵塞 ,对中低渗透油层亦能起到一定的改造作用 , 改善了油层的渗流能力 。  (2)脉冲冲击波作用 :在高能气体压裂的动态过程中 ,压力的变化是脉冲式的逐渐衰减过程 ,形成的高压把井筒内液柱举升 10~ 25m;压力降低后回落 ,在井筒附近形成较强的水力冲击波 ,对油 层的机械杂质堵塞起到一定的解堵作用。  (3)热效应 :爆压时火药燃烧时释放出大量热量 ,一般能达到 600 - 800℃ ,在绝热条件下使气体温度达千度以上 ,而且相对集中 ,这些热量可溶解近井地带的蜡质和沥青质 ,解除油层孔道的堵塞 ,改善地层流体的物性和流态 ,加快原油向井底的流动速度 ,提高储层的驱油效率。  (4)化学作用 : 火药燃烧后产生一定量的    体 ,前三种气体易溶于原油、降低原油粘度、提高原油溶解蜡及胶质、沥青质 的能力 。后两种气体易 溶于水生成腐蚀性较强的酸液 ,对油层能起到一定程度的酸化解堵作用。  本作用特征  高能气体压裂是借鉴爆炸压裂和水力压裂,介于二者之间的具有中等加载速率的作用过程。其作用特征兼具二者的一些特征。一般的岗能气体压裂过程加载时间为 0 作用时间为数百毫秒,裂缝穿透范围通常在 10 于高能气体压裂的加载速率远高于水力压裂,所形成的裂缝形态为不完全受地应力限制的径向多条裂缝体系;又由于其加裁速率远低于爆炸压裂,只要控制得当,便不致于破坏并眼和造成近井地带的压实伤害 。高能气体压裂过程为 3个连续发生的阶段.即井内增压阶段、造绝阶段和裂缝延伸阶段,如图 1 5 图 1能气体压裂过程  在井眼增压期间,压力扩散与井眼变形同时发生。裂缝 (可能是微裂缝,或者是天然大裂缝 )承受压力,能量通过液体或压缩气体储存在井眼里。一般认为这一阶段压力是随着时间线性增加的。达到螃恒压力所用的时间称为升压时间。螃值压力除以升压时间即为脉冲速度。要取得多条裂缝,该脉冲速度是员重要的变量,脉冲速度太高可能引起地层伤害,而太低则只能在水力压裂易产生裂缝的方向形成裂缝。  第二阶段外始于裂缝 破裂。在这一阶段,裂缝各自延伸且非常短。也就是说,每条裂缝不会与其他裂缝相连。裂缝从并理延伸 1— 2倍的井眼半径时才开始有效地“感觉”到其他裂缝的存在。在第二阶段,储存在井眼内的压缩液体中的大量能量在裂缝破裂时释放。因为这是一种并眼存储现象,所以它对井眼封堵部分的容积和液体的压缩性非常敏感。  最后阶段是裂缝延伸阶段,多条裂缝从井眼延伸。在这期间裂缝与裂缝发生相互作用。裂缝延伸过程对裂缝内的液体压力分布非常敏感:应力强度分析表明,假设压力均匀分布在裂缝中,如果其中一些裂缝比其他一些裂缝长,那么这些较长的裂缝将继 续延伸,而较短的裂缝由于受到较长裂缝的夹持将停止延伸,结果,仅在两翼产生一对裂续。这是水力压裂的典型情况,因为除了裂缝尾端外,其压力分布较均匀。如果以更快速度升压,则少量裂缝面受压。在达到型绽尾端之前,压力迅速下降。因此,为了获得在裂缝延伸时部分裂缝面受压,可以找到合适的加压速度以提供多条裂缝持续地延伸。  6 2 高能气体压裂的特点及其适用范围  能气体压裂的特点  (1)降低地层的破裂压力  在水力压裂中,为了压开地层,必须多台压裂车同时启动大排量、高压向井中挤入压裂液,而通过高能气体预压后的地层,水力 压裂时压开地层的压力大大降低。  (2)产生裂缝的随机性  这种随机性使高能气体用于多次水力压裂不见效的井非常有效。因为重复水力压裂往往是沿着原有的裂缝进行,而其它方向的油仍然难以流动,高能气体产生的多裂缝体系使这些方向的渗流状况得到改善。  (3)可提高射孔的有效穿透率  高能气体压裂与射孔联作,推进剂延时燃烧后的高能气体通过射孔孔眼泄压,加深射孔深度,并在射孔尖端形成多裂缝,改善孔眼周围的压实带,达到更好地疏通油层的效果。  (4)漏失井或近水层处理  高能气体压裂所产生的裂缝不遵循最小主应力规律,裂缝走向以水平方 向为主。水力压裂所产生的裂缝遵循最小主应力规律,裂缝走向以垂直方向为主。当处理层靠近漏失层或水层时,如果采用水力压裂,其垂直裂缝很容易沟通这些层位,造成层间窜流或含水量大大增加,因而在这种情况下水力压裂是非常危险的,在这种情况下,高能气体压裂就提供了一个很好的解决办法。  (5)选择性的增产措施  高能气体压裂工艺的选择性是指可以将产生的气体作用在整个目的层 ,这一特点使得在原生产层的上下无需采取隔离措施,可对一个或多个薄层的局部进行选择性增产作业而避免将不需要压裂的层位压开 (例如含水层 )。  (6)用于油层评价  高能气体压裂用于油层评价是一个快速、经济有效的方法。在决定下套管后,能气体压裂后产生辐射状多裂缝体系,能够比酸化压裂更快、更经济地穿透污染地带而连通油层,增加井眼导流的有效半径。如果用此方法未能发现足够含量的碳氢化合物,就完全可以认为地层没有可采烃类。即使用酸化和水力压裂也很难得出相反的结果。所以可用此措施来确定是要下套管作进一步测试还是放弃。  (7)无污染  火药燃烧后产物主要是 2O,对油层无污染。  7 (8)压后的裂缝不需填入支撑剂  水力压裂后 裂缝中必须加入支撑剂以使裂缝具有一定的导流能力,而高能气体压裂后由于残余应力的作用使裂缝保持一定开度,因而可不加入支撑剂。  (9)设备少,施工安全、简便  与酸化及水力压裂措施相比,高能气体压裂措施不需大型设备、大量的容器及配制大量的液体,现场组装及施工工序简单,无需往返地搬迁设备;压裂药在常温下性能稳定,大部分器材在井下,因而安全可靠。这些特点使高能气体压裂更能适用于戈壁、沙漠及海上平台的作业。  用范围  (1)适用岩性  高能气体压裂由于加载速率较高,从而决定了其适用的岩性是脆性地层,对于塑性地层则 不甚适用,而对于泥岩地层压可能会产生“压实效应”。  适于高能气体压裂的岩性有灰岩、白云岩和泥质含量较低(小于 10%)的砂岩。不很适于该项技术的岩性有泥岩、泥质含量较高(大于 20%)的泥灰岩和砂质泥岩等。此外,胶结疏松的砂岩地层,压后可能严重出砂,应慎重对待。  (2)地层选择  a. 天然裂缝发育的地层:压裂后产生的径向裂缝沟通天然裂缝。  b. 坚硬、致密的油气层:这样的地层脆性大,易于压开。  c. 污染或堵塞严重的油气层:径向裂缝和高温清除近井带的沥青质、蜡质和其它机械杂质的堵塞。  d. 水敏、酸敏油气层:这 类岩层不适于搞酸化、压裂,而高能气体压裂不会产生敏感性问题。  (3)井类选择  ·勘探井  a. 泥浆、水泥等污染严重、显示好、但射孔后出油气差或根本不出油的井。  b. 原始地层物性差、但取芯见到天然微裂缝的井,可优先选择高能气体压裂。  c. 油气层水敏或酸敏性矿物含量较高、酸化及压裂不理想的井。  d. 破裂压力高的井,高能气体压裂后可以降低地层的破裂压力。  e. 油层压力高、地层致密、试油产量较低的井。  探井在钻井过程中如果由于泥浆或完井造成污染,此时无论是水力压裂还是酸化都没有高能气体压裂方便、便宜。国内外 实践证明,无论探井遇到什么岩性、油层物性好坏都可以运用高能气体压裂技术。  ·生产井或老油井  8 特别适于处理地层能量高、含油饱和度高、井底附近被伤害的油气层,也适于物性差的低产层甚至停产层。  a. 油层压力较高、供油能力充足、但产量突降的油井。  b. 增产措施后产量递减快、而地层压力仍然较高的油井。  c. 经多次增产处理产量仍然很低、但仍有一定地层压力的老油井。  d. 经多次水力压裂后长期关闭的“报废井”恢复产能。  ·注水井  利用高能气体压裂,一方面可解除近井地带的污染堵塞,另一方面,产生的径向多裂缝体系改善了 注水驱替前沿,调节由层间差异造成的不合理注水剖面,从而增强油藏整体开发及注水效果。由于注水井井底经常处于高压状况,压裂后的增注效果优于油井的增产效果。  a. 初期能注液,但因水质差致使吸水指数递减较快的井层。  b. 吸水指数低,达不到配注要求的井层。  c. 根本注不进水的井层。  这几类井层都可以优先进行高能气体压裂改造,使其达到配注要求。  3 高能气体压裂的设计  料的收集  (1)设计前应收集本井井史、基本数据及邻井相关资料,以使设计更加准确可靠。  (2)井的基本数据,如井名、井深、地层压力、破裂压 力、井底温度、射孔段等;  (3)试油试井资料,用之可确定油井的产油气情况、渗透率、表皮系数等;  (4)井深结构及套管技术规范(如规格、型号等)等资料;  (5)开钻、完钻日期及泥浆比重(用之可估计污染程度)等资料;  (6)测井解释资料,如孔隙度、渗透率、泥质含量、固井质量( ;  (7)射孔资料,如射孔弹的厂家、规格、型号;孔径、孔密、相位、发射率等。  计原则  高能气体压裂技术是靠高温高压的气体来压裂油气层,所以设计中首先要考虑的问题是所用药量不能破坏油气井,但在另一方面,如果装药少又使改 造规模受限,由此,该项技术的设计原则是:在保证套管不受破坏的前提下,尽可能地加大用药量。  9 套管的极限承压能力与套管的钢级、尺寸、固井质量、射孔状况及地应力等很多因素有关。综合国内外的情况看,认为在现阶段将套管所能承受的极限压差(井内压力与油气层压力之差)定为 90 高能气体压裂的用药量受火药燃烧性能、方式以及施工参数的显著影响,应将装药参数、射孔参数、地层参数、压井参数等综合起来考虑,这正是高能气体压裂设计的中心内容所在。  形成不闭合残留垂直裂缝的条件足:  122                             公式 3—— 约柱燃烧产生的压力,   地层压力,  σ h—— 水平地应力,   岩石加载过程中的弹性模量 , 岩石卸载过程中的弹性模量 ,  实践证明,只要药柱燃烧产生的压力等于岩石压力就 这只是必要条件,要形成残余缝还必须有足够的流体进入裂缝,压力升高时间尽量长才行。所以设计的基本参数是:最大压入,压裂弹燃烧时间,进入裂缝的流体、气体的数量。在井底附近形成不闭合裂缝的条件是火药燃烧产生的压力应大于或等于岩石压力,同时应保证这个压力小于套管的耐内压强度 [5]。  高能气体压裂设计的根本任务是在不破坏套管的情况下,尽量提高装药量,压出长裂缝,克服污染,提高产量。  药量与火药燃烧产生的最大压力及挤入地层的流体体积的关系必须用火药燃烧规律 方程、考虑厂压缩性和水力阻力的井内流体运动方程、孔眼节流方程、驱替液体进入地层和火药气流入随之形成并延伸的裂缝的方程等组成的微分方程组来模拟。模拟火药弹的上作过程可获得不同地质条件、不同药量产生的最大压力所压出的裂缝长度和宽度随时间变化的规律。  药量设计  高温、高压气体是高能气体压裂做功的能量。峰值压力是整个压裂过程中的最高压力 , 是压裂过程中的一个重要参数 , 它决定着裂缝能否生成和油井井筒是否安全。 火药燃烧时的峰值压力可用下式近似计算:   x g 式中, 值 压力,  内液柱压力,  W-药柱质量,  10  之确定装药量。如果不知破裂压力,总装药量不超过 40于长地层,可以进行分次压裂,分次压裂时装药量应比第一次少 10  药柱规格:  95- 24- 500       95- 13- 500 85- 24- 500       85- 13- 500 75- 24- 500       75- 13- 500 56- 6- 500  规格中,第一个数表示药柱外径,第二个数表示 药柱内径,第三个数表示药柱长度,均以 公斤药产生的压力大约为 1  根据需要可将不同外径的药柱串在一起,如  9524+ 9513 x 4+7513 x 2[2]。  算机模拟  药量与火药燃烧产生的最大压力及挤入地层的流体体积的关系必须用火药燃烧规律方程、考虑了压缩性和水力阻力的井内流体运动方程、孔眼节流方程、驱替液进入地层和火药气流入随之形成并延伸的裂缝的方程等组成的微分方程组(此处从略)来模拟。模拟火药弹的工作过程可获得不同地质条件下 不同药量产生的最大压力所压出的裂缝长度和宽度随时间的变化规律。  4 高能气体压裂施工工艺  艺措施注意事项  高能气体压裂技术是一种具有独特压裂机理的新型增产技术,令但机理上与水力压裂和酸化有着本质的不同,其施工工艺也大不相同,它具有施工简便,动用设备少,周期短,对场地要求低及施工费用低等优点。  高能气体压裂施工应注意以下几个方面:  (1)施上前应洗井、冲砂、清除井壁结蜡及套督壁上的水泥,求得表皮阅子、地层渗透宰及产液 (吸水 )剖面。  (2)最好先进行酸处理或酸浸。  (3)射孔段以厂 200 或 好进行一次试井  (4)若油层为裂缝性碳酸盐岩地层,建议公射孔段替入油酸乳化液,其体积分数为:质量分数为 18%一 22%的盐酸, 40%一 60%;柴油, 38%一 59%;乳化11 剂 — 稳定剂, 1%一 2%。乳化液的用量为每次 5— 6 若为砂岩油层.也可在射孔段替入盐酸或土酸  (5)70 密度应达到 20, 1670孔/ 量同前。 — 30 7L/ m,不足的应补孔  (6)理论与实践都证明,高能气体压裂产生的裂缝多在弹下 2— 4以最好将弹布置在处理层上方 2— 4 (7)如果有底水,在水泥环胶结良好的前提下,弹底距射扎段底部至少 5m。  (8)施工时井内液面离井口 50一 60  根据压裂药下入及点火方式的不同,高能气体压裂工艺分为三种:  钢丝绳起下,水泥塞封堵,地面引燃施工工艺  该施工工艺是用钢举绳将气体发生器下到设计的施工井段,引燃,用导线随同气体发生器和钢丝绳一起下人。在气体发生器以上 3— 5施工井段以下口袋较深时,在下发生器之前要先打下水泥塞 。  实践证明,水泥塞 封堵方式安全可靠,但对于探并及套管井,难度较大,且施工麻烦,周期较长。因此,该施工工艺仅适用于低产能的棵眼浅井的高能气体压裂,如我国的延长油矿、玉门石油沟油矿等。其施工程序如下:  (1)起出施工井中的生产管柱,配管柱通井,探井深,并冲砂至施: 一 lo m,同时用活性水洗井至进出口水质相同。  (2)举出或提捞出施工井段以上井内液体。  (3)若施工井段以 于 20或 30 施工井段以下 5或 to  (4)用钢丝绳铰车下气体发生器至施工井段,下放过程中应注意不断测量点火导 线的导通性,发生异常应及时处理。  (5)打上水泥塞,候凝 24其高度不够,在采取补救措施之后再候凝 48h。  (6)地面通电引燃。引燃前人员、车辆撤离井口 100  (7)起出钢丝绳等,钻除水泥塞。  (8)采用原工作制度生产或试油 。  缆起下,液拄压挡,地面引燃施工工艺  该施工工艺是用射孔电缆车将气体发生器下到目的层段,采用液柱 (水、油或酸液等 )压挡,地面通电引燃。气体发生器引燃后,液校向上运动的距离遵从以下规律:  12 L  22                          公式 4中,  压挡液柱向上运动的距离, m; t—— 时间, s;  井内压力,  ρ L—— 压挡液密度,   压挡液柱高度 , m;  g—— 重力加速度 ,m/ 通过压挡液枝高度对火药燃气的蜂值压力、各特性时间、造缠长度、液柱举升位移等影响的理论分析认为,压挡液柠的高度不得小于 500 m,同时考虑到气体发生器外壳的承压及密封问题,压挡液柱高度不应大于 1500 m,实际施工时建议最好保持在 1000  该施工工艺适用于玻璃钢外壳气体发生器和重复 使用的金属外完气体发生器.可用于中深棵眼井及套管井,具有动用设备少、施工周期短、安全可靠等优点。施工程序如下;  (1)起出施工井内的管枝,配管枝通井,探井深,并冲砂至施工井段以下 10一 20m;保持井内液柱高度在 1000 小不得低于 500 m。  (2)用射 7放过程中应不断测量用缆芯的导通性,发现异常应及时处理。  (3)地面通电引燃,引燃前,人员、车辆撤离井口  (4)引燃后 5一 lo 出电缆及气体发生器外壳等。  (5)采用与压前相同的工作制度生 产或试油。  此外,若预测施工后可能发生井喷时,应在引燃前安装好防喷井门。  管输送,封隔器加环压复合压档,援去引燃施工工艺  该施工 — 工艺是用油管将气体发生器、 p— 击起爆器及封隔器等输送到设计井深,首先坐封封隔器,之后在油管与套管的环空加 10一 20 后在井口从袖管内投棒撞击引燃。它具有施工简便,可靠性、安全性高,能充分利用火药燃气能且等优点。其施工程序如下:  (1)起出施工井中的管柱,配管柱通 并,探井深,并冲砂至施工井段以下 5一 10 m,起出管柱。  (2)用油管输送气体 发生器等至设计深度。管柱结构自下而上依次为气体发生器 —— p— 或电源 )— 撞击起爆器一油管一减振器一 油管一封隔器一油管数根一扶正器一接袖管至井口,最后连接好井口装置 (包括防喷装置 )。  (3)封隔器坐封。  13 (4)用水泥车向环空打 10一 20 好套管闸门  (5)由并门向油管内投入撞击棒, 2— 3水泥车撤离并  (6)引燃后 5一 l o 一 ,套管泄压,封厢器解封,起出井内管柱及气体发生器外壳等。  (7)按施工前的工作制度生产或试油。  5 高能 气体压裂的评价  施结果  下表分别是我国部分油田 93- 96年采用固体火药和液体火药高能气体压裂效果的统计表,实施压裂后,可用工艺成功率、地质有效率、增产倍比、累计增油量等参数进行评价  。  表 4体火药高能气体压裂施工情况统计表  油田  施工井 次  工艺成功率  (%) 地质有效 率 (%) 平均单井增油  (吨 ) 累计增油  (吨 ) 辽河油田  70 2,港油田  37 ,069 中原油田  28 100 10,205 胜利油田  23    14,000 长庆油田  200  100   表 4体火药高能气体压裂施工情况统计表  油田  施工井次  工艺成功率  (%) 地质有效率  (%) 累计增油  (吨 ) 压裂前后  产量比  中原油田  4 100 100 1880  港油田  5 80 80   术评价  技术评价一般包括以下三个方面:  (1)试井  以压裂前后压力恢复试井资料为基础,对比压裂前后表皮系数、油气层渗透率、采油指数及产液(吸水)剖面变化值进行评价 ,如表 4。  14 表 4里木 及 井号  试时间  压裂前  压裂后  压裂前  压裂后  测试井深(m) 能 (m3/d)  )  ) 油: :14,740 油: :55,940 K(10 R 2)微井径与声幅测井  以微井径测井 资料为基础,可以了解高能气体压裂对套管的损害程度;以压裂前后声幅资料为基础,可以了解高能气体压裂对水泥环的损害程度。  (3)微井温测井  利用微井温测井资料可以分析、判定裂缝形态 [7]。  济评价  在胜利油区的现河、东辛等采油厂的应用中的计 18 口高能气体压裂井的产量 (截止 2002 年 8 月底 ) 与邻井对比 , 共增产油量 3342t ,原油价格按 1000 元 / t 计 ,创产值 334. 2 万元 ;如扣除作业投入成本平均 5. 2 万元 / 井 ,实际创经济效益 : 累计增产量 ( t ) ×原油价格 (元 / t ) - 压裂井数 (口 ) ×投入作业成本 (元/ 井 ) = 3342t × 1000元 / t - 18 口井× 5. 2 万元 / 井 = 240. 6 万元 。 按照单井投产日增原油 4. 8t (以 18 口压裂井年平均产量与同类型未压裂井年平均产量对比得 ) 计 ,预计年增效益 :4. 8t/ d × 300d × 18 口井× 1000 元 / t - 18 口井× 5. 2 万元 / 井 = 2498 万元 [4]。  因此 ,高能气体压裂在油田开发过程中 ,具有比较高的增产效果和经济效益。  6 现场 应用实例  1993年 10月至 12月 , 俄罗斯专家 与中原油田合作进行了 3口井现场施工试验。其中 ,两口油井取得了十分明显的增产效果 , 一口注水井由于选井时对情况不太清楚施工后取得了一定的增注效果 , 但未达到设计要求。 3口井的选井选层要求是水力压裂工艺难以获得理想的经济增产效果的薄油层。例如文 13 施工井段 层 业前气举生产 , 日产液 ]。  15 于 1993年 11月 13日按设计步骤一次成功地进行了高能气体压裂施工 , 实注实用固体药 20燃烧产生的峰压约 大于油层岩石破裂压力 ( 小于最大水平主应力 (约 和垂向应力 (约 因此 , 处理层有条件产生双翼对称垂直裂缝 , 缝长约 缝宽约 3年 11月 17日气举生产 , 初产液 d, 产油 d, 日增油15t, 截止 1993年 12月 31日累增油 442t,到 1994年 3月产油仍为 12t/d。卫 22 施工井段 层  1991年 8月水力压裂投产 , 之后又增水 力压裂一次 , 作业前泵抽液 d, 油 d。于 1993年 11月 14日  实用固体药 85分两次燃烧 , 产生峰压约 接近油层岩石破裂压力 (约62 大于最小水平主应力 (约 57 小于最大水平主应力 (约 87垂向应力 (约 65 使原有的闭合了的水力缝重新开启 , 支撑剂重新堆集排列 ,极大地提高了近井导流能力。因此 , 于 11月 25日下原管柱生产 , 初产液 d, 产油 d, 日增油 截止 12月 31日累产油 3], 获得了较好增产效果 。  7 结论  (1) 高能气体压裂是继水力压裂之后又一新的增产增注工艺技术 ,是提高油田开发水平及经济效益的有效途径。  (2) 目前油田存在很多停产井及低产井、这些井中有很大一部分是钻井、作业及油井正常生产时污染及堵塞井 ,也有一些是低渗透井 ,针对这些情况 ,采用高能气体压裂可以在成本较低的情况下恢复或提高油井产量。  (3) 高能气体压裂适用于中、高渗透污染油藏 ,比较适用于中低渗透裂缝较发育的灰岩、砂岩油藏 ,而对于岩性致密油藏或泥质过多的油藏 不太适用。  (4) 选井选层是保证各项工艺技术成功实施的基础。  (5) 高能气体压裂的作用效果是由起裂阶段装药和裂缝扩展阶段装药共同决定的,装药量的设计尤为重要。  (6) 高能气体压裂是油藏改造增产的有效措施,并有着较好的经济效益 。  16 参考文献  [1] 李文魁,高能气体压裂技术在油气资源开发中的应用研究 [J],西安工程学院学报, [2] 史高峰 , 傅仁军等,高能气体压裂峰值压力影响因素分析 [J],爆破[3] 张强德,赵万祥等,高能气体压裂技术 [J], 断块油气田, [4] 薄 其众,葛刚等,高能气体压裂技术与应用 [J],海洋石油 .,第 23 卷 3 期  [5] 赵双庆 , 傅仁军, 高能气体压裂技术在油田的应用 [J],. 爆破 [6] 纪树培,李文魁,高能气体压裂在美国东部泥盆系页岩气藏中的应用 [J],断块油气田, [7] 王杰祥,油水井增产增注技术 [M], 中国石油大学出版社, 2006。  

展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:高能气体压裂技术
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-8553.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开