致密砂岩气藏压裂酸化技术研究.ppt
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1、致密砂岩气藏压裂酸化技术研究,汇报提纲,一、巴喀J1b凝析气藏储层特征及压裂难点二、致密砂岩气藏国内外改造技术现状三、压裂中心在致密砂岩气藏改造方面进展四、巴喀气藏以往压裂酸化实践及认识五、下步工作建议,储层特征埋藏深:3180-4000m 物性差:储层平均孔隙度4.95%、渗透率0.3510-3m2 天然裂缝发育水敏中等偏强,酸敏中等偏弱,速敏、碱敏伤害弱 杨氏模量高(33000-35000MPa),岩石坚硬 地应力梯度高,0.0194-0.0256MPa/m 正常压力系统,油藏压力系数0.985-1.124 温度高,90-115,一、巴喀J1b凝析气藏储层特征及压裂难点,压裂难点,一、巴喀
2、J1b凝析气藏储层特征及压裂难点,压裂酸化改造的技术思路和需解决的主要问题,一、巴喀J1b凝析气藏储层特征及压裂难点,汇报提纲,一、巴喀J1b凝析气藏储层特征及压裂难点二、致密砂岩气藏国内外改造技术现状三、压裂中心在致密砂岩气藏改造方面进展四、巴喀气藏以往压裂酸化实践及认识五、下步工作建议,二、致密砂岩气藏国内外改造技术现状,应用实例:Wattenberg气田(排量,液量)深度2316 2560m,砂层厚度1530m,渗透率0.0050.05md加砂量90150m3,最大255m3,压后缝长400600m压后稳产2.03.5104m3/d,最大5.2104m3/d,1.致密气藏大型压裂技术,技
3、术背景自80年代以来,以美国Wattenberg气田压裂技术研究与应用为基础,提出大型压裂概念,通常指支撑半缝长大于300m,加砂规模达到100m3以上的压裂。适用大型压裂的储层特点气测渗透率0.1md,砂层厚度一般20m以上,且平面上分布稳定人工裂缝方位与有利砂体展布方向一致实施大型压裂的关键技术条件施工时间长,压裂液应具有良好的携砂流变性及低伤害性能压裂液量大,通常使用连续混配技术,二、致密砂岩气藏国内外改造技术现状,广安002-X36 该井位于广安构造广安I号区块中部,平面上处于油气聚集有利区,渗透率0.3md。有效厚度24.6m,纵向上缝高控制较好,有利于裂缝往储层深部延伸。以往压裂井
4、有明显规模与效果的线性相关性,大型压裂有取得更好效果的潜力。,施工井段:1802.41830.4/2段射孔厚度:25m;地层温度:65.2模拟缝长:305m施工排量:3.6m3/min施工压力:37.7MPa施工规模:压裂液1229.3m3,支撑剂472.5t(258.2m3)效果:压前0,压后产气39104m3/d,1.致密气藏大型压裂技术,二、致密砂岩气藏国内外改造技术现状,对于纵向多薄层致密气藏,多采用分层压裂技术,目前的分压技术主要有:“连续油管+水力喷砂射孔+环空加砂”压裂技术“连续油管+跨隔式封隔器”压裂技术直井不动管柱多层封隔器分压合采技术,2.直井分层压裂技术,二、致密砂岩气藏
5、国内外改造技术现状,适用范围油藏、气藏、煤层气藏直井、斜井适用条件实际垂深:3050m井底温度:139 套管/衬管尺寸:41/2或51/2连续油管尺寸:1-3/8 2-3/8 技术类型:砂塞、单封,砂塞封堵,底部单封,2.直井分层压裂技术,“连续油管+水力喷砂射孔+环空加砂”压裂技术,二、致密砂岩气藏国内外改造技术现状,目标区:美国怀俄明州的Sublette县大绿河盆地Jonah气田地质特点:断层圈闭型大气田,互层砂岩储层,总层厚8531097m,其中包括100多个砂岩分层,层厚介于0.69m,产层段由厚度为34.5m的单层组成,叠加层序厚度超过60.96m。孔隙度612%,渗透率介于0.00
6、10.5md。传统特点:压裂处理36个层段,大约需要5星期才能完成,成本高,耗时长,而且增产效果也不理想。措施效果:36个小时内完成11级水力压裂施工,将施工时间由5个星期缩短至不到4天,同时产量增加了90%以上。技术发展:ISD技术 FTCBP底部单封,2.直井分层压裂技术,“连续油管+水力喷砂射孔+环空加砂”压裂技术,二、致密砂岩气藏国内外改造技术现状,North Rincon气田实例,south Dexas,井 号:Martinez B54;储层深度:(1800-2100m);跨度214m,净厚度:23.5m/5层;压裂管柱:2in连续油管;封 隔 器:5in Mojave 跨隔式封隔器
7、;压前产量:射孔后5层合采产量为31500m3/d;压 裂 液:Coilfrac清洁压裂液;支 撑 剂:支撑剂总用量为(617t);排 量:(1.3-1.6m3/min);压裂压力:(76MPa);压后增产:产气:(146000m3/d);产凝析油:(19m3/d);周 期:压完5层总共花费24小时,要求连续油管通径大(2-3/8”or 2-7/8”)使用寿命有限,一般能承受50层(1200t支撑剂)左右施工最大垂深2400m,“连续油管+跨隔式封隔器”压裂技术,2.直井分层压裂技术,二、致密砂岩气藏国内外改造技术现状,直井不动管柱机械分压工具,2008年4月在四川须家河包16井成功实现了气井
8、不动管柱(管柱可起)封隔器一次分压4层。射孔层段为:须二段(18501840m)、须四段(17481738m)、须六段(15481538、14961488m),总跨度362m,储层平均孔隙度7.42%,平均渗透率0.2910-3m2,压力系数0.81.0,温度5565。该井压后测试产量超过3.0104m3/d,施工管柱顺利起出,为后期作业提供了安全方便的井筒条件。该技术的成功应用为解决四川须家河储层层系多,跨度大,逐层作业周期长、地层压后被伤害、改造成本高等问题提供了安全快捷的新技术途径。,2.直井分层压裂技术,直井不动管柱多层封隔器分压合采技术,二、致密砂岩气藏国内外改造技术现状,水平井多级
9、可钻式桥塞封隔分段压裂技术 水平井水力喷砂分段压裂技术 水平井多级滑套+封隔器分段压裂技术 其他级数不受限分段压裂技术,国外水平井分段压裂技术主流技术有以下4种:,3.水平井分段压裂技术,二、致密砂岩气藏国内外改造技术现状,3.水平井分段压裂技术-国内,二、致密砂岩气藏国内外改造技术现状,汇报提纲,一、巴喀J1b凝析气藏储层特征及压裂难点二、致密砂岩气藏国内外改造技术现状三、压裂中心在致密砂岩气藏改造方面进展四、巴喀气藏以往压裂酸化实践及认识五、下步工作建议,压裂室内试验研究就地岩石力学测定就地岩心物性测定支撑剂评价与导流能力压裂液流变滤失与伤害,压裂液体系及添加剂研究水基压裂液油基压裂液乳化
10、压裂液泡沫压裂液,压裂优化设计与评估长期导流能力模拟研究支撑剖面优化与参数优选裂缝诊断与现场监测压后试井与3D模拟分析现场实施与质量控制经济评价与压后评估,现场应用技术(10项)整体压裂技术系统开发压裂技术系统重复压裂技术泡沫压裂技术裂缝性复杂岩性储层压裂技术低伤害控水锁压裂技术煤层气压裂技术斜井、水平井压裂技术深井、超深井压裂技术异常高应力深井加重压裂技术,新技术:缝网压裂、前置投球分压、活性水粘性指进压裂、二次加砂压裂、清水压裂、水平井联合井网优化,三、压裂中心在致密砂岩气藏改造方面进展,低渗油气藏压裂技术,碳酸盐岩酸压及砂岩酸化技术,现场应用技术(11项)粘性指进酸压技术多级注入闭合裂缝
11、酸化技术稠化酸酸压技术泡沫酸酸压技术乳化酸酸压技术地面交联酸酸压技术复杂岩性储层酸压技术转向与分层酸压技术酸液携砂压裂技术超深井砂岩酸化技术注水井重复酸化增注技术,酸压裂室内试验研究酸液流变学研究酸液滤失与导流能力模拟酸岩反应动力学研究多级注入闭合酸化模拟,酸化工作液体系研究 稠化酸 地面交联酸 泡沫酸 乳化酸 粘弹酸 有机缓速酸,酸化优化设计与评估拟三维酸压优化设计多级注入闭合裂缝酸化设计砂岩酸化优化设计软件酸压压力降落分析软件与应用基质酸化优化设计软件现场实施与评估分析,三、压裂中心在致密砂岩气藏改造方面进展,1.水基压裂液体系低温压裂液体系:10-60中温压裂液体系:60-120高温压裂
12、液体系:120-1802.泡沫压裂液体系N2泡沫压裂液体系CO2酸性交联泡沫压裂液体系变泡沫质量泡沫压裂液体系,7.深度酸压酸液体系地面交联酸体系胶凝酸酸液体系乳化酸酸液体系,3.低伤害控水锁压裂液体系含醇超级瓜胶压裂液体系乳化压裂液体系油基压裂液体系4.低伤害无残渣压裂液体系低浓度聚合物压裂液体系清洁压裂液体系5.改变相渗特性压裂液6.加重压裂液和酸液体系,8.新研发液体体系超低浓度羧甲基瓜胶压裂液体系微乳酸粘弹酸,三、压裂中心在致密砂岩气藏改造方面进展,1.1 FACM低伤害低摩阻羧甲基瓜胶压裂液体系,形成了从50 到180系列温度的羧甲基体系,低聚合物用量。比常规交联瓜胶压裂液的用量要少
13、1/31/2,水不溶物低,比常规瓜胶平均降低89%,比优级瓜胶降低75%,比超级瓜胶降低33%低残渣。残渣118-221mg/L,为常规瓜胶压裂液体系的30-50%低摩阻。羧甲基瓜胶压裂液残渣伤害率比常规压裂液降低25%,残胶伤害率比常规压裂液降低55%;摩阻比常规瓜胶压裂液降低30%左右,羧甲基压裂液体系的低伤害优势明显,2008-2009年羧甲基瓜胶压裂液在长庆、吉林、冀东、海塔等油气田得到规模化应用,现场施工25口井33井层,施工成功率100%。,1.应用基础研究,三、压裂中心在致密砂岩气藏改造方面进展,清水导流后支撑剂,0.55%羟丙基胍胶导流后支撑剂,0.5%羧甲基胍胶导流后支撑剂,
14、单个颗粒表面放大,单个颗粒表面放大,表面粘接较多的碎屑,单个颗粒表面放大,环境扫描电镜微观分析,压裂液伤害后残胶会粘连在支撑剂颗粒表面造成残胶伤害,1.1 FACM低伤害低摩阻羧甲基瓜胶压裂液体系,1.应用基础研究,三、压裂中心在致密砂岩气藏改造方面进展,交联比:100:0.6交联时间:340基液pH值:10.5基液粘度:96mPa.S耐温耐剪切性能:170s-1,180,剪切120min,表观粘度109mPa.S,低浓度高温羧甲基压裂液能够满足高温深井长时流变性能需求,确保了吉林昌37井温度170加砂154m3和冀东NP5-98温度174加砂106.5m3的施工,1.1 FACM低伤害低摩阻
15、羧甲基瓜胶压裂液体系,180条件下0.6%CMGHPG剪切4小时流变曲线,1.应用基础研究,三、压裂中心在致密砂岩气藏改造方面进展,气测导流能力高于液测值,进行了20/40目陶粒和小粒径30/50目陶粒的液体和气体导流能力。20/40目陶粒气体和液体的导流能力比 2.3-2.1:130/50目陶粒气体和液体的导流能力比2.1:1,1.2 支撑剂气体导流能力实验研究,1.应用基础研究,三、压裂中心在致密砂岩气藏改造方面进展,试验方法对比:短期导流每个闭合压力点测试0.25小时。长期导流:每个闭合压 力点测试50小时(20-40目陶粒)在闭合压力一定的情况下,50小时后导流能力还没有完全稳定。同时
16、,发现支撑 剂有嵌入现象,岩心板长期导流能力实验,1.2 支撑剂气体导流能力实验研究,为优化设计提供了更为可靠的依据,1.应用基础研究,三、压裂中心在致密砂岩气藏改造方面进展,加岩心板测试的导流能力低于加钢板测试的导流能力,且这一差距随着时间有进一步加剧的 趋势,但大于60MPa差距缩小长期导流和短期导流之比0.85-0.62,在闭合压力一定的情况下,岩心板长期导流能力比钢板短期导流能力低30-50m2.cm.钢板短期导流能力及钢板长期导流能力可以用于比较支撑剂性能的优劣,但其实验数据不能用于优化设计(应该用岩心长期导流的试验数据),而现场经常用钢板短期导流数据进行优化设计,岩心板长期导流能力
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- 致密 砂岩 气藏压裂 酸化 技术研究
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