暂堵压裂技术服务方案 - 图文

对比图5和图6可以得出:由于排量的提高和暂堵剂的加入,压裂过程压力波动较大,出现多次压力峰值,提高排量和暂堵剂加入初期压力峰值为45.991MPa,结束二次峰值为46.788MPa、46.974MPa。提高排量和暂堵剂的加入井下压力变化明显,压力的提高和变化有利于改善人工裂缝和提高布砂质量。分析延441井实施暂堵压裂后,压力上升快的原因主要是因为该压裂井的地层压力系数比较大,油井的剩余可采储量比较丰富。经过计算,该井的地层压力系数达到了0.9504,因此经过改造措施后,增产幅度特别大,日增油达到了2.54t。延441压裂井的地层压力系数为0.9727,日增油也达到了2.94t。因此,油井的剩余可采储量是油井增产的物质基础。

5暂堵剂优选 5.1暂堵剂堵桥原理

暂堵剂是以颗粒材料桥堵原理为依据开发的缝内转向材料,在重复压裂施工中加入暂堵剂后,由于水力压裂裂缝在井筒附近动态缝宽最大,距离井越远裂缝宽度越来越小,当暂堵剂和支撑剂同时以一定比例进入压裂裂缝后,在支撑剂刚性和暂堵剂塑性的共同作用下,暂堵剂固体颗粒粒径大于裂缝动态宽度的1/3-2/3时,暂堵剂固体颗粒就会在该处形成桥堵,并挡住后续暂堵剂颗粒前进的道路形成堆积,随着后续暂堵剂的继续加入,产生桥堵和堆积的暂堵剂颗粒越来越多,在裂缝主通道形成一定厚度和长度的堵塞带,阻碍和限制了裂缝的继续延伸和发展,处于井筒和堵塞带之间的裂缝体积内随后续携砂液的继续加入,裂缝净压力不断升高,当裂缝内净压力达到微裂缝开启压力或新缝破裂压力时,微裂缝或新缝就会开启,随后续携砂液的继续加入,微裂缝或新缝就会延伸和扩展成为新的支裂缝。颗粒材料桥堵原理认为,当架桥粒子粒径d与孔隙平均孔径D的1/3~2/3匹配时,即:d>1/3D~2/3D地层孔喉处的桥堵最为稳定,如图7所示。

图7桥堵示意图

借用固相颗粒在地层孑L喉架桥的屏蔽桥堵原理,当固相粒子的尺寸为裂缝宽度尺寸的2/3时,可稳定架桥于堵塞裂缝,当固相粒子尺寸为裂缝宽度的1/3时,固相粒子可深入裂缝内部堆积形成桥塞。两者结合,便能有效而牢固的桥堵住孔隙。依据桥堵原理,结合水力压裂实际情况,利用暂堵剂塑性和支撑剂刚性,通过水力压裂施工参数控制,实现水力压裂缝内桥堵,从而实现提高水力压裂裂缝净压力的目的。

5.2缝内暂堵剂的选择

缝内暂堵剂是决定缝内转向压裂工艺是否成功的关键,依靠缝内暂堵剂实现裂缝延伸的暂时停止,达到在裂缝内某一位置实现裂缝转向的目标。缝内暂堵剂性能应满足以下条件:

(1)缝内暂堵剂能在一定温度下软化,在一定压力下易变形。即能与老裂缝中的残留固相、压裂液中的支撑剂一起形成理想封堵。

(2)要求缝内暂堵剂有良好的粘弹性,可溶于原油或地层水,残余在缝中的暂堵剂易返排,保证泄油通道畅通。

缝内暂堵剂是实现人工提升裂缝内压力的主要材料,通过大量的室内试验和材料研究,认为油溶性缝内暂堵剂比较适用于长庆油田中低温地层条件下使用。因为油溶性缝内暂堵剂具有不粘泵、易泵送、封堵效果好、油溶性好、易返排无伤害的技术特点。

5.3暂堵剂优选室内评价

室内对A、B和C三种用于缝内转向压裂的暂堵剂进行了性能评价。

缝内暂堵剂所要具备的主要物理性能是:

(1)常温下缝内转向剂为固体颗粒,具有一定的硬度和强度,受力情况下呈现脆性破坏,不粘泵;

(2)当温度达到一定值时,转向剂颗粒软化,在受力时出现塑性变形; (3)随水力压裂排液和抽汲过程,缝内暂堵剂可完全溶解后排出。 为了明确这三种暂堵剂的各项性能指标,在室内模拟地层条件下对它们进行了各个方面的性能测试,主要包括热稳定性、配伍性、压力模拟、溶解性、返排能力及封堵能力等。

5.4常规性能测试

首先,对三种暂堵剂的常规性能进行了测试,主要包括暂堵剂的密度、软化点、熔化点、溶解能力及颜色等,所测结果见表4和图8所示。

表4三种暂堵剂常规性能表

图8暂堵剂外观图

为了实现油层保护,降低压裂伤害,并能成功实现缝内转向压裂工艺技术,压裂液的性能是一项主要的性能指标,它的流变性和携砂性决定着裂缝内砂堤的形成时机及施工的规模能力。室内根据延长油田储层特点,改变油层的温度、物性及流体性质,研究出与该工艺技术相匹配的、适合延长油田储层压裂的低伤害压裂液配方体系。压裂施工表明该压裂液体系具有伤害率低、抗剪切的特性,完全可满足水力压裂施工要求。

6暂堵压裂技术指标

老油田经过多年开采以后,一些老油井原来的人工压裂裂缝根本没有可以重新挖掘的可能,针对这类油井,只有在老油田进行转向重新压裂改造,压出新的裂缝,这样就可以扩大人工裂缝的扫油面积,最终才能提高产油量。近几年来国内外许多大型油田采用了一些新的压裂技术和施工方案以及裂缝和压力、温度观测手段,研究了转向重复压裂可以形成新裂缝的可能性。大量储层转向重复压裂的现场实验表明:有80%的储油层形成了新的裂缝,并且增产效益特别显著。

我公司在进行转向重复压裂时使用的裂缝监测技术都是采用北京派尼尔斯石油工程技术有限公司的嵌入式人工裂缝实时监测技术,经过多年的技术实施证明:该裂缝监测技术是可行的。

6.1裂缝实时监测技术

水力压裂是改造低渗透油气藏的重要手段,通过压裂可在地下形成人工裂缝,改善地层的渗流条件、疏通堵塞,提高油井的产能。压裂以后是否产生裂缝,产生裂缝有多长,裂缝朝哪个方向延伸,压裂井是否会和周围的水井连通,发生水淹、水窜现象,这些问题以前都无法即时直接地解决。水力压裂时,在射孔位置,当迅速升高的井筒压力超过岩石抗压强度,岩石遭到破坏,形成裂缝,裂缝扩展时,必将产生一系列向四周传播的微震波,微震波被布置在被监测井周围的A、B、C、D??.等监测分站接收到,根据各分站的到时差形成一系列的方程组,求解这一系列方程组,就可确定微震震源位置,再由微震震源的空间分布可以描述人工裂缝轮廓,最后由计算机上配置的专门的数据采集软件(DAQ)、数据文件管理软件(BROW)和数据文件处理软件(DSP)来对收集到的微地震信号进行处理,进而给出裂缝的方位、长度、高度、产状及地应力方向等地层参数。如下图9和图10所示。

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