國(guó)外水力壓裂技術(shù)新發(fā)展ppt課件

1、低浸透油田高效開(kāi)采技術(shù)與開(kāi)展趨勢(shì).主要內(nèi)容制約低浸透油藏高效開(kāi)采的關(guān)鍵要素國(guó)外水力壓裂技術(shù)的新進(jìn)展.制約低浸透油藏高效開(kāi)采的關(guān)鍵要素建立有效的注采驅(qū)動(dòng)壓力體系井網(wǎng)類型、井網(wǎng)與裂痕方位匹配、井距、注采壓力、啟動(dòng)壓力等水力壓裂增產(chǎn)與損傷的協(xié)調(diào).常規(guī)油藏注水井采油井.低滲油藏注水井采油井由于浸透率低和啟動(dòng)壓力的作用，導(dǎo)致注采井間無(wú)法建立有效的水動(dòng)力系統(tǒng)，致使注水壓力上升，采油井壓力下降注不進(jìn)、采不出！.NE裂痕方向breakthrough direction 安塞油田坪橋區(qū)井位圖裂痕導(dǎo)致方向性見(jiàn)水.水力壓裂增產(chǎn)與損傷的協(xié)調(diào)壓裂過(guò)程中壓裂液的損傷：地層天然裂痕填砂裂痕的損傷.烏審旗巖心水基壓裂液損傷結(jié)

2、果水基壓裂液：浸透率損傷率為74.897.6%。壓裂液進(jìn)展添加劑優(yōu)化后：浸透率損傷率為63.088.0%。1、基質(zhì)損傷：濾液的損傷.破膠液殘?jiān)６扰c孔喉直徑對(duì)比Davg=103.70umD50=101.30umDmax=116.00umDavg=11.59umD50=0.109umDmax=10100umParticle Diameter of Unbroken Gel, um破膠液殘?jiān)６却笥诳缀碇睆?，無(wú)顆粒侵入損傷！.2、天然裂痕損傷：殘?jiān)瞿z 殘?jiān)氯烊涣押?，降低裂痕浸透率；破膠劑難以進(jìn)入天然裂痕，凍膠破膠不徹底，添加油氣滲流阻力。3、填砂裂痕損傷：濾餅、殘?jiān)?支撐劑嵌入濾餅降低填砂

3、裂痕導(dǎo)流才干； 殘?jiān)氯押劭紫丁?壓裂液殘?jiān)鼡p傷實(shí)驗(yàn)研討 壓裂液濃度損傷對(duì)比：Carbo Pro 20/40支撐劑.4.支撐劑嵌入實(shí)驗(yàn)研討 10 Kg/m2鋪砂濃度實(shí)驗(yàn)結(jié)果貴陽(yáng)林海30/60目陶粒嵌入實(shí)驗(yàn) .新工藝清水壓裂及其進(jìn)展 新資料高強(qiáng)度超低密度支撐劑ULW 主 要 內(nèi) 容國(guó)外水力壓裂技術(shù)的新進(jìn)展. 所謂的清水壓裂，除了早期用清水不帶砂外，多數(shù)是用化學(xué)處置劑，如減阻劑、活性劑、防膨劑處置過(guò)的清水或線性膠，這種水也經(jīng)常稱作滑溜水slick water-frac)。作業(yè)中帶有少量砂的，但也有加砂量較多的，砂比常為3.5%。用水量多，排量大是它們的共性，至于造縫導(dǎo)流才干的大小 與儲(chǔ)層物性有關(guān)

4、。、新工藝清水壓裂技術(shù)及其進(jìn)展低浸透油氣藏高效開(kāi)采的關(guān)鍵：降低壓裂液對(duì)地層的損傷！降低開(kāi)采本錢！.清水壓裂技術(shù)清水壓裂技術(shù)的開(kāi)展歷程兩個(gè)砂巖地層的運(yùn)用效果對(duì)比清水壓裂對(duì)致密氣藏?fù)p傷評(píng)價(jià)清水壓裂增產(chǎn)機(jī)理及順應(yīng)性壓裂液返排監(jiān)測(cè)技術(shù).70年代中期，在俄克拉荷馬西北的密西西比裂痕性石灰?guī)r地層進(jìn)展了有規(guī)模的清水壓裂；用大量的清水，每分鐘排量為8 12方，砂比為1.75%，由于砂量及砂比都較低，難以長(zhǎng)期支撐構(gòu)成的裂痕。 1986 至1987年在吉丁斯油田澳斯汀白堊石灰?guī)r地層進(jìn)展了清水壓裂，基質(zhì)巖石的浸透率為0.005至 0.2毫達(dá)西，地層厚度為50至 500英尺。壓裂后，油井從平均日產(chǎn)油0.64方添加至6

5、.4方。壓裂規(guī)模平均2400方清水，排量平均7方，平均用濃度7.5至15%的鹽酸500方。 清水壓裂技術(shù)新進(jìn)展1988年結(jié)合太平洋能源UPR公司在其第一口程度井中也進(jìn)展了清水壓裂，在作業(yè)中運(yùn)用了蠟珠作為分流劑。95年以后，廣泛運(yùn)用于裂痕性致密砂巖氣藏；提出了凍膠與滑溜水結(jié)合的混合清水壓裂技術(shù)。 .1995年UPR公司東得克薩斯盆地棉花谷致密、低滲砂巖地層施工概略：泰勒段砂巖，對(duì)150口井進(jìn)展了250次的清水壓裂儲(chǔ)層情況：浸透率0.001至0.05毫達(dá)西無(wú)論縱向上和橫向上都非常不均質(zhì)，縱向上砂頁(yè)巖交替，砂層總厚為1000到1500英尺清水壓裂技術(shù)運(yùn)用實(shí)例1壓裂工藝：采用大量清水與少量的化學(xué)劑降阻

6、劑、活性劑、防膨劑等20/40目的 Ottawa砂子，總砂用量在2273公斤到噸之間砂比3.5%，少數(shù)作業(yè)中運(yùn)用砂比到達(dá)15%的尾隨支撐劑排量為1.6方到13方，用水量約為64方到3180方，前置液占40%到50%.棉花谷泰勒砂層A氣田大型清水壓裂與常規(guī)壓裂的比較 新工藝清水壓裂與凍膠壓裂效果比較.泰勒砂層氣藏清水壓裂與常規(guī)壓裂產(chǎn)量對(duì)比 新工藝清水壓裂與凍膠壓裂效果比較.泰勒砂層C氣田清水壓裂與常規(guī)壓裂產(chǎn)量的比較造縫后導(dǎo)流才干缺乏！所以要根據(jù)地層物性設(shè)計(jì)合理的導(dǎo)流才干、選擇施工工藝新工藝清水壓裂與凍膠壓裂效果比較.90 年代中期安納達(dá)柯石油公司東得克薩斯棉花谷上侏羅紀(jì)博西爾砂層儲(chǔ)層情況：博西爾

7、砂層位于棉花谷砂巖之下，是黑灰色頁(yè)巖間夾有細(xì)砂、粉細(xì)泥質(zhì)砂巖的大厚層粘土的主要成分是綠泥石與伊利石平均孔隙度與浸透率分別為610%及0.005 0.05毫達(dá)西 低滲儲(chǔ)層的含水飽和度為50%，高浸透率儲(chǔ)層為5% 清水壓裂技術(shù)運(yùn)用實(shí)例2混合清水壓裂工藝技術(shù)混合清水壓裂法：在工藝實(shí)際中發(fā)現(xiàn)，對(duì)某些儲(chǔ)層清水壓裂導(dǎo)流才干得不到保證，采用了混合清水壓裂工藝：用清水造一定的縫長(zhǎng)及縫寬后，繼以硼交鏈的3.6 4.2 公斤/方的胍膠壓裂液，帶有20/40、40/70目砂子，從而產(chǎn)生較高導(dǎo)流才干的水力裂痕。.EXT-4氣井清水壓裂加少量砂子壓后采氣曲線.EXT-9氣井清水壓裂加大量砂子壓后采氣曲線.EXT-15氣

8、井混合清水壓裂壓后采氣曲線.研討的目的 在上侏羅系砂巖的博西爾地層進(jìn)展了清水壓裂，施工中泵入大量清水并在裂痕擴(kuò)展過(guò)程中又毫無(wú)防濾措施，在這樣致密的砂層內(nèi)毛管力自吸景象又嚴(yán)重地存在；同時(shí)思索到泵入水在裂痕擴(kuò)展過(guò)程中，也會(huì)遭到應(yīng)力依賴的浸透率的影響。所以采用數(shù)值模擬方法研討這些要素對(duì)氣井產(chǎn)能的影響。清水壓裂對(duì)致密砂巖地層損傷評(píng)價(jià).壓裂施工及監(jiān)測(cè)情況滑溜水1590方40/70目涂層砂RCS50方 平均排量12方 井口平均作業(yè)壓力53 MPa 微地震成象監(jiān)測(cè) 有 效 厚 度：169ft孔 隙 度：8.89%程度浸透率：0.0297 md垂向浸透率：0.00297md新工藝清水壓裂中水鎖及巖石物性應(yīng)力依

9、賴性的影響. 采用油藏地質(zhì)力學(xué)壓裂模擬的綜合模型進(jìn)展擬合，擬合時(shí)的限制條件如下： 壓裂壓力約在8184.5 MPa之間;裂痕微震成像的半長(zhǎng)約為106 米，垂直于縫的寬度很大每邊可達(dá)15米地層變形的范圍！;返排期間水產(chǎn)量遞減很快，到消費(fèi)晚期根本為常數(shù);不穩(wěn)定試井得出的縫長(zhǎng)較短，縫導(dǎo)流才干約為1.523dc。 研討方法數(shù)值模擬方法地層裂痕模型，單相與氣水兩相.擬合時(shí)的計(jì)算參數(shù)1 滲 透 率：0.030.0107 md2 導(dǎo)流才干：1.52 dc3 填砂縫長(zhǎng)： 67 m壓裂作業(yè)擬合結(jié)果.QgQw排液與消費(fèi)時(shí)間的擬合.停泵時(shí)，濾失區(qū)到達(dá)了15英尺停泵時(shí)辰裂痕壁面附近地層含水飽和度分布.平均進(jìn)水深度5-

10、10英尺停泵時(shí)井筒附近地層含水飽和度分布.水侵入?yún)^(qū)域在井底周圍已大大減少，但在縫端部的含水飽和度依然很高，此處的排液程度較低，排液的初速度與井底周圍的水飽和度、濾失區(qū)的厚度有關(guān)，并受控于隨應(yīng)力而變化的浸透率。消費(fèi)10天后裂痕附近地層含水飽和度的分布.水鎖和水相浸透率對(duì)產(chǎn)量影響單相氣與氣水兩相流對(duì)產(chǎn)量影響不大！因此，水鎖影響并不大！.浸透率損傷粘土膨脹、堵塞等對(duì)產(chǎn)量影響裂痕附近地層浸透率降低2，產(chǎn)量降低1015！因此，清水壓裂也應(yīng)針對(duì)性地選擇添加劑，以減少對(duì)儲(chǔ)層的損傷！.巖石中的天然裂痕多半是外表粗糙，閉合后仍能堅(jiān)持一定的縫隙，這樣構(gòu)成的導(dǎo)流才干，對(duì)低滲儲(chǔ)層來(lái)說(shuō)曾經(jīng)足夠了。這種情況已在實(shí)驗(yàn)室中察

11、看到。 常規(guī)凍膠壓裂，由于排液不完善，裂痕的導(dǎo)流才干受殘?jiān)鼡p傷等有所降低，清水壓裂根本上不存在不易排液的問(wèn)題。 清水線性膠易于使砂子沉到垂直縫周邊較細(xì)的天然裂痕中，擴(kuò)展了滲濾面積。壓裂過(guò)程中巖石零落下來(lái)的碎屑特別是在頁(yè)巖地層中它們能夠構(gòu)成“自撐式的支撐劑。 清水壓裂增產(chǎn)機(jī)理常規(guī)解釋. 以為剪切力能使裂痕壁面從原位置上挪動(dòng)，從而產(chǎn)生不重合并出現(xiàn)許多粗糙泡體外表，由于存在剪切滑移，在裂痕延伸過(guò)程中也能使已存在的微隙裂開(kāi)，并使斷層面及其它弱面張開(kāi)，這些景象可以發(fā)生在水力裂痕的端部或裂痕周圍的濾失帶中。 剪切膨脹擴(kuò)展裂痕根本假設(shè)清水壓裂增產(chǎn)機(jī)理新解釋.剪切膨脹擴(kuò)展裂痕物理過(guò)程當(dāng)裂痕周邊的巖石在壓力超越

12、門檻壓力后，即發(fā)生“滑移破壞，兩個(gè)裂痕粗糙面的滑動(dòng)，使垂直于縫面的縫隙膨脹。停泵后，張開(kāi)了的粗糙面使它們不能再滑回到原來(lái)的位置，從而剪切膨脹的裂痕浸透率得到堅(jiān)持。 . 清水壓裂在這種情況下的勝利與否，取決于能否存在著有利的天然裂痕系統(tǒng)以及它們對(duì)壓力及原有的就地應(yīng)力的呼應(yīng)程度。質(zhì)地強(qiáng)硬的巖石有許多粗糙的節(jié)理，很高的抗剪程度，很好的剪切 與裂痕導(dǎo)流才干的耦合性，清水壓裂適用裂痕性致密砂巖、灰?guī)r 地層等；強(qiáng)度較弱的巖石如泥質(zhì)砂巖就不適宜清水壓裂；儲(chǔ)層的裂痕網(wǎng)狀分布及流體流動(dòng)過(guò)程都可以用以評(píng)價(jià)能否應(yīng)該采用 清水壓裂。清水壓裂增產(chǎn)的順應(yīng)性.由于清水壓裂可免去制備凍膠所耗費(fèi)的化學(xué)劑量，包括成膠劑、交鏈劑與

13、破膠劑，不含殘?jiān)?，不?huì)堵塞地層；減少了砂支撐劑的用量及運(yùn)砂的費(fèi)用所以 清水壓裂與常規(guī)凍膠壓裂在一樣規(guī)模的作業(yè)中可節(jié)省費(fèi)用40% 60%。對(duì)于那些浸透率很低的邊沿油氣田，清水壓裂將是開(kāi)采這類油氣田的重要措施，也是降低采油本錢，添加動(dòng)用儲(chǔ)量的有效途徑。 清水壓裂技術(shù)結(jié)論.、記錄泵入水的回采率，但是此值受地層產(chǎn)出水的影響很大。、計(jì)量排液中的聚合物濃度，此方法操作上非常復(fù)雜，測(cè)試結(jié)果也不非常確切，由于濾失而使聚合物濃度提高，在泵入水回采率的計(jì)算方面，能夠產(chǎn)生誤導(dǎo)。、分析注入前后的聚合物溶液以確定碳水化合物的總含量，從而計(jì)算水的回采率。此方法同樣受縫中濾失的影響。 壓裂液排液或回排的監(jiān)測(cè)常規(guī)方法返排率？

14、.問(wèn)題獲得的水回采率都不是從作業(yè)中各個(gè)壓裂液段中得到，是籠統(tǒng)的整個(gè)作業(yè)過(guò)程中的情況。有時(shí)返排率很高，但壓后消費(fèi)動(dòng)態(tài)很差！往往是最后注入的一段液體未排出堵塞了裂痕??？.特點(diǎn)：示蹤劑具有獨(dú)特性質(zhì)，各不一樣：它們彼此不起反響，與巖層或金屬管類也沒(méi)有化學(xué)反響；不隨時(shí)間或溫度的變化而發(fā)生降解，示蹤劑在極低濃度50ppt下仍可被覺(jué)察。無(wú)論在運(yùn)輸、泵入或廢棄時(shí)，都是平安的。易溶于水，濾失后也不會(huì)濃集。性質(zhì)各異的壓裂用化學(xué)示蹤劑CFT壓裂液排液或回排的監(jiān)測(cè)新方法方法：在泵的低壓部分注入，濃度是1ppm。壓裂后返排每隔15分鐘采樣一次不斷到有天然氣突破，可以分析到樣品中1 ppb的含量。由于分層分液段泵入性質(zhì)獨(dú)

15、特的CFT，可用物質(zhì)平衡方法計(jì)算分層，分液段回排效率，從而獲得每口井的回排效率。 .一是井底附近 從井底附近地域回排是由于井底附近的濾失量太大，前置液階段的液體濾失于此地。當(dāng)作業(yè)井回排時(shí)，井底附近濾失液先排出來(lái)。二是從裂痕端部 當(dāng)井筒附近的浸透率低或沒(méi)有濾失時(shí)，前置液回流至井中并將它前面的液段推向井底，先泵入的最后排出。 壓裂液的兩種回排類型.常規(guī)凍膠壓裂液與滑溜水壓裂液回排區(qū)別凍膠液可以看作全懸浮液，靠粘度和排量攜砂，液段和支撐劑分布親密，最后注入的最先回排！受破膠劑的影響滑溜水靠排量攜砂，砂子沉降后液體在砂堤構(gòu)成漩渦流，使先后參與的液段混合在一同，在一樣的時(shí)間以一樣的濃度排出！.博西爾砂層

16、凍膠壓裂的回排剖面化學(xué)壓裂示蹤劑技術(shù)的運(yùn)用凍膠.博西爾砂層滑溜水基清水壓裂的回排剖面化學(xué)壓裂示蹤劑技術(shù)的運(yùn)用清水.高密度 支撐劑資料強(qiáng)度的提高，密度也隨著加大，顆粒密度的添加，直接導(dǎo)致了輸砂的難度，也很難做到在水力裂痕內(nèi)均勻的布砂。沉降速度過(guò)快，也會(huì)導(dǎo)致壓裂過(guò)程中在地層中出現(xiàn)橋堵。 低密度 低密度支撐劑可以在低排量下保證支撐劑的保送，能提供在絕大部分裂痕面積上得到支撐劑的時(shí)機(jī)，降低支撐劑密度還可以減少配制壓裂液系統(tǒng)的復(fù)雜性從而減少了對(duì)填砂裂痕的損傷。 高強(qiáng)度超低密度支撐劑ULW、新資料高強(qiáng)度超低密度支撐劑.美國(guó)BJ效力公司2003年兩種ULW支撐劑ULW 1.25支撐劑被樹(shù)脂浸透并涂層的化學(xué)改

17、性核桃殼ULW 1.75 支撐劑樹(shù)脂涂層的多孔陶粒新資料高強(qiáng)度超低密度支撐劑ULW.ULW 1.25支撐劑化學(xué)改性核桃殼.ULW 1.75 支撐劑樹(shù)脂涂層的多孔陶粒.新資料ULW1.25支撐劑制造工序：先將粒徑比較接近的核桃殼微粒20/30目用強(qiáng)樹(shù)脂浸漬，然后將浸透的核桃殼用酚醛樹(shù)脂涂層，后一步與現(xiàn)今用的涂層砂的工藝類似。主要特點(diǎn)：視密度為0.85克/毫升(是石英砂的一半)79攝氏度下能接受41.4 MPa的閉合應(yīng)力，溫度升高那么強(qiáng)度降低，107時(shí)僅為27.6MPa；可破碎到恣意API泰勒網(wǎng)目的大小，6100目。.新資料ULW1.75支撐劑 為樹(shù)脂涂層的多孔陶粒，制造過(guò)程與常規(guī)低比重的陶粒支撐

18、劑LWP類似，二者性能也比較接近，密度有較大的差別。 ULW的密度約在1.75 到1.9克/毫升之間，與制造過(guò)程中控制顆粒的孔隙度有關(guān)。涂層的多孔陶粒，一方面添加了它的強(qiáng)度并封鎖了顆粒外部的孔隙，防止了外部液體的入浸從而也堅(jiān)持了低密度的特點(diǎn)。.經(jīng)1#樹(shù)脂處置后，產(chǎn)生了共價(jià)鍵構(gòu)造，不僅添加了顆粒變形尺寸的才干，并且提高了抗壓強(qiáng)度。 用2#樹(shù)脂處置后，由于產(chǎn)生了宏大的共價(jià)鍵力及在核桃殼基質(zhì)內(nèi)聚合物鏈間交混的,所以顆粒的強(qiáng)度到達(dá)最大值。新資料ULW支撐劑性能評(píng)價(jià).天然核桃殼、超低密核桃殼支撐劑的浸透率和導(dǎo)流才干隨閉合壓力變化的曲線溫度：66攝氏度 鋪砂濃度：4.88公斤/平方米 砂粒徑：20/40 浸透率、導(dǎo)流才干與閉合壓力的關(guān)系ULW支撐劑性