气井二氧化碳泡沫压裂技术实践920VIP

本文介绍了大庆油田气井 裂管柱、泡沫压裂液体系等方面取得的成果。应用该技术先后在 10口低产气井上进行施工，平均单井初期日增气 d。文中通过对压裂井储层特点和效果的对比分析，提出了气井压裂选井选层的原则；通过对井底压力温度资料分析，提出了进一步提高泡沫压裂设计的方法。 概述 气井 实践中的几个问题分析 结论 目前 ， 大庆油田外围气井投产近 100口 ，年产天然气 2 108大多数气田属低渗透 、特低渗透气藏 ， 渗透率在 4 10之间 ， 靠自身弹性能量开采 ， 自然产能低 ，随着开采时间的延长 ， 地层压力下降 ， 产气量逐步降低 ， 投产井中 50%以上的井日产气量低于 5000急需增产改造 。 以往应用水基压裂液进行施工 ， 由于地层压力低 ， 压裂液返排困难 ， 影响了气井改造的效果 。 0世纪 70年代进入现场应用 ， 国内研究应用较晚 ，2000年大庆引进了 并在低渗 、低产中浅层气井上开展了 研究形成了一套适应低渗 、 低压气井增产改造的工艺技术 。 概述 气井 实践中的几个问题分析 结论 储罐 增压泵车 与水基压裂液混合 压裂泵车出口 裂缝 返排出地面 井底 )( 二氧化碳泡沫质量与粘度的关系02000 20 40 60 80 100泡沫质量 (%)粘度 混汽水压裂 泡沫压裂 52 74 95 恒内相 : A B C D E 地层参数 热力学参数 压裂液参数 支撑剂参数 岩石力学参数 泡沫压裂液在井筒中流动的数值计算模型 泡沫压裂液在裂缝中流动的数值计算模型 泡沫压裂裂缝延伸数学计算模型 裂缝参数 施工参数 压力分布 温度分布 产能预测 在考虑了泡沫压裂液流变性、滤失性、压力场、流速场、温度场、支撑剂运移分布等因素综合影响的基础上，模拟设计泡沫压裂井口控制参数和施工参数。 一次压裂多层并能同时返排的压裂管柱研究 为适应大庆油田气井压裂多层并能压后同时返排的需要 ， 研制了一次可压两层并可实现不动管柱同时返排的多层 长度 （ 最 大 外 径 ( m m ) 最 小 外 径 ( m m ) 剪 断 压 力 （ 528 44 34 泡沫压裂液研究 起泡及稳定性能直接影响泡沫压裂液的质量 。在普通胍胶压裂液基础上 ， 通过室内优选评价 ，确定了泡性能较好 、 半衰期长 、 具有一定粘度的 使用浓度为 起泡剂 图4 ）半衰期（ 通过改变气泡表面张力来稳定水包气乳化液 。 通过室内实验优选 ， 确定了有机醇 加量 ， 可使泡沫的稳定性提高近 27%。 泡沫稳定剂 0 验 1 111 150 130 125 120 试验 2 108 152 135 127 123 试验 3 110 148 133 126 122 平均 110 150 133 126 122 样品 浓度 半衰期 泡沫压裂液研究 通过改变气泡表面张力来稳定水包气乳化液 。 通过室内实验优选 ， 确定了有机醇 加量 ， 可使泡沫的稳定性提高近 27%。 泡沫稳定剂 0 验 1 111 150 130 125 120 试验 2 108 152 135 127 123 试验 3 110 148 133 126 122 平均 110 150 133 126 122 样品 浓度 半衰期 泡沫粘度 （ 流变性泡沫质量（ % ）半衰期（ 常温 90 N/K/( 失系数（ m / m i ）70 150 158 230 0 . 4 2 5 7 2 7 . 8 10井口控制方法及地面流程 井口控制 密封压力可达 60 井口抗顶力 1400艺复杂，风险性大，施工中存在缺氧窒息、冻伤、飞油管等隐患。为确保施工安全，研究了相应的井口控制方法和地面流程。 井口控制方法及地面流程确定 地面流程 概述 气井 实践中的几个问题分析 结论 气井 由于 排能力强、与地层流体配伍性良好等优点， 2001年以来，在升平气田、汪家屯气田先后对 10口气井进行了 实现了 “ 恒定内相 ” 设计要求 气井 施工井均 采用胍胶压裂液和陶粒支撑剂，地面液体 0%间，施工井平均砂比达到 有 2口井应用了分层压裂管柱，压后下入生产管柱或不动管柱直接生产，压裂液的平均初期返排率达到 现场施工工艺成功率达到 100%。 气井 平均单井压开有效厚度 均加砂量 计压后生产数据，有 7口井见到明显增气效果，104前，104 基 气效果对比 概述 气井 实践中的几个问题分析 结论 气井 由于大庆油田中浅层气井在动态储量、投产时间等方面存在差异较大，因此，应在 综合分析测井曲线、测压数据等地质资料基础上，尽可能选择储量高、采出程度低的气井压裂。 选井条件 气井 4口井非主力层 由于主力层渗透率高，正常生产时动用程度好，使得措施增产潜力小，而一些非主力层，由于渗透率低，易受污染，正常生产时难以动用，因而，为压裂增产首选层。另外，在选层时还要充分考虑上下水层和隔层应力剖面情况，防止发生压窜水层的现象。 选层条件 效果较差 3口井主力层 增气 底压力温度变化对 现场应用井下压力温度计对施工过程中的井底压力和温度变化过程 井底压力温度变化对 在压裂的后一部分时间， 有在温度较高的地层裂缝中存在泡沫压裂液。 因此，在恒内相压裂设计中应该考虑施工过程中，地层温度降低，压力升高对 在压裂设计中应用温度场模拟软件进行校正，从而提高压裂设计的可靠性。 泡沫压裂过程中的摩阻分析 泡沫质量增加 ,摩阻增大 ,泡沫质量达到 60%以上时 ,摩阻上升速度加快。因此 ,设计上采用恒定内相的方法 ,中深井压裂要求采用 76 概述 气井 实践中的几个问题分析 结论 结 论 1 通过开展气井 成了一套包括泡沫压裂设计方法、一趟压裂两层管柱和 应大庆油田低产气井储层特征和增产要求的关键技术。 1 现场试验表明，大庆外围低产气井进行 出程度低气井的非主力层为改造对象，可以获得较好的压裂效果。 2 结 论 1 2 在恒内相压裂设计中应该考虑施工过程中，地层温度降低，压力升高对 而提高压裂设计的可靠性。 3 结 论 一次压裂多层并能同时返排的压裂管柱研究 泡沫压裂液研究 井口控制方法及地面流程确定 油压 (套压 (裂前 压裂后