2010年青海油田压裂酸化新技术应用课件

2010年青海油田 压裂酸化新技术应用 一、2010压裂酸化情况 二、分层压裂技术 三、类泡沫压裂技术 四、拖动酸化技术 五、水力喷砂射孔及水力喷射孔分层压裂技术 六、压裂前注氮气提高返排技术 七、多氢酸酸化技术 八、建立人工井壁防砂技术 九、2011年新技术的发展方向 2010年压裂酸化新技术应用 n压裂95井次：乳化压裂2井次、类泡沫压裂2井次 、油基压裂4井次、水力喷砂射孔3井次、水力喷 砂射孔压裂1井次、常规压裂83井次。 n酸化49井次：酸压1井次、拖动酸化1井次、常规 酸化11井次、小型酸化36井次（多氢酸）。 n防砂16井次：高压充填防砂3井次、建立人工井 壁防砂2井次、常规防砂11井次。 20102010年压裂酸化情况年压裂酸化情况 n多油层油井由于层间渗透率差异大，地层的破裂 压力差别也很大，井段又长，全井筒压裂时，裂 缝便在地层破裂压力相对较低的高渗透油层中延 伸，而低渗透油层难以被压开，产能不能释放出 来，影响压裂效果。不动管柱分层压裂工艺的应 用，不仅提高了产量，而且减低了费用和降低了 风险。 分层压裂技术分层压裂技术 n2009年施工10口井，成功1口井，成功率10%；2010年施工6 口井，成功4口井，成功率66.67%。为了保证分层压裂的成功 ，我们进行了多方面的工作：首先通过加强与建设方、设计方 的沟通，在施工工艺上加以改进，特别是压裂液配方和压裂工 艺的改进，工艺上2009年采用的是先压裂一层+投暂堵球+打滑 套压裂三层的工艺，成功率很低，2010年改成压开一层再投暂 堵球压开另一层，然后停泵35分钟把暂堵球落下去，再同时压 裂这两层，最后投钢球打滑套压裂第三层，成功率大大提高； 其次是在施工准备上下功夫，加强设备的维护，优化车辆的摆 放、管线的连接等工序。 分层压裂技术分层压裂技术 南浅106井施工工序 第/层段1202.6m1204.5m/1207.6m1210.5m 序号液体类型排量m3/min 体积砂比 % 阶段砂量 m3 阶段液量m3备注 1预处理液1.0HRS 2前置液3.512.0 3前置液2.53.0投暂堵球53个 4前置液3.510.0 5停泵5min 6前置液3.510.0 7段塞3.510.50.848.0 8前置液3.510.0 9携砂液3.57.042.09.9443.0 10顶替3.55.5 11投钢球等待30min 第层段1113.3m1115.6m 12打滑套 13前置液2.715.0 14段塞2.710.50.636.0 15前置液2.715.0 16携砂液2.77.042.08.1237.0 17顶替2.75.0 分层压裂技术分层压裂技术 分层压裂技术分层压裂技术 2009年施工的10口井 井 号设计设计 施工几层层施工日期施工情况 南浅2316井三层层2009.5.27不成功 南浅2316井三层层2009.6.10不成功 南浅2112井两层层2009.6.10成功两层层 南浅2606井两层层2009.6.23不成功 南浅18井三层层2009.7.27成功一层层 南浅43井二层层2009.8.4成功一层层 南浅46井二层层2009.8.29成功一层层 南浅2314井三层层2009.9.11成功两层层 南浅68井两层层2009.9.29成功一层层 南浅64井两层层2009.9.30成功一层层 分层压裂技术分层压裂技术 2010年施工的6口井 井 号设计设计 施工层层数施工日期施工情况 南浅2115井三层层2010.5.30成功三层层 南浅107井三层层2010.6.8成功三层层 南浅106井三层层2010.6.11成功两层层 南浅108井两层层2010.6.11成功一层层 南浅104井三层层2010.6.19成功三层层 南浅2207井三层层2010.10.13成功三层层 分层压裂技术分层压裂技术 压压裂效果 井 号 压压裂前 产产液 压压裂前 产产油 转转抽后 产产液 转转抽后 产产油 南浅2115井 0.660.317.942.07 南浅1062.160.748.452.62 南浅1081.80.324.820.74 南浅1042.821.647.231.64 n类泡沫 压裂液实际上就是一种液包气乳化液，或者说 泡沫 是气体分散于液体中的分散体系。泡沫 提供了高粘 度和优良的支撑剂携带能力。在施工过程中，保持稳定 的泡沫 ，干度范围极为重要。干度低于52的体系仅能 称为增能体系，典型的压裂施工设计达到70、75、 80泡沫 干度，这意味着压裂液的70，75或80是 气。一般，随着泡沫 干度从60增到90，泡沫 的稳定 性和粘度也增大。超过90，泡沫 恢复成雾状。 泡沫 压裂液适用于低压低渗和水敏性储集层。泡沫 压裂 液具有易返排、低滤失、粘度高、携砂能力强。对储集 层伤害小等优点。其不足之处在于压裂施工中需要特殊 的设备装置、施工难度大。 类泡沫压裂技术类泡沫压裂技术 类泡沫压裂液配方及配液顺序 基液 添加剂名称重量加量%性能要求准备量t 清水 140.00 Na2CO30.16PH值70.14 KCL1.0 1.4 类泡沫压裂专用起泡沫剂SRA4.9 6.86 类泡沫压裂专用起泡沫剂SRB6.3 8.82 常规羟丙基胍胶0.55粘度35mPa.s0.77 压裂防膨剂1.0防膨率60%1.4 破乳助排剂1.0表面张力301.4 酸性液 清水 15 缓蚀剂3 0.45 类泡沫压裂专用催化剂HC 0.6 破胶剂 类泡沫压裂专用破胶剂YB 70kg n应用情况 七个泉油田进行了七538井（净液量110.20方 ，加砂19方）、七68井(净液量85.10方，加砂12方 )两口井的类泡沫压裂工艺，压裂后返排率分别为 58%、82%，体现了低污染、易返排的特点，压 裂后增产效果明显。 类泡沫压裂技术类泡沫压裂技术 n增产效果 类泡沫压裂技术类泡沫压裂技术 井号压压裂前日产产油 （t） 压压裂后日产产油 （t） 七5-38井1.86.2 七6-8井2.35.1 类泡沫压裂技术类泡沫压裂技术 类泡沫压裂技术类泡沫压裂技术 n2010年9月14日，压裂技术服务大队利用连续油 管车、压裂车及地面管汇、相关施工工具，依靠 自己的技术力量，采用多氢酸和可以自生气体有 利返排处理技术的酸化工艺措施，对花H3井成功 进行了拖动酸化作业，施工历时10多个小时，这 在油田开发上还是第一次。 花H3井是柴达木盆地 花土沟油田构造中部的一口采油井，完钻井深 1102米，水平井段8521102米，水平段长250米， 通过对射孔井段实施全井段酸化，解除完井作业 及射孔过程中造成的储层伤害，改善近井地带的 渗透能力，提高油井产液能力。 连续油管拖动酸化技术连续油管拖动酸化技术 n与以往在油田进行拖动酸化作业的不同之处 ，以往都是借助外油田的技术力量和连续油管 车，公司的压裂车组只是在现场做好配合才得 以完成施工，第一次完全独立依靠自己的压裂 和连续油管装备和技术成功实施了花H3井的拖 动酸化作业。 连续油管拖动酸化技术连续油管拖动酸化技术 连续油管拖动酸化技术连续油管拖动酸化技术 井号 施工 日期 施工 前日 产产油 施工日期/日产产油 9.179.209.30 10.17 11.15 花H3 井 9.14 0.4- 0.7 1.52.93.92.62.2 花H3井酸化泵注程序 序 号 施工步聚 注入 液量 m3 排量 m3/min 平均拖 动速 度m/min 施工 压力 MPa 拖动距离 m /时间min 备注 1替前置酸60.3 HCL+微乳酸 2前置酸40.3 40 3主体酸300.30.5 4050/100 HCL+多氢酸 +微乳酸 4停止注酸 5 50/10 5主体酸500.30.9 40140/150 6隔离液30.4 40 7处理液A200.5 40 生成剂+分 散剂 8隔离液30.6 40 缩膨剂 9处理液B100.7 40 微乳酸 10顶替液60.8 40 缩膨剂 连续油管拖动酸化技术连续油管拖动酸化技术 n水力喷砂射孔是根据水动力学动量冲量原理， 固体颗粒受水载体加速，高速冲击套管和岩石， 产生切割作用。水力喷砂分段压裂是集射孔、压 裂、隔离一体化新型增产措施，无需封隔器、准 确造缝、一趟管柱多段压裂，提高效率和安全性 ，减少施工风险、降低伤害和成本。适用范围： 裸眼井、套管井或筛管井；水平井、大斜度井、 分支井或垂直井。 水力喷砂射孔及分段压裂技术水力喷砂射孔及分段压裂技术 水力喷砂射孔及分段压裂技术水力喷砂射孔及分段压裂技术 n水力喷砂射孔进行了三次：南浅66井（两次），切28 井。南浅66井第一次水力喷砂射孔施工正常，后起出管 柱检查发现单流阀存在问题，射孔未成功；第二次水力 水力喷砂射孔施工后又挤入少量酸进行了酸化，施工成 功；切28井本来是喷砂射孔压裂，因为喷砂射孔成功后 施工时套管压力高而停止施工。在保证设计、井下工具 正常的情况下水力喷砂射孔是安全和成功的，但单独进 行喷砂射孔不划算，不能发挥水力喷砂射孔压裂的优势 。 水力喷砂射孔及分段压裂技术水力喷砂射孔及分段压裂技术 水力喷砂射孔及分段压裂技术水力喷砂射孔及分段压裂技术 n水力喷砂射孔分段压裂进行了南浅107井一井 次，两段油层喷砂射孔压裂，两段喷砂射孔用 液139.65方，用石英砂6.05方，两段压裂用液 190.25方，加砂24.25方，施工成功。压裂前南 浅107井日产油0.9方，压裂后增产到日产油 1.25方。 水力喷砂射孔及分段压裂技术水力喷砂射孔及分段压裂技术 水力喷砂射孔及分段压裂技术水力喷砂射孔及分段压裂技术 水力喷砂射孔及分段压裂技术水力喷砂射孔及分段压裂技术 n压裂后的液体返排关系到压裂后的增产效果、地层污 染等一系列的问题，特别是低渗油气藏来说尤为重要， 现在的返排技术非常多，有抽汲返排、水力射流泵返排 、压裂施工中液氮伴注返排、连续油管气举返排、氮气 泡沫排液等几种主要的返排技术，相比这几种返排技术 ，除液氮伴注返排是自喷返排技术外，其它的返排技术 其实是诱喷返排，只能在井筒内诱喷，诱喷返排具有工 艺简单、施工方便、排液速度快等优点，缺点是对于地 层能量低、渗透性差、深油气井的效果差，而且另外采 用 压裂前注氮气提高返排技术压裂前注氮气提高返排技术 n诱喷技术准备返排时间长，等返排时可能已经产生油 层污染；液氮自喷返排具有施工简单、返排效率高、对 地层污染小等优点，缺点是成本高、注入量较少，针对 这几种返排技术的优缺点，我们井下作业公司积极开拓 新思路，与油田单位沟通，进行了两口井的压裂前注氮 气工艺，在压裂前注氮气技术一是成本低、施工方便； 二是注入的氮气可以深入油层进行压裂液的自喷排液， 减少了返排时间和施工周期；三是减少对地层的污染。 压裂前注氮气提高返排技术压裂前注氮气提高返排技术 n压裂施工前注氮气进行了切607井和乌426井两口井的 应用：切607井施工前注氮气6770方，压裂施工注入压 裂液219.20方，加砂20.02方，自喷排液量达到84.10方， 返排率达到67%，虽然返排后起钻砂卡，存在多方面的 原因，可能与关井时间、返排速度、液体性质、井下工 具等都有关系；乌426井施工前注氮气4000方，压裂施 工注入压裂液89.30方，加砂13.00方，自喷排液量70方 左右，返排率达到78%。虽然压裂前注氮气工艺存在一 定的难度，但这个工艺是值得研究的一个课题。 压裂前注氮气提高返排技术压裂前注氮气提高返排技术 n同一区块压裂后返排情况对比 压裂前注氮气提高返排技术压裂前注氮气提高返排技术 井号日期 压压裂注入净净液 量（方） 自喷喷排液量 （方） 抽汲排液量(含 水) /排液天数 切167井10.28124.915.759.0/8 切20井8.13130.418.6209.7/10 切607井4.5224.084.165.5/4 乌乌110井8.9191.436.686.0/17 乌乌4-26 井 11.589.370无 压裂前注氮气提高返排技术压裂前注氮气提高返排技术 压裂前注氮气提高返排技术压裂前注氮气提高返排技术 n施工关键： 一是切607井注完氮气后一部分氮气聚集在井 口打开闸门施工时气反顶压裂泵凡尔，影响上液 ，要做好排空工序；二是注氮气后施工压力变化 较大，控制好加砂过程是一个关键；三是要控制 施工后放喷速度；四是压裂前注氮气也是一个摸 索的过程，还需要对注氮气量、压裂液体、施工 规模、压裂后关井时间及返排速度等进行优化。 压裂前注氮气提高返排技术压裂前注氮气提高返排技术 n酸化技术是油气井增产、注水井增注的重要手段，其 目的是消除近井地带储层伤害。常规土酸体系是砂岩酸 化最常用的酸液体系。但是高温下土酸与地层岩石矿物 反应速度快而导致处理范围有限、二次沉淀物产生降低 处理效果及高温下缓蚀问题等，一直是困扰砂岩储层酸 化的主要技术难题。现存的很多缓速酸液在尝试解决这 些问题，但是这些体系不能克服氢氟酸与粘土和石英界 面反应速率的巨大反差，并且二次沉淀问题也没有得到 很好的解决。 多氢酸酸化技术多氢酸酸化技术 n多氢酸是一种为了满足深部酸化施工要求而开发的 多级酸液体系，多氢酸是一种具有多级电离功能的缓 速酸，是一种复合磷酸体系。在一个多氢酸分子体上 结合有多个H+（最多可达5个H+），但是这些H+的活 性依据其所处位置的不同而不同，且每一级的H+都大 致相同。在使用时，在地层环境的作用下，多氢酸中 活性较高的一级H+首先发生电离生成活性H+而提供 酸性，进而是二级电离，依次进行下去。保证了整个 过程中H+的平缓释放和氢离子浓度的均衡，降低了强 酸性对近井地带的破坏。增强了酸液的深部解堵能力 。同时本身还具有很强的络合能力、防乳化、抗酸渣 能力。 多氢酸酸化技术多氢酸酸化技术 多氢酸酸化技术多氢酸酸化技术 跃跃新深4-3井液体配制 名称 预处预处 理酸 15m3 处处理酸 30m3 洗井液 15m3 盐盐酸 HCL5000kg9000kg 多氢氢酸CH-59 2500kg 缓蚀剂缓蚀剂 QHS-H1180kg360kg 铁铁离子稳稳定剂剂 QTW-G1 200kg400kg 互溶剂剂QHR-1400kg600kg n酸化应用： 多氢酸应用于注水井和高温井具有良好的 效果，采油一厂进行了36口注水井的多氢酸酸 化，成功率100%，施工前注水压力20MPa以上 ，酸化完后注水压力降低510MPa，降低了注 水压力和地底污染，延长了注水井的使用维护 时间，保证了注水的顺利进行。 多氢酸酸化技术多氢酸酸化技术 多氢酸酸化技术多氢酸酸化技术 序 号 井号 施工 日期 措施 前 日注 （方 ） 日增注（方） 3月4月5月6月7月8月9月 1跃跃6-173.16052.4447.5746.5246.7444.1666.0456 2跃跃2-3313.17065.574943.9744.4727.2324.3227 3跃跃新2-33.18260.6945.0738.139.6737.137.3235.88 4跃跃2-3113.22074.1167.6387.3277.861.970.4568.24 5跃跃174.280 22.53737.7135.0637.1336.38 6跃跃32534.2910 11223.8133.8326.6827.7458.91 7跃跃4-335.120 48.8943.7743.138.6529.19 8跃跃3-3315.120 56.2543.6341.3239.6851.04 9跃跃5-3315.180 50.6940.2738.8428.5813.69 10跃跃6-75.240 61.6445.7948.0349.5540.69 n人工井壁防砂是化学防砂中的一大类，属于颗粒防砂 。它是利用有特定性能的胶结剂和一定粒径的颗粒物质 按比例在地面混合均匀，或风干后再粉碎成颗粒。也可 直接用可固结的颗粒，用油基或水基携砂液泵入井内通 过炮眼，在油层套管外堆积填满出砂洞穴，在井温及固 化剂作用下，凝固后形成具有一定强度和渗透性的防砂 屏障，即人工井壁。这些人工井壁阻挡地层砂进入井筒 ，达到防砂目的。此类方法适用油井已大量出砂，井壁 形成洞穴的油水井防砂。 建立人工井壁防砂技术建立人工井壁防砂技术 涩4-1井施工用液 序号 液体名称 用量(m3) 配制说明 1 防砂液A 15 10预处理剂和地层水在20m3罐 车配制 2 防砂液B120地层水+2%强化剂 3 顶替液40地层水 涩4-1井泵注程序 施工排量液量砂比砂量累砂量累液量施工时间备 用液(m3/Min)（m3）（%）（m3）（m3）（m3）（min）注 前置液115 1515防砂液A 携砂液 1.51080.80.8256.7 防砂液B 1.5201022.84513.3 1.830123.67.47516.7 1.820183.6109511.1 1.510252.512.51056.7 顶替液0.62.6 107.669.5防砂液B n建立人工井壁防砂在涩北涩434井、涩41井得了成 功运用，涩434井净液量88.01方，加砂10.50方，涩4 1井10.9.25方，加砂9.25方，这两口井施工前产气为0 方，目前正在放喷中，效果较好。另外同期施工的高 压