高能气体压裂在美国东部泥盆系页岩气藏中的应用_图文

1、 断 & % 块 油 气 田 一 年 ! 月 典型实 例 ; 美 国 桑迪 亚 国 家 实验 室 首 先在 肯 塔 基 州 泥 盆 系 下 7 盯 。 层 深 度 约 , , = 县 的 一 口 井 内进 行 了 二 次 压 裂 一 次 是 在 % 。 & + % 一 + ; % , 另一次 是 在 同 一层 的 , 。 。 + ! 。 % % 压 裂前 敝 , 喷 气流 产 量很 低 有 人 预 料 不 大可 能提 高 产 量 因 产 层 浅 且 无 渗 透 性 工 后 产气 量达 , 但 经过高能 气 体压裂 施 & + ( % , 4 6 , 其增产 效 果 十

2、分 明 显 第 二 次 压 裂 后 没 有 进行 试 井 据 估 计 安 装 双 。 封 隔 器 不 大可 能 有效 地 形 成 多 裂 缝 号为 一 , 另 一 典 型 实 例 也 是 桑 迪 亚 国 家 实验 室 负责 施 工 的 井 井 处 于 俄 亥 俄 州 < 县 境 内 井 , , 该 气井 下 < 。 7 ; 层 页 岩 的埋 深 为 , 。 ! % ( % (& % 。 。 压 裂时在 % 内井 筒 , 压 力升 至 & % 2= , 形成 了 % 条径 向裂 缝 每 条 宽 为 , ! 6 4 , , ! 井 下 摄 影 证 实 了 裂缝 的 大

3、% 小及 裂 缝 的 间距 有 效裂 缝长 度 为 ( 一 从 压 裂 效 果 看 压 裂 前 的产 气 量 只 有 , 。 + 丫4 而 压裂 后该 井 的 产气 量为 其增产 效 果 也是 非 常 明显 的 增 产 四 倍 还 多 , 从 以 上 两 个 压 裂 实例 进 一 步 说 明 高 能气 体 压 裂 完 全 适 用 于 低 渗 透 气 田 开 发 其 增 产 效 果是十 分 明显 的 。 综 合 压 裂 是 开 发 低 渗 气 藏 的发 展 方 向 低 渗 透气 藏 开 采 中 经 常 出现产 量 急剧下 降 的 问题 其影 响 因素 是 多方面 的 主 要 有 以 下 几方 面

4、的 原 因 % % , , 钻 井 液 滤 失 对 地 层 渗透 率 产 生 严 重 的 伤 害 % 。 & ( % 注 水 泥 固 井 过 程 中 水 泥 滤 失 也 使 地 层 渗透 率 降低 。 。 % 射 孔 完 井 过 程 由于 射 孔 深 度 不 够 在 孔 眼 周 围 易 形 成 压 实堵 塞 和 低 渗 透 率 的 粉 碎 岩 石 粘 土 矿 物 与 钻 井 完 井 固 井 等注 入 地 层 的 流 体 相 遇 产 生 的粘 土 膨 胀 和 微 粒 运 移 是 伤 。 、 致密 区 % 、 , 害地 层 的 两 种 重 要 形 式 % 水 力 压 裂 与 酸 化 压 裂

5、 若 处 理 不 当 如 凝 胶 堵 塞 支 撑 剂 破 碎 或 酸 化 产 生 的 疏 松 固 体 微粒 。 % % 返 回 到 井筒 等 是 岩 石 损 伤 机 理 的根 源 、 、 高 能气 体 压 裂 能 克 服 水 力压 裂 与 酸 化 压 裂 产 生 的弊端 同 时 产 生 的高 温 高 压 气 体 能 清 除 钻 井 完 井 固 井 等 过 程 所 引 起 的 近 井 带 污 染 对 地 层 污 染 小 不 会 对 地 层 产 生 其 它 作 用 如 水 , % , 、 敏 酸 敏 等 # 但 也 有其 不 足 之 处 、 , 。 % 由 于 所 能 提 供 的 能 量 有 限

6、只能 在 近 井 带 形 成 短 裂 缝 固 井质 量 差 的 井 不 能 采 用 , , 。 , & % 因此 高 能 气 体 压 裂 要 完 全 代 替 水 力 压 裂 或 酸 化 压 裂 是 不 现 实 的 并 针 对 气 藏 开 发 中 存 在 的 问 题 走 综 合 压 裂的道 路 是 今 后 的 发 展 趋 势 , , 。 结 合各 压 裂 增 产措 施 , 。 对 于 新 井 先进行 高能 气体 压 裂 预 处 理 既 可清 除 钻 井 完井 过 程 中 形 成的 堵 塞 或 其 它 机 、 械杂 质 又 可 使 井 眼 附 近 形 成 多 方 位裂 缝 网 络 , ,

7、, 。 然 后 针 对 不 同地 层 利 用 水 力压 裂 酸 化 压 裂 来 , 。 、 扩 展 已 形 成的 径 向裂 缝 使 之 与 天 然裂 缝 更 好 地 沟 通 同 时 形 成 长 裂 缝 对 于 酸 化 前 的 处 理 高 能 气 体 压 裂 是 改 善 工 作 条 件 的手 段 为 后 面 进 行 酸 化提 供 更 多 的 接 触 面 使 酸 能 立 即 进 入 地 , , 层 对 于 水 力 压 裂前 的 预 处 理 由于 地 层 预 先 有 了 裂 缝 可大 大 降 低 泵 压 并 有 利 于 对 裂 缝 高 度 , , , 的 控 制 经 过 高能 气 体 压 裂 处 理

8、 的井 其 地 层 破 裂 压 力大 大 降低 , 。 第 / 卷第 期 , 高 能 气 体 压 裂 在 美 国 东 部 泥 盆 系 页 岩 气藏 中 的 应 用 , 对 于 老 井 即 已 进 行 过 水 力 压 裂 或 酸 化 压 裂 的 井 利 用 高 能 气 体 压 裂 进行 再 处 理 解堵 压 裂 # 以 清 除 压 裂 施 工 时在 近 井 带 形 成 的堵 塞 物 改 善 地 层 流 通 性 , , , 。 对 于 探 井 无 论 是 在探 井钻 探 过 程 中的 裸 眼 井 段 还 是 在 射 孔 完井 后 的 套 管井 内 均 可进 行 , 高 能 气 体 压 裂 以 达

9、到 准 确 求 产 的 目的 , , , 。 总 而 言 之 高能 气体 压 裂 只 有 与 其 它 压 裂 增 产 措 施 相结 合 取 长 补 短 互 为 补 充 才 能更 有 , , , 效 地 发挥优 势 最 大 限 度 地 开 采 出 更 多 的 石 油 与 天 然 气 。 结 论 与 建议 结论 % 高能气 体 压 裂 增 产 机 理 独 特 技 术 适 用 范 围 广 通 过 在我 国 的初 步 试 验 成 功 证 明 了 该 、 , , , 方 法 是 解 决 低 渗透 & % 自然 裂 缝 性 地 层 和 其 它 综 合 压 裂 问 题 的 最 新 和 最 有 前途

10、的技 术 之 一 , 、 。 高 能 气 体 压 裂 可 作 为 预 处 理 措 施 来提 供 径 向 多 裂 缝 网 络 也 可 作 为解 堵 措 施 来 清 除 近 。 井带的 污 染带 ( , % 同 时高 能气 体 压 裂所 形 成 的裂缝 能 削 弱 或 大 大 降 低 由泥 土 水 泥 入 侵 修 井 或 , 。 、 有 害 于 井 的 流 体 以 及 地 层 水 沉 积 而 析 出 的 垢 所 造 成 的 表 皮 损 伤 使表 面 系 数大大减 小 , , 现 场实 践 证 明 利 用 高 能 气体 压 裂可 以 清 理 射 孔 孔 眼 穿 过 表 皮 损 伤 区 解 除 乳 化

11、液 的 , 。 堵 塞 能有 效 地 清 理 套 管 内壁 所 结 的垢 具 有 提高 射 孔 效率 的作 用 完井 工 艺措 施 % 所 以 该 技 术也 可单 独 作 为 、 。 美 国 在 东 部 气 藏 中 运 用 高 能气 体 压 裂的 成 功 说 明 了 高 能气体 压 裂 是 低 渗 深 气 藏 改造 。 , 增 产的有效 措施 为 开 发 我 国 低 渗透 油 田 提 供 了 新 的 增 产 途 径 , 。 建议 % 针 对 致 密 气藏 的 开 发 特 点 及 其 存 在的 问 题 要 运 用 系 统 工 程 的 观 点 来 对 待 每 一 道 工 艺 , 流 程 实 现 全

12、 面 的 质 量 管 理 达 到 提 高 最 终 采 收 率 持 续 稳 产 高 产 的 总 目标 & % , , 。 综 合各种 增 产技 术 的优 点 走 优 化 的综 合压 裂道 路 参 , 。 考 文 献 / 7 0 , , % , 0; ; , % % , 3 0 ; , % 二 < ; ? / ; ; / 5 ; 5 % ; = 0 ; / 4 2 / : / = 0 ; / / 0 = ; / 0 ; = 2 / ; ; = , ; 6 & 一 &&6 +# 2 ; % + + +2 2 &( # % 3 2 8 & + &a

13、mp; 328 + & 3 28 &+( 3 28 &( 328 &+(! 3 28 &+(+ 328 &+( 3 28 & 本 文 编 辑 李 宗 田 收 稿 日期 一 一 。 # > 22 / = 0 ; ; 7 一 8 ; 9 = : = 0 0 ; 3 = / 9 0; = = ; ; ; 0 8 0 8 . 2 /; % % = 4 /; 2 = 0 3 > 3 5 0 0 0 ; # 它 = , 通 8 ; = 护/ 0 ; 2 0 ; / = # _ = 2 0 / ; 翻 # = > 3 > 2=

14、2 = 0 = 22 / = 0 ; ; 7 8 一 9 : = 0 断 7 8 9 : # . ; ; 0 . 5 / = 0 % 块 油 气 田 年! 月 ; = 4 4 /; 5 0= 0 ; = ? = 4 5 ; ; 0 0 = 0 ; = 4 5 0 % 4 > = / ; = 0 / 0 > = = 4 0 = 4 ? 4 . 7 89 : = 0 % = = 0 ; / 4 = ? 4 % ; 4 0; 5 0 . 0 5 ; ?/ = 5 0= 0 5 ; 4 /; 5 ; , 0 5= 0 = 0; ; / = ; 0 % 5; ? / , ; 0 ? 4 7

15、8 9 : ? ; 0 7 4 = / : = 0 7 8 9 : 2= 5 ; 4 , 4 > ?; : = 4 0 , 3 8 = 0; 3 0 0 , 5 ; 0 = 9 = 东 模 凹 陷 超 深 井 成 烃 成 岩体 系 研 究 通 过 鉴 定 由 中原 油 田勘 探 开 发 研 究 院 与 同济 大 学 合作 开 展 的 东淮 凹 陷超 探 井 成 烃 体 系 研 究 日 前 通 过 上 海市 高 教 局 组织 的评 估 鉴 定 , 、 。 课 题 组 人 员 运 用 地 质 有机 地 球 化 学 和 地球 物 理 资 料 综 合 的 方 法 重 点对 东 淮 凹 陷的 、

16、、 五 口 超 深 井 在 有 机 地球 化 学 储 层 次 生 孔 隙成 因 多 层 高 压 舱 体 系成 因 及 分 布 和 深 盆 气 等 方 面 进 行 了 深 入 、 研究 。 在 分 析 了大 量 实 际 资 料 基 础 上 取 得 了 以 下 几 方 面 的 新 发 现 和 新 认 识 , 、 东 淮 凹 陷下 第三 系 有 机 质 的 成 烃 演 化 储 层 成 孔 特 征 胶 结 作 用 流 体 压 力舱 的 形 成 等 方 面 呈 现 明 显 , 。 , 、 、 的周 期 性 振 荡 式 发 育特 点 油 气 生 成和 砂 泥 岩 的 成 岩 变 化 具 成 生 联 系 其

17、 演 化 程 度 取 决 于 盆 地 的 地 球 化 学 场 性 质 即 有 机 质 和 矿 物 的成 分 结 构 的 化学 稳 定 性 地 温 孔 隙水 性 质 及 其动 力 学 条 件 和 轻 烃 生 成 的催 化 作 用 特 别 对 有 机 质 高 转 化 有 明 显 的 影 响 , % % 、 、 、 。 并 从 实 际 资料 中发 现 了 过 渡 金 属对 气态 烃 以 及 地 层 和 超 压 作 用 对 成 烃 转 化 具 有 缓 冲作 用 这 对 有 机 质 的 充 分 转 化 和 深 层 成 烃 有重 要 意 义 , 、 、 在 剖 面 上 次 生 孔 隙带 和 封 隔 层 组

18、 成 多 套 储 盖 组 合 其 间隔 大 致 为 , 米 。 这 种组 合在 平 面 展 布 上 受 构 造 岩 相 地 层 界 线 的 控 制 而 与今 地 温 及现 在埋 深 大体 一 致 , 。 并认 为上 述 现 象 是 孔 隙 水 向上 流 动 过 程 中对 周 。 围 矿 物 发 生振 荡 性 溶 解 一沉 淀 作 用 的 产 物 。 这 种 现 象 可 用 李 泽 冈 一 奥 斯特 瓦 德 环 带 的 形 成 机 制 进 行 解 释 , 在 东 淮 凹 陷发 现 了 多 金 属 热 液 活 动 对 有 机 质成 烃 演化 和 储 层 的 改造作 用 其 形 成 主 要 为侵 入 状 和 喷 , , 溢 状 热 卤水 及 硅 质 流 它 们 与 周 期 性 深 断裂 活 动 和 基 性 岩 浆 有 关 这 对 研 究 深 部 油 气 生聚 作用 有 重 要 指 导 意 义 。 指 出 了 东 淮 凹 陷 内 存 在 着 多 层 式塔 层 状 高 压 舱 体 系 , % 高压 舱 的形 成 是 无 机 矿 物 化 学 成 岩 演化 和 有 机 , 。 。 质 成 气 作 用 共 同影 响 所 造 成 其 中高 压 舱 内 易 于 聚 集 常 规 气或 深 层 气 而 正 常 舱 内往 往 聚 集 石 油 提 出 了 东淮 凹 陷深 部致