压裂酸化改造技术在国内重点探区增储上产中的应用

1、第第1 1页页压裂酸化改造技术压裂酸化改造技术在国内重点探区增储上产中的应用在国内重点探区增储上产中的应用第第2 2页页汇报提纲汇报提纲n一、研究背景一、研究背景n二、取得的主要成果二、取得的主要成果n三、技术创新的水平评价三、技术创新的水平评价n四、初步结论与建议四、初步结论与建议第第3 3页页研究背景研究背景探井压裂酸化改造与开发井不同探井压裂酸化改造与开发井不同n资料少资料少n没有经验可供借鉴（没有经验可供借鉴（而开发井有邻井经验可参考而开发井有邻井经验可参考）n储量品位越来越差（储量品位越来越差（开发井不会动用的开发井不会动用的），如近些年大），如近些年大量发现的：量发现的： 特殊岩性

2、（泥灰岩、玄武岩、凝灰岩、沉凝灰岩、特殊岩性（泥灰岩、玄武岩、凝灰岩、沉凝灰岩、 变质花岗岩、砂砾岩等）；变质花岗岩、砂砾岩等）； 复杂岩性（混杂砂岩、碳酸盐岩及粘土）；复杂岩性（混杂砂岩、碳酸盐岩及粘土）； 低孔特低渗（孔隙度小于低孔特低渗（孔隙度小于10%，渗透率小于，渗透率小于 0.5md）；）； 复杂井层条件（老井勘探复查，大斜度井及底水油复杂井层条件（老井勘探复查，大斜度井及底水油 藏等）藏等）第第4 4页页研究背景研究背景攻关内容与目标攻关内容与目标n攻关内容：攻关内容：探井改造的储层综合评价研究：除了常规资料外，还包括探井改造的储层综合评价研究：除了常规资料外，还包括FMI成成

3、像测井、核磁测井、环境扫描电镜、核磁可动流体、恒速压汞等；像测井、核磁测井、环境扫描电镜、核磁可动流体、恒速压汞等；特殊岩性与复杂岩性的低伤害压裂材料研制及优化；特殊岩性与复杂岩性的低伤害压裂材料研制及优化；探井改造优化设计方法研究；探井改造优化设计方法研究；探井改造的配套工艺措施研究。探井改造的配套工艺措施研究。n攻关目标：攻关目标：提高国内重点探区压裂酸化改造的成功率、有效率，为提高国内重点探区压裂酸化改造的成功率、有效率，为 增储上产作贡献增储上产作贡献第第5 5页页汇报提纲汇报提纲n一、研究背景一、研究背景n二、取得的主要成果二、取得的主要成果n三、技术创新的水平评价三、技术创新的水平

4、评价n四、初步结论与建议四、初步结论与建议第第6 6页页n成果一：成果一：建立了一套适合探井特点的储层综合评价方法建立了一套适合探井特点的储层综合评价方法n成果二：成果二：针对特殊岩性和复杂岩性储层，研制了新型低针对特殊岩性和复杂岩性储层，研制了新型低 伤害压裂材料体系，并形成了分段优化技术伤害压裂材料体系，并形成了分段优化技术n成果三：成果三：形成了适合探井特点的优化设计方法及配套工形成了适合探井特点的优化设计方法及配套工 艺措施艺措施n成果四：成果四：对国内重点探区进行压裂酸化施工对国内重点探区进行压裂酸化施工37口井，取口井，取 得了理想的效果得了理想的效果主要取得了以下四项成果主要取得

5、了以下四项成果第第7 7页页成果一：成果一：建立了一套适合探井特点建立了一套适合探井特点的储层综合评价方法的储层综合评价方法除应用常规资料外，还综合应用除应用常规资料外，还综合应用FMI成像测井成像测井、核磁测核磁测井井、环境扫描电镜环境扫描电镜、核磁可动流体测试核磁可动流体测试、恒速压汞恒速压汞等；等；天天然然裂裂缝缝评评价价岩心照片n得出天然裂缝的发育程得出天然裂缝的发育程度（密度、倾角与开度度（密度、倾角与开度等）；等）；n压裂改造时，判断裂缝压裂改造时，判断裂缝的起裂与延伸规律、优化的起裂与延伸规律、优化粉陶用量粉陶用量nXX井：水平层理异常发井：水平层理异常发育，提出排量优化及粘度育

6、，提出排量优化及粘度组合、及粉陶用量。组合、及粉陶用量。扫描电镜FMI成像测井第第8 8页页成果一：成果一：建立了一套适合探井特点建立了一套适合探井特点的储层综合评价方法的储层综合评价方法应应力力剖剖面面评评价价核磁测井曲线地应力剖面缝高控缝高控制难，制难，采取避采取避射、控射、控制排量制排量与粘度与粘度等措施等措施第第9 9页页成果一：成果一：建立了一套适合探井特点建立了一套适合探井特点的储层综合评价方法的储层综合评价方法储储集集空空间间及及渗渗流流通通道道评评价价恒速压汞测试n有效孔隙体积相对有效孔隙体积相对较小，有效喉道体积较小，有效喉道体积相对较大，表明有效相对较大，表明有效储集及渗流

7、空间主要储集及渗流空间主要是由微裂缝构成的是由微裂缝构成的。n压裂设计时，应注压裂设计时，应注意天然裂缝的保护与意天然裂缝的保护与改造（降滤与粉陶支改造（降滤与粉陶支撑），造长缝以尽量撑），造长缝以尽量沟通远井地带，实际沟通远井地带，实际上提出了上提出了两个支撑系两个支撑系统的优化问题统的优化问题。第第1010页页成果一：成果一：建立了一套适合探井特点建立了一套适合探井特点的储层综合评价方法的储层综合评价方法n杨氏模量近杨氏模量近40000MPa，造，造缝窄，砂液比设计缝窄，砂液比设计低起步、小增幅；低起步、小增幅；n应力应力应变曲线应变曲线反映，有一定的塑反映，有一定的塑性特征，地层不易性特

8、征，地层不易破裂，延伸压力相破裂，延伸压力相对较大。设计时，对较大。设计时，应用较大的前置液、应用较大的前置液、排量，加砂时，砂排量，加砂时，砂液比控制，防止早液比控制，防止早期砂堵。期砂堵。弹弹塑塑性性特特征征评评价价岩心三轴力学参数测试第第1111页页成果一：成果一：建立了一套适合探井特点建立了一套适合探井特点的储层综合评价方法的储层综合评价方法基质低孔特基质低孔特低渗，可动低渗，可动流体饱和度流体饱和度极低，可通极低，可通过造长缝、过造长缝、并保持高导并保持高导流，增大流，增大有有效驱动压差效驱动压差，克服可动流克服可动流体饱和度低体饱和度低的局限性。的局限性。可可动动流流体体评评价价核

9、磁可动流体饱和度测试第第1212页页成果二：成果二：针对特殊岩性和复杂岩性储层，针对特殊岩性和复杂岩性储层，研制了新型低伤害的压裂材料体系，并形研制了新型低伤害的压裂材料体系，并形成了分段优化技术成了分段优化技术n压裂液体系，要求低伤害、低滤失、易返排压裂液体系，要求低伤害、低滤失、易返排超级瓜尔胶：超级瓜尔胶：高粘、低残渣高粘、低残渣甲醇甲醇+ +超级瓜胶超级瓜胶+ +液氮：液氮：针对气藏，降低伤害，易返排针对气藏，降低伤害，易返排低成本的清洁压裂液：低成本的清洁压裂液：伤害低，残渣极小，成本伤害低，残渣极小，成本 仅仅300元元/方（方（60-70）低稠化剂浓度：低稠化剂浓度：低粘、低残渣

10、、缝高控制好低粘、低残渣、缝高控制好线性胶：线性胶：低伤害，裂缝导流能力保持高低伤害，裂缝导流能力保持高n支撑剂体系，易携带、易进缝支撑剂体系，易携带、易进缝变类型：变类型：石英砂、陶粒石英砂、陶粒变粒径：变粒径：0.28-0.45、0.45-0.9、0.9-1.25mm压压裂裂材材料料体体系系第第1313页页成果二：成果二：针对特殊岩性和复杂岩性储层，针对特殊岩性和复杂岩性储层，研制了新型低伤害的压裂材料体系，并研制了新型低伤害的压裂材料体系，并形成了分段优化技术形成了分段优化技术n压裂液上：基于裂缝扩展规律及温度场结果，提压裂液上：基于裂缝扩展规律及温度场结果，提出了出了变粘度变粘度技术（

11、变类型、变浓度及变破胶剂浓技术（变类型、变浓度及变破胶剂浓度等实现变粘度要求），以在保证施工安全的前度等实现变粘度要求），以在保证施工安全的前提下，最大限度降低储层伤害和裂缝伤害；提下，最大限度降低储层伤害和裂缝伤害；n在支撑剂上，提出变类型、变粒径组合体系，以在支撑剂上，提出变类型、变粒径组合体系，以最大限度地保证施工安全和压后效果。最大限度地保证施工安全和压后效果。压压裂裂材材料料分分段段优优化化技技术术第第1414页页成果二：成果二：针对特殊岩性和复杂岩性储层，针对特殊岩性和复杂岩性储层，研制了新型低伤害的压裂材料体系，并研制了新型低伤害的压裂材料体系，并形成了分段优化技术形成了分段优化

12、技术n超级瓜胶压裂液配方：超级瓜胶压裂液配方：n基液：基液：0.55%-0.6%JK0.55%-0.6%JK0.08%CA0.08%CA1%KCl1%KCl0.3%DL-0.3%DL-12120.3%PZ-70.3%PZ-70.4%TA-80.4%TA-80.5%A-250.5%A-250.1%0.1%甲醛甲醛0.05%LHX0.05%LHXn交联剂：交联剂：BCL-81(A)BCL-81(A)： BCL-81(B)BCL-81(B)1:11:1n交联比：交联比：100:0.5-1.0100:0.5-1.0 基液粘度：基液粘度：9393102mPa.s102mPa.s 基液基液pHpH：7-7

13、.57-7.5 交联时间：交联时间：115-420115-420 防膨性好防膨性好: :防膨率防膨率65-73%65-73% 伤害率低伤害率低: :残渣残渣219mg/L219mg/L流变参数：流变参数： 60min， n=0.4707 , k=6.084Pa.sn压裂液的耐温耐剪切性能（130，170S压裂液的耐温耐剪切性能（130，170S11）0100200300400500600700800900020406080100120140时间（min）粘度（mPa.s）020406080100120140温度（）粘度温度压裂液的耐温耐剪切性能（，压裂液的耐温耐剪切性能（，）010020030

14、04005006000102030405060708090100时间（）粘度（）0102030405060708090温度（）粘度温度超超级级瓜瓜胶胶压压裂裂液液体体系系示示例例第第1515页页成果二：成果二：针对特殊岩性和复杂岩性储层，针对特殊岩性和复杂岩性储层，研制了新型低伤害的压裂材料体系，并研制了新型低伤害的压裂材料体系，并形成了分段优化技术形成了分段优化技术n1 1）清洁压裂液配方：）清洁压裂液配方：1.51.5VESVES0.220.22SYNSYN0.50.5KClKCl0.50.5BFC-3BFC-3图7图7 原配方清洁压裂液在原配方清洁压裂液在50时的变剪切性能及耐温耐剪切时

15、的变剪切性能及耐温耐剪切020040060080010001200020406080100时间（min）时间（min）剪切速率（s1）剪切速率（s1）010203040506070粘度（mPa.s）&温度（）粘度（mPa.s）&温度（）剪切速率剪切速率粘度粘度温度温度图图 1 10 0 原原 配配 方方 清清 洁洁 压压 裂裂 液液 在在 35 时时 的的 耐耐 温温 耐耐 剪剪 切切 及及 流流 变变 性性 能能020406080100120140160180010203040506070时时 间间 （ m mi in n）粘粘度度（m mP Pa a. .s s）&

16、 &剪剪切切速速率率（s s1 1）051015202530354045温温度度（）粘粘 度度剪剪 切切 速速 率率温温 度度低低成成本本清清洁洁压压裂裂液液体体系系示示例例第第1616页页成果三：成果三：形成了适合探井特点的优化形成了适合探井特点的优化设计方法及配套工艺措施设计方法及配套工艺措施n最大限度地降低储层伤害和裂缝伤害最大限度地降低储层伤害和裂缝伤害综合降滤失综合降滤失防止多裂缝防止多裂缝变参数组合优化变参数组合优化合理返排，防止压实伤害合理返排，防止压实伤害n最大限度地认识储层特性和储量品位最大限度地认识储层特性和储量品位大型压裂酸化技术，尽可能多沟通远井储层大型压裂酸化

17、技术，尽可能多沟通远井储层综合控缝高综合控缝高系统优化，发挥协同效应系统优化，发挥协同效应总总体体思思路路第第1717页页具具体体对对策策特殊岩性特殊岩性复杂岩性复杂岩性低孔特低渗低孔特低渗复杂井层条件复杂井层条件岩矿特征、储渗机理、岩矿特征、储渗机理、裂缝起裂延伸、滤失与裂缝起裂延伸、滤失与伤害、岩石力学都较特殊伤害、岩石力学都较特殊应力特性、滤失特性及应力特性、滤失特性及伤害特性不同伤害特性不同微观孔吼结构复杂，对微观孔吼结构复杂，对外来液体及压实效应敏感外来液体及压实效应敏感老井勘探复查、大斜度老井勘探复查、大斜度井（井（43度）、底水油藏等度）、底水油藏等储层系统评价、低伤害储层系统评

18、价、低伤害材料、分段多级优化、材料、分段多级优化、综合系统的配套措施等综合系统的配套措施等岩心实验、现场测试、岩心实验、现场测试、进行防膨及伤害实验，进行防膨及伤害实验，优选低稠化剂压裂液优选低稠化剂压裂液综合应用环境扫描电综合应用环境扫描电 镜、镜、恒速压汞等；低伤害材恒速压汞等；低伤害材料，低伤害工艺设计等料，低伤害工艺设计等加强储层评价研究，进加强储层评价研究，进行工艺参数的精细模拟行工艺参数的精细模拟与变参数组合优化与变参数组合优化成果三：成果三：形成了适合探井特点的优化形成了适合探井特点的优化设计方法及配套工艺措施设计方法及配套工艺措施第第1818页页成果三：成果三：形成了适合探井特

19、点的优化形成了适合探井特点的优化设计方法及配套工艺措施设计方法及配套工艺措施02 04 06 08 01 0 01 2 002 04 06 08 01 0 0前 置 液 百 分 数 （ % ）支撑半长与造缝半长比值的百分数（%）C t = 0 . 0 0 0 4C t = 0 . 0 0 0 8C t = 0 . 0 0 1 2020406080100120020406080100前置液百分数（% ）动态比（% ）Q=3 m3/minQ=4 m3/min05 01 0 01 5 02 0 02 5 03 0 001 02 03 04 05 06 0加 砂 量 ( m 3 )支撑半长(m)C t

20、 = 0 . 0 0 1 4C t = 0 . 0 0 0 80 020204040606080801001001201201401403 34 45 56 67 78 89 9排量(m排量(m3 3/min)/min)缝长( m )缝长( m )0 0101020203030404050506060缝高缝高缝长缝长缝高缝高最小排量的优化最小排量的优化最大排量的优化最大排量的优化变变参参数数多多级级优优化化模模拟拟第第1919页页n1 1）防止水平缝及）防止水平缝及“垂向垂向”多裂缝技术多裂缝技术n2 2）压裂液粘度与排量的）压裂液粘度与排量的“两个组合两个组合”n3 3）具有）具有“多功能多

21、功能”的小型测试压裂的小型测试压裂n4 4）综合降滤失技术）综合降滤失技术 n5 5）综合控缝高技术（）综合控缝高技术（含避射技术含避射技术）n6 6）“两种两种”支撑剂段塞技术支撑剂段塞技术 n7 7）变排量压裂及限压不限排量技术）变排量压裂及限压不限排量技术 n8 8）支撑剖面系统优化及）支撑剖面系统优化及裂缝诊断技术裂缝诊断技术n9 9）两个支撑系统的保护与改造两个支撑系统的保护与改造n1010）合理排液（压裂液残渣虽进不到基）合理排液（压裂液残渣虽进不到基质岩块，但可进入天然裂缝系统）质岩块，但可进入天然裂缝系统） 配配套套措措施施成果三：成果三：形成了适合探井特点的优化形成了适合探井

22、特点的优化设计方法及配套工艺措施设计方法及配套工艺措施第第2020页页裂裂缝缝诊诊断断技技术术压后井温测井压后井温测井 地应力预测软件模拟地应力预测软件模拟 地面电位法地面电位法 复杂岩性复杂岩性赛赛69 69 复杂岩性复杂岩性赛赛3939复压复压 变质花岗岩变质花岗岩安安130130 图图 赛赛 3 9井井 在在 不不 同同 初初 始始 应应 力力 差差 和和 生生 产产 时时 间间 条条 件件 下下 的的 应应 力力 差差 变变 化化 3 6 0 7 2 0 1 0 8 0 1 4 4 0 1 8 0 0 2 1 6 0 2 5 2 0 2 8 8 0 3 2 4 0 3 6 0 0 成果

23、三：成果三：形成了适合探井特点的优化形成了适合探井特点的优化设计方法及配套工艺措施设计方法及配套工艺措施第第2121页页 XXX1井（泥灰岩）井（泥灰岩）n储层概况：储层概况：n岩性：泥质灰岩，泥质含量岩性：泥质灰岩，泥质含量15-22%15-22%n储集空间：水平层理发育，储集空间：水平层理发育，高角度缝洞，基质无作用高角度缝洞，基质无作用n井深：井深：4237m4237mn压力：压力：42MPa42MPan温度：温度：146146n基质孔渗饱基质孔渗饱：Kg0.04md,=0.7Kg0.04md,=0.7，So=/So=/n可动流体饱和度：可动流体饱和度：12-18%12-18%n杨氏模量

24、：杨氏模量：27000MPa27000MPan施工概况及效果：施工概况及效果：n加砂加砂27.7m27.7m3 3，其中粉陶，其中粉陶4.5m4.5m3 3n平均砂液比平均砂液比17%17%n返排率返排率83.3%83.3%。日产油。日产油12.3m12.3m3 3, ,日产水日产水8.3m8.3m3/3/晋古13井自喷期数据图0510152025303540455.25.245.26.165.27.85.27.245.28.165.29.85.29.245.30.165.31.85.31.246.1.166.2.86.2.246.3.166.4.86.4.246.5.166.6.86.6.2

25、46.7.166.8.8时间产液量(m3)051015202530压力(MPa)产油(方)产水(方)油压(MPa)套压(MPa)落实落实50005000万吨资源量万吨资源量部分实例井简介部分实例井简介第第2222页页 XXX2（玄武岩）（玄武岩）苏69井抽油期数据图苏69井抽油期数据图05101520258.24.168.24.248.25.88.25.168.25.248.26.88.26.168.26.248.27.88.27.168.27.248.28.88.28.168.28.248.29.88.29.168.29.248.30.88.30.168.30.248.31.88.31.16

26、8.31.249.1.8时间产液量(方)020040060080010001200深度(m)产油(方)产水(方)抽深(m)动液面(m)n储层概况：储层概况：n岩性：玄武岩，泥质含量岩性：玄武岩，泥质含量19-24%19-24%n储集空间：孔隙，有钻井液大量储集空间：孔隙，有钻井液大量漏失，有天然裂缝漏失，有天然裂缝n井深：井深：3367.5m3367.5mn压力：压力：35.1MPa35.1MPan温度：温度：114114n基质孔渗饱基质孔渗饱：Kg=8.06md,=14.79Kg=8.06md,=14.79，So=17.2%So=17.2%n杨氏模量：杨氏模量：18000MPa18000MP

27、an施工概况及效果：施工概况及效果：nS=33.2mS=33.2m3 3，粉陶，粉陶7.6m7.6m3 3 ，SOR=21%SOR=21%n返排率返排率100%100%n日产油日产油1.27m1.27m3 3，水，水35.2m35.2m3 3部分实例井简介部分实例井简介第第2323页页 XXXX3井（沉凝灰岩）井（沉凝灰岩）阿27井措施后抽油期数据图阿27井措施后抽油期数据图024681012147.31.167.31.248.1.88.1.168.1.248.2.88.2.168.2.248.3.88.3.168.3.248.4.88.4.168.4.248.5.88.5.168.5.248

28、.6.88.6.168.6.248.7.88.7.168.7.248.8.88.8.168.8.24时间产液量(方)05001000150020002500深度(m)产油(方)产水(方)抽深动液面n储层概况：储层概况：n岩性：凝灰岩，泥质含量岩性：凝灰岩，泥质含量41-41-46%46%n储集空间：低孔特低渗基质，储集空间：低孔特低渗基质，无天然裂缝无天然裂缝n井深：井深：2059m2059mn压力：压力：20MPa20MPa（估计）（估计）n温度：温度：8080（估计）（估计）n基质孔渗饱：基质孔渗饱：Kg=0.05-Kg=0.05-0.1md,=5.60.1md,=5.6，So=16.6%

29、So=16.6%n杨氏模量：杨氏模量：10000MPa10000MPan施工概况及效果：施工概况及效果：n加砂加砂48.8m48.8m3 3，砂液比，砂液比27%27%n返排率返排率62.5%62.5%n日产油日产油4.2m4.2m3 3，水，水7.0m7.0m3 3部分实例井简介部分实例井简介第第2424页页 XXX3井（重复压裂）井（重复压裂）太21井抽油期数据图太21井抽油期数据图024681012145.8.165.8.245.9.85.9.165.9.245.10.85.10.165.10.245.11.85.11.165.11.245.12.85.12.165.12.245.13.

30、85.13.165.13.245.14.85.14.165.14.245.15.85.15.165.15.245.16.85.16.16时间产液量(方)05001000150020002500深度(m)产油(方)产水(方)抽深动液面n储层概况：储层概况：n岩性：泥质砂岩，泥质含量岩性：泥质砂岩，泥质含量14%14%n储集空间：低孔特低渗基质，储集空间：低孔特低渗基质，有一定数量的天然裂缝有一定数量的天然裂缝n井深：井深：2253m2253mn压力：压力：21.5MPa21.5MPan温度：温度：8080n基质孔渗饱：基质孔渗饱：Kg=0.2md,=5.96Kg=0.2md,=5.96，So=4

31、1.9%So=41.9%n杨氏模量：杨氏模量：23000MPa23000MPan施工概况及效果：施工概况及效果：n加砂加砂26.4m26.4m3 3，砂液比，砂液比20.5%20.5%n返排返排77.4%77.4%n日产油日产油4.9m4.9m3 3，水，水1.9m1.9m3 3010203040506010:48:0011:02:2411:16:4811:31:1211:45:3612:00:0012:14:2412:28:48太 21井 压 裂 施 工 时 间 (时 ： 分 ： 秒 ）压力（MPa)、砂液比（%）012345678910排量(m3/min)压 力 (MPa)砂 液 比 （

32、%）Q（ m3/min)部分实例井简介部分实例井简介第第2525页页 XXX4井（复杂岩性）井（复杂岩性）n储层概况：储层概况：n岩性：细砂岩，粉砾岩，凝灰岩岩性：细砂岩，粉砾岩，凝灰岩与变质岩占与变质岩占20%20%，泥质，泥质10-25%10-25%n储集空间：低孔特低渗基质储集空间：低孔特低渗基质粒间粒间孔、粒间溶孔孔、粒间溶孔 ，无天然裂缝，无天然裂缝n井深：井深：1784m1784mn压力：压力：16.2MPa16.2MPan温度：温度：8080n基质孔渗饱：基质孔渗饱：Kg=0.31md,=9.8%Kg=0.31md,=9.8%，So=17.2%So=17.2%n杨氏模量：杨氏模量：11000MPa11000MPan施工概况及效果：施工概况及效果：n加砂加砂40.1m40.1m3 3，砂液比，砂液比30.130.1n返排率返排率56.5%56.5%n日产油日产油4.9m4.9m3 3，水，水4.3m4.3m3 3赛69井抽油期数据图赛69井抽油期数据图024681012146.11.166.11.24