张琪低渗透油气藏若干开采技术

1、低渗透油气藏若干开采技术张 琪2003.101 低渗透油气藏开采技术进展 低渗透油气藏开采技术进展主要内容复 合 压 裂水平井压裂水力裂缝层内爆燃2低渗透油气藏开采技术进展开采的突出问题油气层保护 能量保持 提高采收率 增产措施 储层特征 渗流特性 低 产 出 高 投 入 技 术经济效益3低渗透油气藏开采技术进展 低渗透油气藏受高投入、低产出影响的经济效益问题直接关系到相应技术的发展。 贯穿于钻井、完井、增产措施、采油采气的整个过程的储层伤害和低产是低渗透油气藏开发技术首先面对的两个主要问题。相关技术的发展主要是围绕解决这两个问题。 4低渗透油气藏开采技术进展技术90年代前现今钻井技术水基泥浆

2、钻井油基泥浆钻井泡沫钻井气体钻井雾化钻井泡沫钻井充气液钻井（欠平衡钻井）完井技术下套管、固井、射孔压裂裸眼完井水平井裸眼分段压裂井网垂直井 密井网实现强驱替水平井 稀井网实现强驱替增产改造 技术水力压裂酸化泡沫压裂氮气泡沫压裂 泡沫压裂 酸化水平井裸眼分段泡沫压裂液态CO2加砂压裂长水平段替代压裂驱替方式弹性驱溶解驱注水弹性驱 溶解气驱 气驱水汽交注、混注人造气顶驱5低渗透油气藏开采技术进展 一些低渗透油气藏往往存在天然裂缝或潜在裂缝，开采过程显现应力敏感性(应力伤害)，同时，又采用整体压裂措施。因此，地应力分布研究对低渗透油气藏的井网部署、水力压裂方位以及水平井方位的确定都较为重要。 低渗透

3、油藏开发中的压力保持和提高采收率方法是又一突 出问题，近来更多的针对油藏条件采用各种注气措施。为了改善低渗透油藏增产措施的效果，目前又着手研究层内爆炸，将传统的水力压裂与爆炸相结合，在水力压裂裂缝周围形成爆炸裂缝，以进一步改善其渗流条件。6主要内容 低渗透油气藏开采技术进展水平井压裂水力裂缝层内爆燃复 合 压 裂复 合 压 裂7三种压裂方式的比较高压液体使地层破裂产生裂缝，被支撑剂支撑后形成高导流能力的裂缝。火药或推进剂（火箭燃料）在井筒内燃烧产生的高温高压气体在井筒附近形成多条径向裂缝。炸药在井筒内的爆轰和爆燃在井筒附近产生多条裂缝。常用炸药有黑索金、奥克托金等。复 合 压 裂水力压裂高能气

4、体压裂井内爆炸压裂：8复 合 压 裂升压速率各种压裂的压力与时间的关系9三种压裂方法主要参数复 合 压 裂10复 合 压 裂裂缝特征三种压裂方式形成的裂缝11复 合 压 裂应用问题爆炸造成的压缩应力波使井周岩石发生塑性变形，形成的残余应力场使得爆炸初期形成的大量裂缝重新闭合，或被爆炸残余物堵塞。 井内爆炸易损坏井筒；所用硝化甘油类药剂过于敏感是爆炸压裂失败的原因之一。井内爆炸压裂12复 合 压 裂高能气体压裂加载速率较高，适用于脆性地层，如石灰岩、白云岩和泥质含量较低（小于10%）的砂岩对于塑性地层不甚适用，如泥岩、泥质含量较高（大于20%）的泥灰岩和砂质泥岩，且对泥岩地层，反而可能产生“压实

5、效应”产生的辐射状裂缝仅局限于近井地带（缝宽约为0.40.8mm，径向缝长约为5 10m，纵向缝高2 3m）胶结疏松的砂岩地层压后可能出现严重的出砂问题13复 合 压 裂水力压裂技术成熟度高，是低渗透油气藏开发的主要技术。形成单一裂缝，裂缝方向受地应力控制。对特低渗油藏，远离裂缝处的油气难以流向裂缝。技术还在不断完善，以适应油气田开发的需要，如超深井压裂、重复压裂以及与其他技术的组合应用。14高能气体压裂与水力压裂联作技术复 合 压 裂 先进行高能气体压裂在近井处形成多条裂缝，然后进行水力压裂，延伸高能气体压裂形成的多条径向裂缝，延伸到径向裂缝末端时裂缝沿垂直于最小主应力方向延伸，并可形成多条

6、有支撑剂支撑的径向裂缝，可有效的改善远离井筒地带的渗透率。技术思路：15复 合 压 裂技术特点：具有水力压裂和高能气体压裂的联合增产作用；充分利用了两种技术造缝机理的差异互补性；油层处理半径大、水力压裂破裂压力低、可得到多条支撑的径向裂缝。16复 合 压 裂影响因素：高能气体压裂的井筒压力增长速率103105MPa/s时，可产生裂缝38条；井内压力达到破裂压力的时间控制在0.55ms；压力上升时间压力峰值压力峰值随裂缝数目的增加而降低一般控制在上覆岩层压力的1 1.5倍。17压力持续时间为防止套管损坏同时保证增产效果，需适当控制燃烧速度。压力持续时间通常应控制在200ms左右。压裂弹下放位置压

7、裂弹应布置在水力压裂难以压开的部位复 合 压 裂18复 合 压 裂水力压裂参数采用大排量（高出普通压裂排量的20%以上），低砂比（20%25%）；液柱压档高度电缆传输施工时采用液柱压井，提高静液柱压力会加快燃烧，增大峰值，适宜的液柱高度为5001500米。19主要内容 低渗透油气藏开采技术进展复 合 压 裂水平井压裂水力裂缝层内爆燃技术20水力裂缝层内爆燃技术基本构想： 利用水力压裂技术将乳胶状爆燃药压入油层裂缝，并采取不损毁井筒的技术措施点燃该爆燃药，从而在主裂缝周围产生大量裂缝，达到提高采收率、增产原油的目的。 层内爆炸示意图21水力裂缝层内爆燃技术炸药释放能量的主要形式 爆燃造成多条分支

8、裂缝，向主裂缝两侧可延伸2米以上，岩层裂开体积将大于2立方米。爆燃压力大于岩石强度，压力上升快慢适度可防止毁坏井筒和产生“应力笼”。剪切裂缝两侧有不可恢复的错动，缝内的岩屑有自支撑效应。井内瞬态压力控制在100MPa量级，可依靠自支撑效应维持油气层的渗透能力技术原理：22水力裂缝层内爆燃技术需研究的技术问题： 药品能否压入含油气岩层裂缝 药品压入岩层裂缝后能否发生爆炸 爆炸后对岩石产生怎样的效果 总结成理论问题： 含颗粒粘性流体在狭缝中的运动爆燃药在狭缝中的爆炸 岩石的强动载破碎和渗流强化 23水力裂缝层内爆燃技术特种爆燃药配方：火药： 原油（机油）/氧化剂（高氯酸钾、硝酸铵）炸药： 黑索金/

9、原油（机油）24水力裂缝层内爆燃技术产出液后处理安全问题：压裂阶段：未爆炸的炸药颗粒可能随压裂液回排到井口 并放空油井生产阶段：残留在岩缝中的未爆炸炸药颗粒难以流出地层地面输送阶段：随产液进入集输系统的残药颗粒浓度明显低于1%，能用离心法分离。原油加工阶段：分离后的原油进入常减压分馏塔之前残留于产液中的微量炸药约在400摄氏度的加热炉中完全分解，残留药浓度很低，热分解不可能导致爆炸25主要内容 低渗透油气藏开采技术进展复 合 压 裂水力裂缝层内爆燃水平井压裂26横向垂直裂缝轴向垂直裂缝水平井压裂裂缝起裂模式与裂缝形式27相对于与原地应力方位的不同井眼方向的非平面裂缝几何形状水平井压裂28纵向裂缝双线性流和横向裂缝径向-线性流模式 水平井压裂29直井与水平井产量对比 水平井压裂产能比较30压裂水平井与压裂垂直井的采油指数比随裂缝延伸程度的变化水平井压裂裂缝数小于4条时，增产效果不好31垂直井垂直裂缝与水平井纵向裂缝的采油指数比 水平井压裂32套管分流压裂技术（大庆茂平1井）水平井压裂水平井压裂方式33双封隔器单卡压裂技术（大庆油田）水平井压裂34水平井压裂水平井胶塞压裂技术（长庆塞平1井）自定位定向射孔；压裂施工；求产试油。第一段填砂液体胶塞封堵试压；自定位定向射孔；压裂施工；求产试油。第二段填砂