【7A文】朝阳沟油田葡萄花油层水平井压裂改造技术研究.ppt

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朝阳沟油田水平井整体压裂技术实践与认识 摘要：本文介绍了朝阳沟油田葡萄花油层水平井双卡分段压裂工艺及其相关配套工艺。通过葡萄花油层水平井压裂改造技术研究，在人工裂缝形态认识的基础上，对8口井37个层段压裂改造的成功实施，形成了葡萄花油层水平井压裂改造技术，对朝阳沟油田水平井压裂开发具有重要指导意义。 区块概况一、水平井人工裂缝形态研究二、压裂工艺优化设计三、四、现场应用及效果五、前言结论与认识六、 近年来，水平井开发效益在大庆外围油田愈加明显。目前，在水平井段形成多条相互独立的人工裂缝，改善渗流条件，最大限度的提高单井产量是水平井压裂改造的最终目标。但怎样形成独立裂缝系统，如何达到理想的裂缝尺寸和充填效果，是水平井压裂改造设计和施工关注的焦点。通过朝阳沟油田葡萄花油层水平井压裂技术研究，形成了包括水平井裂缝优化、水平井射孔工艺、配套压裂液体系及相关配套工艺整体压裂改造技术，并取得了较好的效果。前言一. 区块概况一、水平井人工裂缝形态研究二、压裂工艺优化设计三、四、现场应用及效果五、前言结论与认识六、 区块概况二.区块油层埋深400～600m，主要发育PI1、PI2两小层，其中PI2层为主要储层，空气渗透率483×10-3µm2，有效孔隙度27.6%，油层温度26.6～31.2℃。共布了8口水平井，5口油井、3口水井相间分布。试验区块井位图 区块概况一、水平井人工裂缝形态研究二、压裂工艺优化设计三、四、现场应用及效果五、前言结论与认识六、 葡萄花试验区块属于中渗透储层，已开发井均采用射孔方式完井，裂缝参数相对缺乏，裂缝形态认识不清，因此有必要进行人工裂缝形态研究，获取人工裂缝参数指导压裂开发。为了确定裂缝形态，在试验井区分别进行了地面微地震监测、同位素测井及井下微地震监测，三种监测结果及瞬时停泵压力梯度分析均表明，人工裂缝形态为水平缝。水平井人工裂缝形态研究三. ⑴地面微地震监测结果表明人工裂缝为水平缝在试验1井周围3口直井进行了地面微地震监测。监测结果表明人工裂缝呈现出水平缝的特征。长轴方向NE67.2°，接近井排方向，且长、短轴比为3.8：1。水平井人工裂缝形态研究三.井号裂缝长轴方位(°)进水裂缝长度(m)西翼进水裂缝长度(m)东翼进水裂缝长度(m)进水裂缝高度(m)进水裂缝宽度(m)长、短轴比邻井1NE47.1130.765.465.36.738.53.4邻井2NE81.412058.861.26.732.13.7邻井3NE73208101.9106.15.349.44.2平均NE67.2152.975.477.56.240.03.8试验区块直井压裂地面微地震裂缝监测成果表 ⑵同位素测井证实人工裂缝为水平缝试验井1同位素测井结果表明4个压裂层段进行了较好改造，其中3条裂缝为横切井筒的裂缝。水平井人工裂缝形态研究三.试验井1第三段同位素测试结果（横切井筒）序号压裂层段(m)垂深(m)裂缝形态1840-832575.5纵切井筒2783-775575.2横切井筒3732-725574.3横切井筒4662-657568.7横切井筒试验井1同位素测试结果表 ⑶井下微地震监测结果表明人工裂缝为水平缝为了解人工裂缝形态，在试验井4进行了井下微地震监测。试验井4完钻井深892m，垂直深度井底水平位移512.5m，水平段长272.5m。从井深588m到井深809m，采用双卡分段压裂管柱分五段压裂，在邻井监测井通过井下微地震方法对压裂实施监测。井下监测仪器串由9级仪器组成，压裂过程中跨压裂层段进行监测，仪器深度435.7～518.8m。水平井人工裂缝形态研究三. 水平井人工裂缝形态研究三.综合分析试验井4压裂过程中监测到的46个微地震事件，从微地震事件分布特征看，压裂形成人工裂缝形态为水平缝，并且三个压裂层段都得到了有效的改造。试验井4井下微地震监测结果（左为俯视视图，右为侧视图） ⑷压裂施工分析表明，人工裂缝形态为水平缝统计8口水平井压裂施工的瞬时停泵压力梯度为0.0281MPa/m，结合大庆油田的水平缝瞬时停泵压力梯度，判断裂缝形态为水平缝。综合邻井地面微地震监测、同位素测井、井下微地震结果以及压裂施工分析表明，葡萄花油层人工裂缝形态为水平缝。水平井人工裂缝形态研究三. 区块概况一、水平井人工裂缝形态研究二、压裂工艺优化设计三、四、现场应用及效果五、前言结论与认识六、 1.压裂工艺优选结合朝阳沟油田水平井压裂改造的实际，在葡萄花油层水平井压裂中，优选双卡分段压裂工艺，提高水平井分段压裂改造程度，使各层段形成相互独立的裂缝系统，最大程度提高水平井单井产量。同时，为了试验双卡分段压裂管柱一趟管柱最多压裂几个层段，在试验井3设计8条裂缝，单井加砂量设计105m3。压裂工艺优化设计四、双封单卡压裂管柱示意图 2.裂缝数目及规模优化针对葡萄花油层试验区块地质特征，建立了裂缝数目优化模型。依据模拟结果，确定水平段长度在300m左右的水平井，最佳裂缝数目为4～6条，砂体钻遇较好的层段，可以适当增加裂缝条数。再结合水平井井身结构、地质特点和水平井井组注采对应关系，考虑避免缝间干扰和避开水线推进方向的原则，对7口水平井水平缝参数进行了优化。压裂工艺优化设计四、 2.裂缝数目及规模优化压裂工艺优化设计四、井别井号油层有效厚度(m)实钻水平段(m)裂缝数目(条)规模(m)加砂量(m3)备注油井试验井20.8-1.0280535-45110试验井30.3-1.4348830-35105试验管柱试验井40.9-1.2272.5530-4590试验井50.3-0.8314635-40100平均303.6630-45101水井试验井60.6-0.9304535-4085试验井70.3-1.6259.9340-5080单边射孔试验井8352540-50115平均305435-5093试验区块水平井人工裂缝参数优化结果 3.射孔方式优化压裂工艺优化设计四、45°45°水平井射孔方位示意图葡萄花油层某区块水平井的目的层段是PI2层。射孔采用相位角45°向下螺旋布孔方式定向射孔(0°、180°避射)，控制油井出砂；每段射孔长度3～15m，射孔密度10孔/m，隔层35～60m；另外，针对试验井7位于断层附近的实际情况，为了避免注水沿断层方向突进，该井选择向南单边射孔，保证水驱开发效果。 4.压裂液优化试验区块储层温度在26.6-31.2℃之间，属于超低温储层，应用常规压裂液以及破胶体系，存在储层伤害严重、破胶难的问题。通过优化，现场选用了残渣含量低、携砂性能好的超级胍胶压裂液；并针对粘土含量高、压裂液返排率低的情况应用了粘土稳定剂、发泡助排剂，提高压后返排率，降低储层伤害。超级胍胶压裂液稠化剂的亲水基团分布在表面，具有粉质更加均匀细腻，溶胀速度快，溶胀性能好，基液粘度高的特点；为提高压裂液破胶程度，应用了三元破胶技术，通过加入助破胶剂，降低破胶反应活化能，保证压裂液在30℃条件下破胶液粘度在5mPa·s以下。压裂工艺优化设计四、超级胍胶改性胍胶稠化剂用量(%)表观粘度(mPa.s)超级胍胶0.65164.2改性胍胶0.6573.4 压裂工艺优化设计四、超级胍胶压裂液流变性能指标剪切温度(℃)剪切粘度（mPa·s）初始20min30min40min30260.1185.1220.4203.1实验温度(℃)破胶液时间(h)破胶液粘度(mPa·s)残渣含量(mg/L)3033.7141超级胍胶压裂液破胶性能指标超级胍胶压裂液30℃流变曲线改性胍胶(左)与超级胍胶(右)残渣对比 5.支撑剂优选为了满足双卡分段压裂管柱适应多层改造的要求，依据某区块葡萄花油层埋藏浅、闭合压力低(小于24MPa)的特点，选用粒径范围0.425～0.850mm的低摩阻覆膜降阻支撑剂(覆膜砂)。6.施工参数优化葡萄花油层水平井，经压裂优化设计，分段压裂平均砂比21％，末期砂比35％以上；施工排量为2.5～3.5m3/min。压裂工艺优化设计四、 区块概况一、水平井人工裂缝形态研究二、压裂工艺优化设计三、四、现场应用及效果五、前言结论与认识六、 1.现场施工情况从现场施工情况看，双卡分段压裂管柱在承压性能以及过砂量要求上，能够满足葡萄花油层多层段、大砂量的施工要求，且获得了一趟双卡分段压裂管柱压裂8段的重大突破。现场应用及效果五、所选用的低温压裂液体系现场交联性能良好，能够达到设计施工参数（砂比和排量）要求，现场施工顺利，8口井37个压裂层段工艺成功率100%。在返排率方面，压后压裂液平均返排率55.3%，较周围直井所用常规压裂液返排率提高22个百分点。 现场应用及效果五、压裂液现场交联情况试验井3某段压裂施工曲线 2.效果评价分析投产井初期平均单井日产油6.0t，是同区块直井4.0倍；投产三个月后，平均单井日产油4.0t，是同区块直井3.6倍，取得了很好措施效果。可见，双卡分段压裂管柱以及相关配套工艺能够满足葡萄花油层水平井压裂改造要求。现场应用及效果五、1.5t5.40.9t措施初期三个月6.0t水平井周围直井4.0t 区块概况一、水平井人工裂缝形态研究二、压裂工艺优化设计三、四、现场应用及效果五、前言结论与认识六、 1.通过同位素测井、井下微地震监测、地面微地震监测及破裂压力梯度分析，葡萄花油层人工裂缝形态是水平缝，对葡萄花水平井压裂开发具有重要指导意义。2.现场压裂实施以及后期生产实践表明，双卡分段压裂工艺以及相关配套工艺，适合朝阳沟油田葡萄花油层水平井压裂改造要求，对水平井压裂开发具有指导作用。3.通过对葡萄花油层水平井分段整体压裂改造技术的应用，同周围直井相比，取得水平井产量是周围直井4倍的初期效果。结论与认识六、 ThankYou!祝大家工作愉快！ 谢谢大家！中国石油大庆油田有限责任公司PetroChinaDaqingOilfieldCompanyLimited