超深超高压低孔低渗气藏加砂压裂实例分析

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第37卷第1期钻采工艺V01.37No.1DRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGY·6l·超深超高压低孔低渗气藏加砂压裂实例分析袁泽波,杨兵,刘辉,邹国庆,刘会锋,王茜,霍腾翔(1塔里木油田公司油气工程研究院2华油能源集团)袁泽波等.超深超高压低孔低渗气藏加砂压裂实例分析.钻采工艺,2014,37(1):61—64摘要:塔里木油田库车坳陷山前井加砂压裂面临着一系列地质和工程上的挑战及限制:埋藏深、基质岩块渗透率低、地层压力高、地应力高、温度高、储层跨度大且发育有天然裂缝等。针对以上特点,提出了应对措施并将其应用于一口井的压裂施工中,通过对其小型压裂及主压裂过程的分析,对以上措施的有效性进行了评估,并对该类储层加砂压裂施工工艺提出了建议。关键词:山前井;加砂压裂;压后分析;有效性DOI:10.3969/J.ISSN.1006—768X.2014.01.18库车前陆冲断带碎屑岩储层是塔里木油田重要(4)对于气井,外来液体进入地层,如果返排性的勘探开发领域。储层的地质特征为埋藏深(5000能达不到要求,容易造成水锁伤害,使残酸残液滞留—8000m)、地层压力高(1.65—2.06MPa)、地应地层,将会极大地降低地层的气相渗透率,因此要求力高(0.02~0.03MPa/m)、温度高(140℃~工作液具备优良的返排性能。190~C)、储层跨度大(>100m)且发育有天然裂缝,在库车前陆冲断带克深区块某井的压裂方案设基质岩块孔隙度5%~11%,渗透率0.07—1.11计论证阶段针对以上问题调研了国外一些类似储层mD,为低孔低渗,属于巨厚裂缝型致密砂岩气藏,但加砂压裂的成功做法,同时参考了本区块邻井加砂由于有裂缝的存在,渗透性得到了极大改善,裂缝发压裂的施工情况。在国外关于加砂压裂的大量文献育区产量较高,裂缝不发育区产量较低。中选取了具有代表性的三种储层的施工情况进行分以上的地质特征使得对储层的压裂改造面临着析:火山岩储层⋯;北美Barnett和Woodford区块的一系列问题:页岩气施工;北美Bakken区块的页岩油施工;(1)施工压力高。由于储层埋藏深、且地层压沙特一口高温高压井的压裂施工J。这些井的储力高,使得该地区施工压力极高(加砂阶段的施工层特点是基质渗透率极低,储层依靠天然裂缝体系压力往往在100MPa以上),前期施工砂堵率高,甚保证产量,这一点和本井所在区块的储层特点类似;至出现由于井口压力超过设备限压完全无法进行施施工的特点是压裂时以充分沟通和激活天然裂缝体工的情况。系为目的。本井在加砂压裂设计方案中考虑了以下(2)地层温度高,对工作液的性能要求高,包括解决方法:①优化射孔方案。采用小段射孔方案,减压裂液的耐温性能和酸液的缓蚀性能。少近井筒地带多裂缝的产生;②使用粉陶段塞封(3)水力压裂砂堵风险高,由于该类储层天然堵多裂缝,降低液体的PDL;③对压裂液进行加重;裂缝发育,极易形成多裂缝等复杂裂缝形态,导致压④线性胶与冻胶组合;⑤低砂比段塞式加砂。裂液高压力相关漏失PDL(pressure—dependent一、基本信息loss),但又由于施工排量受施工管柱限制,再加上压裂液在井简时间长(5—8min),不容易由井口压本次施工的井位于塔里木盆地库车坳陷克拉苏力及时判断井底情况等因素综合影响使得该类储层冲断带克深区带。完钻井深6856m,完钻层位为白加砂压裂易出现脱砂甚至砂堵。垩系巴什基奇克组第二段(未穿);目的层跨度为收稿日期:2013—07—27作者简介:袁泽波(1985一),2011年毕业于西南石油大学,获硕士学位,现在塔里木油田公司负责储层改造相关研究及管理工作。地址(841000)新疆库尔勒塔里木油气工程研究院储层改造研究室,电话:0996—2134595,E—mail:yzb9902@qq.com 钻采工艺2014年1月·62·DRILLING&PR0DUCT10NTECHN0L0GYJan.20l46782.5~6850In,钻揭开目的层67.5m;采用0139.7mm尾管悬挂固井方式;目的层温度为160~C,地层压力系数为1.8,参照同区块邻井的压裂施工数据,预测闭合压力梯度为0.0205MPa/m。本井目的层段共解释气层19m/6层,孔隙度6.3%~9.6%,含油饱和度53%~75%;差气层18.5m/9层,孔隙度4.0%一5.9%,含油饱和度49%~79%。测井在测试层段68t0.0~6830.0121解释气层10.5rn/3层,孔隙度7.9%~9.4%(平均8.3%),含油饱和度66%一72%(平均70%);差气层6m/3层,孔隙度4.9%~5.6%(平均5.4%),含油饱和度50%一79%(平均60%)。图1克深某井压裂施工管柱结构邻井同层位地层流体的相态分析结果显示相包络线面积小,临界压力低,临界温度低,地层温度远离相包络线右侧,地面分离条件点处于两相区外,表日山昌现为典型干气气藏的相态特征。、榱赠二、压裂方案介绍鉴于本井白垩系巴什基奇克组目的层段6782.5时间/min—6850.0m储层跨度67.5m,裂缝发育,为了使单图2HyborH压裂液体系的流变性能井产量最大化,在方案设计时以充分改造储层和最大限度沟通天然裂缝为原则。三、现场施工情况液体类型采用线性胶与冻胶组合的方式,使用整个施工包括小型压裂和主压裂两个阶段。主线性胶作为前置液以充分激活天然裂缝,以冻胶作压裂实际施工排量为3.0in/min左右,施工压力在为携带支撑剂的主要液体;支撑剂采用粉陶与30/110MPa左右,前置液用量405.2m,携砂液用量50目陶粒组合,使用粉陶的目的是将其添加在前置471nfl,最高砂浓度210kg/m,共加入粉陶1.3in,液中以降低近井筒多裂缝的滤失及迂曲摩阻,30/5030/50目覆膜陶粒9。33m。目陶粒为主支撑剂。为保证施工安全,两种陶粒均采用段塞加砂的方式进行施工,最高砂浓度设计值四、施工过程分析为240kg/m。。设计中共使用线性胶前置液4151.小型压裂分析m,冻胶携砂液700m。小型压裂施工的液体采用压裂液基液,施工程本井采用油管注入单层压裂,压裂管柱采用序包括阶梯升排量、阶梯降排量以及停泵测压降三089mm油管与单封隔器(MHR)组合(见图1)。射个步骤。施工最高排量3.45m/rain,最高泵压孑L段6810~6830112,孑L密10孑L/m。108.8MPa,液体用量55.6in。本次施工的压裂液使用哈里伯顿公司的耐高温对小型压裂中的阶梯降数据进行分析,得到射延迟压裂液HyborH体系,使用塔里木油田常用的孔孑L眼摩阻为1.9MPa,近井筒摩阻为10MPa。加重剂将液体密度加重至1.32g/mL,并进行了Hy.由图3中的G函数迭加导数曲线可以看出,压borI-I体系与此加重剂的配伍性实验(图2)。实验裂过程呈现出压力相关漏失的特点,说明微裂缝发室及现场调试结果表明该体系的交联时间可以容易育,微裂缝开启的压力为146MPa,闭合压力为地控制在6min左右;图2中的流变性能曲线表明,138.4MPa,与地应力解释资料中的136MPa互相印在157℃、170S的条件下连续剪切120.0min后,证。体系的黏度在200mPa·S左右,可以满足在地层温根据小型压裂净压力拟合结果,得到储层基质度条件下的携砂要求。渗透率为0.5mD,同时在小型压裂所波及到的区 第37卷第1期钻采工艺Vo1.37No.1DRILUNG&PRODUCTIONTECHNOLOGY-63·域,裂缝模拟条数为5条,说明近井筒地带天然裂缝小型压裂分析得到的微裂缝开启压裂为146较发育,鉴于此分析结果,在泵注程序中加大了前置MPa,而从图4中可以看出,主压裂施工时的井底压液的用量。力大部分时间都在这一压力之上,说明在主压裂过2.主压裂分析程中天然裂缝处于开启状态,这种情况必然会增加主压裂施工的液体采用HyborH胍胶压裂液体液体的漏失,降低压裂液效率,导致缝宽不足,使加系。施工最高排量3.10113/rain,最高泵压109.6砂过程变得更加困难。这一点从图4也可以看出,MPa,液体用量928m,粉陶用量1.3m,30/50目虽然砂比保持在较低水平,但当支撑剂到达孑L眼或陶粒用量9.3m,最高加砂浓度210kg/m。刚进入地层时,观察到压力有明显的上涨趋势。235oo23O0o2250o‘蓥‘220o0熹厶曲-r、幽21500幽2lOoo2O50o200oO图3小型压裂停泵压降数据分析注:1psi=O.0069MPa。300020001O00O时间(2012.5.11)图4主压裂施工曲线注:1lb/gal=119.826kg/m。导致地层伤害有关。五、试油成果压裂后用6mm油嘴控制放喷,油压l7.71~本井在射孔后、压裂施工前进行了放喷测试,用17.87MPa,累计排液622.35In,折日产气906174mm油嘴放喷排液,油压1.79—2.15MPa,折日产m/d(气密度0.610),达到了较好的增产效果。气4486m。分析认为气产量低的原因与储层的打HyborH压裂液体系的压后返排率达到了开程度低(67.51TI)、钻井过程中钻井液漏失严重67%,表现出了良好的返排能力,降低了压裂液因滞(五开累计漏失1.88~2.10的钻井液587.52m。)留地层而对气藏造成的水锁伤害。 钻采工艺2014年1月·64·DRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYJan.2O14I上接第51页)[M].北京:石油工业出版社,2002.(3)开展水平井分段破胶攻关研究,达到各段[2]郭建春.基于最优支撑剂指数法优化低渗气藏裂缝参合理破胶的目的。数[J].西南石油大学学报,2013,35(1):93—98.(4)开展水平井液氮伴注、纤维防砂优[3]刁素,龙永平,任山,等.压裂液缝内粘滞阻力实验研究[J].断块油气田,2012,19(6):778—780.化、研究各段压后储层增能情况],制定水平[4]徐兵威,王世彬,郭建春,等.低伤害压裂液体系伤害性井合理的返排制度,在提高返排速率的同时达到防研究与应用[J].钻采工艺,2010,33(4):87—89.止支撑剂回流,降低储层伤害和安全风险的目的。[5]郭建春,何春明.压裂液破胶过程伤害微观机理[J].石三、结论及建议油学报,2012,33(6):1018—1022.[6]刁素,任山,黄禹忠,等.压裂井高效返排新技术在川西(1)不合理的裂缝间距优化、储层存在一定程地区的先导性试验[J].天然气工业,2008(9):89—91.度水敏、水锁伤害严重,瓜胶浓度偏高造成压裂液储[7]黄禹忠,任山,兰芳,等.纤维网络加砂压裂工艺技术先层适应性差、未形成水平井分段压裂合理破胶工艺导性试验[J].钻采工艺,2008,31(1):77—78,89.以及返排制度不完善是sF气田蓬莱镇组气藏水平[8]BulovaM,NosovaK.WillbergD,ela1.Benefitsoftheno—velfiber—-ladenlow—-viscosityfluidsysteminfracturing井压后产量低,返排效果不理想的根本原因。low—permeabilitytightgasformations[C].SPE102956,(2)针对原因分析提出的措施建议可为类似的2006.非均质、砂泥岩互层的致密气藏的水平井有效开发[9]任山,慈建发.考虑动态滤失系数的压裂井裂缝闭合及提供研究思路。返排优化研究[J].中国石油大学学报(自然科学版),(3)非均质、砂泥岩薄互层水平井裂缝参数优2011(6):103—107,ll4.化国内外均无借鉴方法,难度大,需加强攻关研究。[10]钟水清,陈怀龙,熊继有,等.土库曼斯坦古姆达格油田油藏驱动方式特点研究[J].钻采工艺,2007,30(6):61参考文献—65.[I][美]米卡尔J.埃克诺米德斯,肯尼斯G.,诺尔特,著,(编辑:黄晓川)张保平,蒋阒,刘立云,等译.油藏增产措施(第三版)

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