分段加入防濾失技術(shù)

1、分段加入防濾失技術(shù)第1頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一多級(jí)注入防濾失技術(shù) 多級(jí)注入防濾失技術(shù)：進(jìn)入地層的壓裂液能量一部分在路途消耗了，一部分用于造縫，用于造縫的這一部分又有一部分濾失到地層，濾失量的多少與地層巖石的孔滲特性有關(guān) 。當(dāng)巖石滲透率大于30md就應(yīng)考慮降低濾失問(wèn)題。降濾失的方法很多，降濾失劑種類也多，但有一個(gè)最基本的要求，一是能夠有效防住壓裂液的濾失；二是對(duì)地層沒(méi)污染；三是對(duì)裂縫導(dǎo)流能力影響小。 我公司研制的防濾失劑 (JL_1)不是天然粉砂，而是人工水力研磨的石英顆粒加相應(yīng)添加劑，不含任何雜質(zhì)，密度強(qiáng)度中等，圓球度90%，粒徑約為。所加添加劑具有防止粘土膨

2、脹、并具有助排作用。 第2頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一表6 50時(shí)JL-1降濾失劑對(duì)C3、Cv、Csp的影響試驗(yàn)數(shù)據(jù) 項(xiàng)目濾失系數(shù)C310-4m/min1/2濾失速度Vc10-4m/min初濾失量Vsp10-2ml/cm2備注降濾失劑%結(jié) 果純凍膠9.912.696.51濾失量大2.0粉砂4.831.224.29濾失減小0.8GD-14.711.184.03濾失減小JL-1降濾失劑4.621.164.01濾失最小 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)多級(jí)注入防濾失技術(shù)第3頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一 應(yīng)用于砂巖中高滲透層，一般在前置液中分段加入。最成功范例是公司

3、在蒙古國(guó)壓裂施工。滲透率，成功加砂平均，砂比平均，壓裂二十口井，平均日產(chǎn)量噸。見(jiàn)施工曲線圖 多級(jí)注入防濾失技術(shù)第4頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一38MPa破裂不明顯42MPa蒙古國(guó)19-10井壓裂施工曲線(沒(méi)有濾失控制) 多級(jí)注入防濾失技術(shù)第5頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一48MPa破裂明顯43MPa33MPa加砂順利蒙古國(guó)19-12井壓裂施工曲線(應(yīng)用階段式濾失控制)多級(jí)注入防濾失技術(shù)第6頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一 應(yīng)用于煤層氣壓裂施工：當(dāng)壓裂液壓開(kāi)煤層，向前延伸時(shí)，一方面由于煤層的塑性難以形成裂縫，另一

4、方面由于割理和發(fā)育的微裂隙，使得壓裂液大量濾失，不能重新開(kāi)啟一條新縫，而是從一開(kāi)始就沿著大的割理延伸，在延伸的過(guò)程中，不斷有小割理微裂隙張開(kāi)，使壓裂液遭受損失，就需要不斷加大施工排量和壓裂液量，即使如此，由于設(shè)備能力、備液能力的限制，也不能滿足造長(zhǎng)縫的需要。 多級(jí)注入防濾失技術(shù)第7頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一 所以要在煤層壓裂時(shí)造長(zhǎng)縫，必須防住小割理和微裂隙的濾失，或降低濾失的速度。這就是在前置液階段，分幾段加入較大量的降濾失劑。 降濾失劑(JL_1)粒徑約為，而煤巖基質(zhì)最大孔隙的直徑約為0.001mm，所以降濾失劑的粒徑比煤巖基質(zhì)孔隙直徑要大一百多倍，它不會(huì)對(duì)煤

5、巖基質(zhì)造成堵塞傷害。 多級(jí)注入防濾失技術(shù)第8頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一多級(jí)注入防濾失技術(shù) 降濾失劑主要起五個(gè)作用： 減小壓裂液向地層的濾失速度，使裂縫變寬變長(zhǎng)，增加出氣面積。 堵塞煤粉于微裂隙，或?qū)⒚悍邸胺敗?，沉到裂縫底部，使其不能運(yùn)動(dòng)，減少煤粉的出量。 對(duì)裂縫向下延伸起到很好的遮擋作用，可在很大程度上防止裂縫向煤層以下延伸。 由于其顆粒小，所以對(duì)煤層嵌入不敏感，對(duì)閉合壓力的壓碎作用不敏感，這樣它在裂縫底部沉積后對(duì)支撐裂縫寬度起到了大顆粒支撐劑不能起到的支撐作用。堵塞微裂隙，消除彎曲效應(yīng)，降低施工壓力。 實(shí)例：陜西韓城煤層氣壓裂 降濾失劑第9頁(yè)，共27頁(yè)，20

6、22年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一多級(jí)注入防濾失技術(shù) 陜西省王峰龍亭地區(qū)，總面積461km2； 主要為三個(gè)目的煤層：3 、5 、11煤層； 埋深一般在300500m之間； 三個(gè)目的煤層煤類均為貧煤； 煤層頂?shù)装鍘r性為泥巖或砂質(zhì)泥巖； 11煤層底部距離懊灰水層不足10米；如果利用活性水大排量施 工，極有可能壓開(kāi)水層，造成單層甚至單井報(bào)廢；如果利用凍膠壓裂，雖然可以降低排量，保證壓裂規(guī)模，但凍膠對(duì)煤層的傷害非常嚴(yán)重，對(duì)該地區(qū)求產(chǎn)評(píng)價(jià)不利。 清潔壓裂液的優(yōu)點(diǎn)； 可適當(dāng)增大壓裂規(guī)模 韓城區(qū)塊簡(jiǎn)介第10頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一多級(jí)注入防濾失技術(shù) 已有三口井的8層煤

7、壓裂結(jié)束； 壓裂液粘度在2540mPas之間，返排液粘度 5mPas ，完 全破膠； 降低了施工排量，排量控制在2.53.5m3/min，沒(méi)有壓穿懊灰水層； 1號(hào)井加砂量為63.55m3 平均砂比為32%，最高砂比達(dá)到55% 目前施工情況 第11頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一通過(guò)測(cè)試壓裂，對(duì)摩阻進(jìn)行計(jì)算表明：清潔壓裂液的摩阻低，僅為活性水摩阻的38%。多級(jí)注入防濾失技術(shù)第12頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一抽排求產(chǎn)，清潔壓裂液壓裂井的產(chǎn)氣量是活性水的一倍多 多級(jí)注入防濾失技術(shù)第13頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一

8、應(yīng)用于微裂縫型油藏（砂礫巖）：對(duì)于礫巖和砂礫巖一直是壓裂的難點(diǎn)，難就難在巖石本身存在大量彎曲的微裂縫，在壓裂時(shí)其不斷的張開(kāi)，一是造成大量壓裂液濾失，二是彎曲行進(jìn)的壓裂液多消耗了能量，這樣兩個(gè)不利影響，直接導(dǎo)致壓裂所形成的裂縫幾何形狀不完善，縫短而窄，極易造成砂堵，而使施工失敗。所以對(duì)于礫巖、砂礫巖壓裂必須在前置液階段小量多段加入降濾失劑 微裂縫型油藏多級(jí)注入防濾失技術(shù)第14頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一多級(jí)注入防濾失技術(shù) 應(yīng)用于裂縫孔洞型油藏（灰?guī)r、泥灰?guī)r、火山巖）灰?guī)r、泥灰?guī)r原來(lái)是壓裂的禁區(qū)，自從發(fā)展了降濾失技術(shù)，已使其壓裂成為現(xiàn)實(shí)。碳酸鹽巖地層并不都是存在大溶洞

9、、大裂縫，那樣的地層是無(wú)法壓裂的，但是此類油氣層都存在微裂縫或隱形裂縫，并且可能是儲(chǔ)油、出油的通道，這在壓裂中會(huì)產(chǎn)生大量的濾失，所以碳酸鹽巖壓裂有其特殊性，一般設(shè)計(jì)思路如下： 第15頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一（塔河TK733井為例） 多級(jí)注入防濾失技術(shù)第16頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一多級(jí)注入防濾失技術(shù) 1、針對(duì)本井儲(chǔ)層特征及較長(zhǎng)裸眼段，加砂壓裂施工采用較高排量，提高壓裂液的造縫性能，盡可能提高縫寬； 2、優(yōu)化壓裂液配方，針對(duì)稠油層特征，增強(qiáng)壓裂液的防乳破乳性能；針對(duì)可能有泥巖層段及泥質(zhì)成分的運(yùn)移影響人造縫的導(dǎo)流能力，壓裂液要防止粘

10、土膨脹； 3、前置液階段采用階段降濾失加砂工藝，降低縫內(nèi)摩阻，堵塞部分小裂縫，利于主導(dǎo)縫的生成并試驗(yàn)加砂難易程度； 設(shè)計(jì)思路第17頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一 4、碳酸鹽巖楊氏模量高，裂縫寬度窄，加砂難，支撐劑優(yōu)選40-60目小粒徑，砂液比以低起點(diǎn)、小臺(tái)階、多步驟、控制最高砂液比為原則。根據(jù)灰?guī)r加砂壓裂井例，增長(zhǎng)2025砂液比段，試驗(yàn)30以上砂比的加砂段，從而確保較高平均砂比； 5、低砂比條件下人造縫的導(dǎo)流能力保持措施：A采用低傷害壓裂液配方，降低固體不溶物對(duì)人造縫導(dǎo)流能力的傷害；B優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)破膠劑加入工藝，確保支撐剖面的合理性；C確保支撐劑的質(zhì)量及清潔干凈；

11、 6、施工井段深度大，施工摩阻高。為降低施工摩阻和施工壓力，提高排量，提高液體效率，使用可控延遲交聯(lián)壓裂液體系，同時(shí)采用89mm油管作為壓裂施工管柱。多級(jí)注入防濾失技術(shù)第18頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一 7、井深大，最后頂替階段泵壓將有大幅上升，為確保將高砂比段攜砂液頂替到位，建議頂替階段可據(jù)現(xiàn)場(chǎng)泵壓變化情況適當(dāng)減小排量； 8、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)決策，根據(jù)實(shí)際施工情況可在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整加砂砂比、最終加砂量和頂替階段降排量的必要性； 9、為了便于觀察套壓的變化情況，以時(shí)實(shí)監(jiān)測(cè)井底壓力變化情況，掌握人工裂縫延伸變化趨勢(shì)，同時(shí)確保油管在高排量，高泵壓下的安全，該井下入不帶膠筒的CYY封

12、隔器對(duì)油管進(jìn)行錨定。同時(shí)為防套壓超限，壓井液提高密度；多級(jí)注入防濾失技術(shù)第19頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一 施工排量考慮本井裸眼段較長(zhǎng)，儲(chǔ)層多裂縫發(fā)育可能性較大，為提高液體造縫性能及盡量保證縫寬，排量應(yīng)適當(dāng)提高；結(jié)合目的層第一次酸壓情況，分析認(rèn)為本井段壓裂設(shè)計(jì)的泵注排量以5.5m3/min左右為宜。 砂液比充分分析碳酸鹽加砂井例，考慮本井深度大、溫度高、施工情況復(fù)雜等，加砂壓裂應(yīng)控制最高砂比在40以下，主砂砂段控制在20左右，平均砂液比控制在20%以內(nèi)。 10、施工結(jié)束后要嚴(yán)格放噴排液制度，用油咀控制放噴，減少支撐劑 回流。優(yōu)化壓裂設(shè)計(jì)如下： （1）地面施工參數(shù)設(shè)

13、計(jì) 多級(jí)注入防濾失技術(shù)第20頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一 前置液用量考慮儲(chǔ)層段較長(zhǎng)，且已進(jìn)行過(guò)酸壓，為保證有充分的造縫，前置液量要大于酸壓時(shí)前置液量，并為降低砂堵風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合水力裂縫模擬以動(dòng)態(tài)比60%以內(nèi)來(lái)確定前置液用量。 延遲交聯(lián)性能為降低施工摩阻，并確保壓裂液的交聯(lián)效果，現(xiàn)場(chǎng)配液結(jié)束后取各罐混合樣調(diào)試交聯(lián)比等，控制初交時(shí)間在5060秒，交聯(lián)時(shí)間控制在150180秒。多級(jí)注入防濾失技術(shù)第21頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一壓裂設(shè)計(jì)采用的基礎(chǔ)參數(shù)見(jiàn)下表：多級(jí)注入防濾失技術(shù)參 數(shù) 名 稱單 位數(shù) 值有效滲透率10-3m20.1厚度64有效孔隙

14、度5泊松比無(wú)因次0.3楊氏模量MPa30000地層壓力MPa55閉合壓力MPa83加砂強(qiáng)度m3/m1儲(chǔ)層綜合濾失系數(shù)m/min110-3泵注管徑（內(nèi)徑）mm76泵注排量m3/min5.5泄油面積mm10001000生產(chǎn)壓差MPa5表4.3 設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)（2）油藏參數(shù) 第22頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一（3）模擬計(jì)算 運(yùn)用FracproPT三維壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬器，對(duì)不同壓裂規(guī)模分別進(jìn)行了水力裂縫模擬計(jì)算，優(yōu)選排量為5.5m3/min情況下，總液量為620方的施工規(guī)模，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)的加砂量96.4t(折55m3)，作為本次優(yōu)化的壓裂規(guī)模。模擬裂縫參數(shù)為：多級(jí)注入防濾失技術(shù)裂縫半長(zhǎng) (m)281支撐裂縫半長(zhǎng) (m)224裂縫總高 (m)105支撐裂縫總高 (m)81裂縫頂部深度 (m)5436支撐裂縫頂部的深度 (m)5458裂縫底部深度 (m)5540支撐裂縫底部的深度 (m)5539多裂縫等效條數(shù) 2.0最大裂縫寬度 (cm)0.87攜砂液效率 * 0.79平均裂縫寬度 (cm)0.37平均鋪砂濃度 (kg/m2)0.931、結(jié)合地層物性特征，確定壓裂液配方如下： 表4.4 設(shè)計(jì)輸出參數(shù)第23頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期一圖4.1 模擬施工曲線多級(jí)注入