吉林油田大規(guī)模壓裂技術(shù)

吉林油田大規(guī)模壓裂技術(shù)第一頁，共34頁。前言吉林油田是典型的低孔、低滲、低豐度油氣藏，勘探開發(fā)對象95%以上為低滲透儲量，資源豐富但資源品質(zhì)差，壓裂技術(shù)是提高單井產(chǎn)能的重要手段?！笆濉眽毫迅脑鞂ο笙蛑浅Ｒ?guī)致密油氣藏領(lǐng)域擴展，直井多層、水平井多段是壓裂技術(shù)的發(fā)展方向，高排量、高砂量、高壓力大規(guī)模改造是壓裂工藝的發(fā)展趨勢，加快大規(guī)模壓裂配套技術(shù)發(fā)展，是吉林油田中長期發(fā)展的需求。第二頁，共34頁。一、資源現(xiàn)狀對壓裂技術(shù)的需求

二、吉林油田大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用四、大規(guī)模壓裂技術(shù)下步發(fā)展方向匯報提綱第三頁，共34頁。一、資源現(xiàn)狀對壓裂技術(shù)的需求油藏資源現(xiàn)狀石油資源量36億噸，已探明石油地質(zhì)儲量14.2億噸，探明率39.4%，剩余石油資源量21.8億噸；“十一五”以來，待動用資源對象主要為特低滲透和超低滲透油藏；壓裂技術(shù)需求加強特低滲透油藏大規(guī)模壓裂技術(shù)攻關(guān)與應(yīng)用；提高單井產(chǎn)能和長期穩(wěn)產(chǎn)水平，滿足難采儲量開發(fā)要求。已探明資源動用情況第四頁，共34頁。天然氣資源分類圖控制潛在預(yù)測探明探明儲量分類圖氣藏資源現(xiàn)狀天然氣資源量2.2萬億，探明天然氣地質(zhì)儲量825億方，探明率3.75%，剩余天然氣資源量2.1萬億方；“十二五”末天然氣產(chǎn)能規(guī)劃43億方，動用資源80%為非常規(guī)致密氣藏；壓裂技術(shù)需求氣藏特征復(fù)雜，具有三低、三高、三多特點（低孔、低滲、低豐度，高溫、高應(yīng)力、高含CO2，多巖性、多儲集空間、多流體類型）；提高氣藏橫向與縱向改造程度，發(fā)揮單井產(chǎn)能，保證致密氣藏開發(fā)要求。一、資源現(xiàn)狀對壓裂技術(shù)的需求第五頁，共34頁。匯報提綱一、資源現(xiàn)狀對壓裂技術(shù)的需求

二、吉林油田大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用四、大規(guī)模壓裂技術(shù)下步發(fā)展方向第六頁，共34頁。二、吉林油田大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程小單元壓裂2002年起步，2005年規(guī)模應(yīng)用2005-2010年水平井重大專項攻關(guān)，技術(shù)不斷發(fā)展進步橫截縫1、吉林油田壓裂技術(shù)發(fā)展歷程

大規(guī)模壓裂技術(shù)攻關(guān)與應(yīng)用之前，基本以低排量（2.0-3.5m3/min）、低砂量(＜30m3)、低加砂強度（1.0-5.0m3/m）壓裂為主。①②⑤③④第七頁，共34頁。階段1：以提高壓裂施工成功率為目標的大規(guī)模壓裂技術(shù)（2006年）長深1-3井壓裂施工曲線

初級階段：壓裂設(shè)計方法、壓裂液體系、配套工具不能滿足大規(guī)模壓裂需求。長深1-3井，吉林油田第一口超3000米壓裂井，確立保成功（支撐劑50m3）、低砂比（砂比17.5%）技術(shù)路線，壓后試氣獲4.4×104m3工業(yè)氣流，揭示了致密砂巖氣藏開發(fā)潛力。水力裂縫半長（m)164支撐裂縫半長（m)162水力裂縫高度（m)74支撐裂縫高度（m)73最大裂縫寬度(cm)1.88平均裂縫寬度(cm)1.26平均支撐縫寬(cm)0.248模擬凈壓力16.96地層滲透率(mD)0.03壓裂液效率0.78FCD2.74平均鋪置濃度4.22井底閉合壓力：59.72MPa井底閉合壓力梯度：0.0169MPa/m地層閉合壓力：59.0MPa井底閉合壓力梯度：0.0168MPa/m地層滲透率：0.03mD近井摩阻：9.84MPa長深1-3井壓裂測試G函數(shù)曲線長深1-3井壓裂裂縫擬合參數(shù)長深1-3井壓裂測試解釋參數(shù)50m32、大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程（4個階段）二、吉林油田大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程第八頁，共34頁。長深103井壓裂施工曲線

發(fā)展階段：為提高單井產(chǎn)能，確立大規(guī)模、長人工裂縫、高導(dǎo)流能力的壓裂技術(shù)思路。長深103井，壓裂加入支撐劑90m3，施工砂比20.5%，壓后試氣獲9×104m3高產(chǎn)氣流，堅定了大規(guī)模提高產(chǎn)能思路，提升了登婁庫組致密砂巖氣藏產(chǎn)能形象。水力縫半長(m)170支撐縫半長(m)166水力縫高度(m)83支撐縫高度(m)81裂縫頂部深度(m)3477支撐縫頂部深度(m)3479裂縫底部深度(m)3560支撐縫底部深度(m)3560平均水力縫寬(cm)1.93平均支撐縫寬度(cm)0.384FCD4.11平均支撐劑鋪置濃度(kg/m2)6.86長深103井壓裂裂縫擬合參數(shù)階段2：以提高橫向改造程度為目標的大規(guī)模壓裂技術(shù)(2007年)90m32、大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程（4個階段）二、吉林油田大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程第九頁，共34頁。

提高階段：為提高儲層縱向動用程度，確立大規(guī)模、高砂比、分層壓裂工藝技術(shù)路線。長深D1-1井，吉林油田第一口機械分層壓裂深井，加砂規(guī)模175m3，裂縫縱向支撐111m，改造程度83.5%。采用6.35mm油嘴試氣，油壓23.6MPa，日產(chǎn)氣量11.6萬方。完井式分層壓裂管柱長深D1-1井壓裂施工曲線封隔器逐級座封、逐級解封；雙向錨定技術(shù)，保證高壓、大規(guī)模施工安全性；封隔器之間建立獨立正洗、反洗通道，保障后期壓井作業(yè)。技術(shù)指標：耐溫185℃；耐壓差85MPa；連續(xù)高壓施工10小時。技術(shù)特點及指標階段3：以提高縱向改造程度為目標的大規(guī)模分層壓裂技術(shù)（2009年）2、大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程（4個階段）二、吉林油田大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程第十頁，共34頁。造斜點3260mA點：3720m（垂深：3516m）9-5/8″技套水泥返深1884m尾管懸掛封隔器座封位置3001.48m15000PSI（105MPa）壓裂井口5-1/2″套管回接13-3/8”表套495.68m9-5/8”技套下深3228mΦ508導(dǎo)管50m多級壓裂工具串引鞋4536.28m65.8m78.5m78.3m124m77.8m132m100.6m101.1m89.8m155.7m837米水平段，10級壓裂；累計加入支撐劑1260t，入井液4870方；單段最大加砂174t，三段加砂大于150t；最快單日施工4段；壓力18.5MPa，日產(chǎn)氣17.0萬方，明確水平井+壓裂開發(fā)方式；初步形成大型壓裂施工工藝和現(xiàn)場質(zhì)量控制技術(shù)。

完善階段：2010年應(yīng)用裸眼封隔器+滑套分段壓裂技術(shù)，在登婁庫致密砂巖氣藏長深D平2井取得了礦場先導(dǎo)性試驗成功。階段4：以實現(xiàn)“體積改造”為目標的大規(guī)模壓裂技術(shù)（水平井多段）116m3101m3101m390m374.3m383.4m376.6m376m330m390m32、大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程（4個階段）二、吉林油田大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程第十一頁，共34頁。縫網(wǎng)——形成支裂縫泄流面積增5倍縫網(wǎng)+多裂縫——轉(zhuǎn)向裂縫+支裂縫泄流面積增15倍階段4：以實現(xiàn)“體積改造”為目標的大規(guī)模壓裂技術(shù)（直井縫網(wǎng)壓裂）

應(yīng)用分層壓裂工藝實現(xiàn)儲層縱向改造程度的最大化；在縱向細分層改造基礎(chǔ)上，縫內(nèi)暫堵，提高凈壓力，產(chǎn)生分支縫，實施縫網(wǎng)壓裂；與常規(guī)壓裂對比，海坨子地區(qū)縫網(wǎng)壓裂加砂規(guī)模提高2.8倍%，單井穩(wěn)產(chǎn)提高1.42倍；2、大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程（4個階段）二、吉林油田大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程第十二頁，共34頁。匯報提綱一、資源現(xiàn)狀對壓裂技術(shù)的需求

二、吉林油田大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用四、大規(guī)模壓裂技術(shù)下步發(fā)展方向第十三頁，共34頁。大規(guī)模壓裂技術(shù)難點壓裂設(shè)計要求高（規(guī)模優(yōu)化、壓力預(yù)測）施工安全風(fēng)險大（地面安全、井筒安全、應(yīng)急預(yù)案）現(xiàn)場組織協(xié)調(diào)難（工序組織、連續(xù)供砂供液組織）大規(guī)模壓裂關(guān)鍵性技術(shù)大規(guī)模壓裂優(yōu)化設(shè)計技術(shù)大規(guī)模壓裂工具研制大規(guī)模壓裂現(xiàn)場施工工藝大規(guī)模壓裂安全施工技術(shù)三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用第十四頁，共34頁。

為保證大規(guī)模壓裂安全高效施工，提高壓裂施工成功率和壓裂效果，吉林油田形成了多項配套工藝技術(shù)：加強方案論證優(yōu)化，壓裂規(guī)模、施工參數(shù)合理，滿足地質(zhì)需求攻關(guān)火山巖降濾技術(shù)，減小天然裂縫帶來裂縫復(fù)雜程度降低系統(tǒng)施工壓力技術(shù)，提高地面泵效優(yōu)化射孔工藝，保證裂縫有效開啟及延伸大規(guī)模壓裂節(jié)點受力分析技術(shù)，保證安全高效施工優(yōu)化壓裂施工地面工藝流程，提高大型壓裂連續(xù)施工水平完善地面壓裂液配置系統(tǒng)，保證連續(xù)供液能力優(yōu)化壓后管理制度，保證入井流體快速返排壓裂方案優(yōu)化壓裂配套技術(shù)連續(xù)施工工藝安全保障措施攻關(guān)裂縫診斷技術(shù)，建立現(xiàn)場快速解釋模版,提高壓前儲層認識加強壓前風(fēng)險評估，制定壓裂現(xiàn)場組織管理和應(yīng)急預(yù)案三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用第十五頁，共34頁。1、加強壓裂方案優(yōu)化、裂縫監(jiān)測與評價技術(shù)應(yīng)用，保證設(shè)計科學(xué)性、合理性產(chǎn)能模擬大規(guī)模壓裂優(yōu)化設(shè)計技術(shù)儲層評價與分析技術(shù)深化油藏認識，明確地質(zhì)需求地應(yīng)力剖面模擬技術(shù)加強地應(yīng)力認識，準確預(yù)測井口壓力產(chǎn)能模擬技術(shù)明確縫長、導(dǎo)流能力需求，實現(xiàn)規(guī)模與產(chǎn)能匹配裂縫模擬技術(shù)確定施工參數(shù)，保證壓裂規(guī)模的實現(xiàn)地應(yīng)力剖面模擬裂縫模擬圖龍深平1井水平段砂體剖面圖三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用控水！第十六頁，共34頁。隆起面積較大，濾失嚴重。壓裂測試G函數(shù)分析曲線壓前裂縫診斷技術(shù)確定近井摩阻、閉合壓力梯度、濾失系數(shù)和當量微裂縫4個特征參數(shù)，指導(dǎo)主壓裂大型壓裂實時監(jiān)測與評價井下微地震、地面傾斜儀、大地電位法測試，確定裂縫方位和展布，為新井布井、壓裂設(shè)計提供依據(jù)射孔工藝優(yōu)化技術(shù)確定射孔部位、參數(shù)和厚度，減少裂縫復(fù)雜程度地面傾斜儀測試技術(shù)定排量下孔徑與孔眼摩阻關(guān)系井下微地震實時監(jiān)測技術(shù)三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用1、加強壓裂方案優(yōu)化、裂縫監(jiān)測與評價技術(shù)應(yīng)用，保證設(shè)計科學(xué)性、合理性第十七頁，共34頁。2、加強壓裂液材料研究，滿足高溫高壓油氣藏大規(guī)模壓裂攜砂性能超高溫壓裂液技術(shù)形成120-150-180℃三套壓裂液體系，滿足不同埋深油氣藏壓裂改造需求，長深10井礦場應(yīng)用194℃低殘渣壓裂液技術(shù)濃度低、固相殘渣少、管程摩阻低，有利于大規(guī)模壓裂施工，減少裂縫導(dǎo)流能力傷害生物酶破膠技術(shù)破膠液分子量小、粘度低，有助壓裂液返排不同壓裂液體系巖心驅(qū)替對比圖

生物酶破膠性能曲線超高溫壓裂液耐溫性能曲線三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用羧甲基壓裂液羥丙基壓裂液第十八頁，共34頁。3、加快壓裂工藝技術(shù)配套，提高大規(guī)模壓裂施工成功率多級前置砂塞裂縫處理

火山巖綜合降濾技術(shù)固相降濾結(jié)合液相降濾，提高液體效率

降低系統(tǒng)施工壓力技術(shù)低摩阻液體、管柱優(yōu)化，提高泵效

復(fù)雜裂縫處理技術(shù)多級砂塞，降低裂縫扭曲摩阻壓后快速返排技術(shù)壓裂液返排軟件優(yōu)化放噴時間、流量及壓力套管壓裂工藝技術(shù)減阻劑性能指標固相降濾劑優(yōu)選氣層氣層封隔器封隔器油管套管井下管柱示意圖強度等級86MPa86MPa檢測項目標準0.425-0.212600-300篩析＞600um%00425-212um%93.699.3＜212um%1.80.4212um上%5.81.6濁度（NTV）<1005219破碎率86MPa42體積密度

1.811.85視密度

3.363.14三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用第十九頁，共34頁。（2）井筒安全保障措施活塞效應(yīng)變形溫度效應(yīng)變形鼓脹效應(yīng)變形彎曲效應(yīng)變形井筒內(nèi)套管、工具活塞、溫度、鼓脹、彎曲四個效應(yīng)井筒安全校核三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用5、精細制定安全施工保障措施，保證大規(guī)模壓裂安全可控高效施工

節(jié)點受力分析技術(shù)壓裂管柱、連接扣受力分析;懸掛封隔器回接密封總成受力及位移分析;壓裂井口受力分析;

壓裂管柱和井口沖磨蝕分析技術(shù)第二十頁，共34頁。（1）踐行體積壓裂技術(shù)理念，追求致密砂巖氣藏大規(guī)模壓裂和產(chǎn)能的突破

通過建立地質(zhì)模型，結(jié)合4個流動單元的儲層特征，優(yōu)化段數(shù)和壓裂規(guī)模，重點提高端部和趾部壓裂規(guī)模；根據(jù)測井、錄井資料，確定10級壓裂，每段間距66-156米；優(yōu)化施工參數(shù)，重點提高壓裂液效率，減少儲層傷害。日產(chǎn)量34x104m3/d三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用6、大規(guī)模壓裂現(xiàn)場應(yīng)用井例—長深D平2井第二十一頁，共34頁。（2）超前介入、精細論證完井施工設(shè)計，是完井壓裂一體化工藝成功的基礎(chǔ)

依據(jù)井斜數(shù)據(jù)及技套固井質(zhì)量確定懸掛器位置，確保壓裂施工及后期生產(chǎn)安全性；依據(jù)儲層橫向巖性、物性和含氣性，確定壓裂段數(shù)及噴砂口位置，確保壓裂效果；結(jié)合井壁穩(wěn)定性及井眼擴大率，確定裸眼封隔器坐封位置，確保工藝可靠。實鉆井徑三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用6、大規(guī)模壓裂現(xiàn)場應(yīng)用井例—長深D平2井第二十二頁，共34頁。（6）壓裂施工效果

單井10段壓裂，加入支撐劑838方；單段最大規(guī)模116方，三段規(guī)模超過100方；單日最高加砂324.4方，單日最大施工4段；平均砂比34.4%，最高加砂1.8方/分；水平井裸眼完井壓裂的技術(shù)優(yōu)勢：套管壓裂降低4000米管程摩阻20MPa；裸眼完井消除了固井完井近井摩阻，滑套壓裂減少了射孔孔眼摩阻，共10MPa。90m330m376m376.6m383.4m374.3m390m3101m3101m3116m3三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用6、大規(guī)模壓裂現(xiàn)場應(yīng)用井例—長深D平2井第二十三頁，共34頁。長深D平2井壓后采氣曲線

創(chuàng)造地區(qū)三項最高記錄：改造程度高(838方支撐劑）生產(chǎn)壓力高(最高32MPa）地區(qū)產(chǎn)能高(最高30.5萬方）

長深D平2井壓后測試：8mm油嘴，油壓19.65MPa，日產(chǎn)氣18.1×104m3/d，日產(chǎn)液8.28m3，計算無阻流量50×104m3以上；

目前5-?〞套管、8mm油嘴生產(chǎn)，油壓16.4MPa，日產(chǎn)氣9.2×104m3/d，日產(chǎn)液4.6m3，截至2011年3月13日，累計產(chǎn)氣2585×104m3；

長深D平2井壓后產(chǎn)量超過方案設(shè)計水平，穩(wěn)產(chǎn)為周圍直井4-5倍。三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用（6）壓裂施工效果6、大規(guī)模壓裂現(xiàn)場應(yīng)用井例—長深D平2井第二十四頁，共34頁。井型井號段/層數(shù)砂量m3液量m3試油氣成果備注水平井長深D平210段838483717萬方/日日配液量3000方，日加砂量330方龍深1平112段358

3067

5.3萬方/日裂縫性火山巖降濾壓裂城深平18段377.5

3042

14.8萬方/日砂泥巖互層穿層壓裂城深平27段416

3060

4.5萬方氣/2.15方油/日

直井長深D1-12層17513557.2萬方/日

嶺深1單層16410805.6萬方/日單層加砂規(guī)模最大昌37單層15412452.4萬方/日基巖裸眼井段390m

雙9單層1507101.9萬方/日

昌43單層150113018噸油/1.5萬方氣/日套管壓裂長深5單層558553.1萬方/日連續(xù)施工時間4.5h讓584層155782排液求產(chǎn)不動管柱4層分壓長深10單層308605.2萬方/日5546m、194℃、93MPa礦場應(yīng)用情況

通過大規(guī)模壓裂技術(shù)的攻關(guān)與應(yīng)用，在深層致密油氣藏領(lǐng)域取得了突破性進展，相繼發(fā)現(xiàn)了長嶺斷陷、英臺斷陷2個千億方火山巖氣藏儲量區(qū)，并展示了伊通盆地基巖潛山氣藏和深層外圍碎屑巖氣藏良好的勘探開發(fā)前景。三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用第二十五頁，共34頁。匯報提綱一、資源現(xiàn)狀對壓裂技術(shù)的需求

二、吉林油田大規(guī)模壓裂技術(shù)發(fā)展歷程三、大規(guī)模壓裂配套工藝技術(shù)應(yīng)用四、大規(guī)模壓裂技術(shù)下步發(fā)展方向第二十六頁，共34頁。四、大規(guī)模壓裂技術(shù)下步發(fā)展方向1、國外大規(guī)模壓裂技術(shù)現(xiàn)狀（1）美國非常規(guī)氣藏“體積改造”設(shè)計理念及成功開發(fā)改變?nèi)蛱烊粴夤┬韪窬帧ｓw積壓裂狀態(tài)圖泄流面積美國頁巖氣產(chǎn)量飛躍式上升，得益于水平井改造技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用；利用水平井、多簇多段壓裂能夠最大限度提高儲層的改造體積；頁巖氣、致密氣、致密油等非常規(guī)油氣藏，最大限度的提高儲層泄油、氣面積是提高產(chǎn)能的關(guān)鍵—地質(zhì)需求大規(guī)模壓裂技術(shù)。

啟示：第二十七頁，共34頁。四、大規(guī)模壓裂技術(shù)下步發(fā)展方向復(fù)合橋塞耐溫177°C耐壓差70MPa排量10m3/min以上；低摩阻滑溜水壓裂液，每段液量1000-1500m3；每段支撐劑量100-200噸；以40/70目支撐劑為主，平均砂比3-5%。連續(xù)混配設(shè)備實施監(jiān)測連續(xù)輸砂設(shè)備（2）國外實現(xiàn)致密油氣藏“體積改造”最大化的有效做法及手段1、國外大規(guī)模壓裂技術(shù)現(xiàn)狀

核心技術(shù)1：水平井復(fù)合橋塞多段多簇壓裂＋大型滑溜水＋實時監(jiān)測技術(shù)第二十八頁，共34頁。四、大規(guī)模壓裂技術(shù)下步發(fā)展方向促使水力裂縫擴展過程中相互作用，產(chǎn)生更復(fù)雜的縫網(wǎng)，增加改造體積（SRV）實施方法：同步壓裂——2套車組同時壓裂交叉式壓裂——2口井，1套車組、配合射孔等作業(yè)，交互施工、逐段壓裂應(yīng)用效果：提高初始產(chǎn)量和最終采收率減少作業(yè)時間、設(shè)備動遷次數(shù)，降低施工成本平均產(chǎn)量比單獨壓裂可類比井提高21-55%核心技術(shù)2：工廠化”作業(yè)，高效施工組織運行模式。（2）國外實現(xiàn)致密油氣藏“體積改造”最大化的有效做法及手段1、國外大規(guī)模壓裂技術(shù)現(xiàn)狀第二十九頁，共