壓裂酸化技術(shù)領域-2009-引人注目的動向

壓裂酸化技術(shù)領域

2009引人注目的動向

2010年2月7日目錄１.前言

2.關于水力壓裂裂縫復雜性問題

3.關于水力加砂壓裂設計與效果

4.關于油田現(xiàn)場先導試驗的意義

5.酸化措施的昨天、今天和明天

6.認識與建議一.前言2009年天然氣產(chǎn)量的排序發(fā)生了變化,美國超過了俄羅斯,而躍居世界第一,其中非常規(guī)氣占美國產(chǎn)量的一半以上,尤以頁巖氣突出在壓裂酸化技術(shù)方面,其發(fā)展主要集中在非常規(guī)氣藏―致密砂巖,頁巖氣和煤成氣方面,就在國內(nèi)的蘇里格,慶深和克拉美麗氣田也都屬于此類,尤其以特殊井型增產(chǎn)技術(shù)更快針對各氣田的特點,難點和經(jīng)濟需求,在理論創(chuàng)新,實驗深化,工具配套,現(xiàn)場試驗和設計優(yōu)化等方面形成了適應各自氣田的特殊技術(shù)幾年的共同努力,川渝地區(qū)在水力加砂技術(shù)徹底改變了”短腿”的局面,創(chuàng)造了若干全國甚至亞洲記錄.應該說這幾年川渝地區(qū)增產(chǎn)技術(shù)實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍.有解堵完全走向了增產(chǎn),在廣安,合川氣田的開發(fā)中起到了重要作用.與領先技術(shù)比較差距越來越小.但路艱任重.資料來源于2009年國外發(fā)表的文獻.國內(nèi)實踐限于2009年.

二

.關于水力壓裂裂縫復雜性問題1.概念確認水力裂縫延伸的復雜(類型,機理,性質(zhì),程度,趨勢)裂縫模型儲層模型地質(zhì)模型完井技術(shù)增產(chǎn)技術(shù)開發(fā)技術(shù)設計技術(shù)裂縫復雜性近井遠井天然裂縫,溶洞,不均質(zhì)儲層,地應力,射孔室內(nèi)實驗壓前測試壓降分析壓力分析微地震監(jiān)測傾斜儀監(jiān)測各種測井1.概念2.類型裂縫復雜性類型

１：從橫向圖A1：裂縫橫向延伸的復雜性綜合分析和測量顯示水力裂縫延伸驚人的差異。若是按照延伸時與單一平面裂縫偏差確定則包括以下一些確定方法(包括垂向,橫向)。從垂向裂縫復雜性類型圖A2：垂向應力錯位引起裂縫復雜性2.類型從壓裂橫向裂縫復雜性類型圖B1：橫向裂縫復雜性示意圖2.類型從壓裂加砂橫向裂縫復雜性類型圖B3：裂縫復雜性示意圖（地層網(wǎng)格分析）2.類型從壓裂加砂垂向裂縫復雜性類型圖B4：裂縫復雜性示意圖裂縫閉合和彎曲裂縫2.類型2.類型3.驗證室內(nèi)實驗圖A4：交聯(lián)壓裂液施工壓力高,先水平后彎曲室內(nèi)實驗圖A5：不同位置同樣裂縫梯狀分布分開裂縫組在不同階段以不同色砂表示,黑1ppg，紅2ppg,藍3ppg，但顏色分布雜亂，用液體摩阻和支撐劑傳輸很難表示這樣的復雜性。3.驗證室內(nèi)實驗圖A7：表現(xiàn)非平面垂直延伸圖A8：非平面縫交為一條3.驗證3.驗證取芯實驗取芯垂深7150(ft)斜井，芯長4(ft)，有31組裂縫，方向垂直。圖A6：取芯實物圖3.驗證4.確認確認裂縫復雜性一般方法：壓降分析；支撐劑置放和繞曲評價；凈壓力歷史擬合;壓裂壓力分析等。直接測量：微地震監(jiān)測；傾斜儀監(jiān)測；測井方法。5047-5059m5059-5071m5059.7-5063.38條裂縫5069.34.確認輪古7-10奧陶系酸化前后成像對比微地震裂縫監(jiān)測這是對壓裂過程產(chǎn)生非常微弱聲波的探測,定位和分析.一般300-500ft垂深井底，排列12-50個接收口，以專門的接收井進行數(shù)據(jù)接收。主要監(jiān)測裂縫復雜程度和裂縫面附圖：微地震裂縫圖圖A13：微地震顯示裂縫4.確認實例圖A15:Barnett頁巖，交聯(lián)液支撐劑壓裂4.確認4.確認4.確認二.關于水力加砂壓裂設計與效果

1.設計假設根據(jù)水力裂縫復雜性類型和復雜程度，如何來做好壓裂設計，是比較值得關注的問題.

如何評估儲層性質(zhì)包括滲透率，應力和楊氏模量等參數(shù)對設計的影響。重點是限制還是利用這樣的復雜性。其界限如何確定，如何在設計中具體運作。

2.考慮原則3.主要內(nèi)容液體粘度對裂縫復雜性的影響;在復雜裂縫中支撐劑的分布；部分支撐和未支撐裂縫的導流能力；復雜裂縫導流能力與井的產(chǎn)能關系；液體濾失和裂縫面積；判斷裂縫復雜程度；復雜裂縫壓裂設計指導原則。4.優(yōu)化方法

基于目前的假設,常用的方法:1).解析法

4.優(yōu)化方法2).數(shù)模法3).經(jīng)驗法

5.資料基礎

6.典型實例例1,中深致密氣藏例2,低壓,低產(chǎn)氣藏

6.典型實例例3,煤成氣藏

6.典型實例

7.看法與觀點從由150個公司200多口井的現(xiàn)場施工的實際結(jié)果來看:

１.真實的世界是復雜的，因此作簡單的假設是被迫的和必要的。２.所有的這些假設，確實是不真實的，其引入所產(chǎn)生的錯誤程度隨儲層裂縫和液體流動復雜性而改變.

３.從大多數(shù)井提供的生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，有效裂縫尺寸明顯小于壓裂產(chǎn)生的形狀，這種差別為改進設計提供了時機。４.現(xiàn)有的模型既不能準確預測也不能準確模擬所給壓裂措施中可能出現(xiàn)裂縫的復雜程度。１）研發(fā)和增加模型的成熟度２）承認模型是有問題，要求改進設計３）通過現(xiàn)場的經(jīng)驗和就地試驗來補充完善設計

7.看法與觀點５.現(xiàn)有均一，較寬支撐劑填充姝標準實驗測試，提供了導流能力不真實的高值，需要改進對裂縫能力的測試實驗。６.看來流體的流動，壓裂的排液，裂縫幾何尺寸的復雜危及了裂縫的導流能力，而導流能的改善的好處大于一般認識的程度。７.因此200多口井現(xiàn)場施工結(jié)果的研究證實了井的流動能力和產(chǎn)量可以用壓裂再設計給予改善，這樣可以認為增產(chǎn)井仍有巨大的產(chǎn)能潛力，

8.看法與觀點３.關于油田現(xiàn)場先導試驗的意義這里舉一例來說明支撐劑類型和儲層性質(zhì)作為函數(shù)進行現(xiàn)場試驗比較井的生產(chǎn)能力，這是殼牌公司在懷俄明州松樹背斜氣田，從2001年到2004年3年間30口新井446次壓裂措施的生產(chǎn)上進行比較。試驗實例1試驗前確定22個地質(zhì)小段和4個分別區(qū)域以研究在非常均一狀態(tài)中的小組數(shù)據(jù)。按系統(tǒng)分類、校驗和校正成一個等值測井數(shù)據(jù)進行生產(chǎn)測井和分析在整個數(shù)據(jù)庫完成了統(tǒng)計分析，用小組資料,用無數(shù)標準化技術(shù)確定可能影響任一儲層的變量試驗實例1六種支撐劑類型：普通砂（offawa）包膠砂（RCS）次級包膠砂（PRCS）經(jīng)濟低比重陶粒（ELWC）中強度陶粒（ISP）粗篩陶粒（ISP-BS）試驗實例1試驗實例1試驗實例1試驗實例1通過多項分析，統(tǒng)計分析。比較分析（可信度分析）認為:·17篇論文證實改變支撐劑選擇對致密氣藏增產(chǎn)后產(chǎn)量有影響

·對類似致密氣藏，為提高強度增加砂比時氣產(chǎn)量增加30%~400%；

·較小量的ISP+CO2的增產(chǎn)措施沒有大砂量+胍膠壓裂好。試驗實例1從最近川渝與蘇里格對外合作的作業(yè)中也可以看到現(xiàn)場試驗的重要性。從側(cè)面反映了這個思維程序的普遍性。

實驗評估——模擬預測——現(xiàn)場測試——設計調(diào)整——設計完善試驗實例2連續(xù)油管射孔環(huán)空主壓裂注砂塞反洗井施工上一層試驗實例2

方法1:連續(xù)油管噴射壓裂001-27-x2井第一段施工第一次射孔小型壓裂第二次射孔主壓裂反洗井破裂試驗001-27-x2井第四段施工射孔破裂試驗注酸主壓裂試驗實例2

方法2:以電纜帶射孔槍和橋塞進行分段壓裂XX4D須四B水層第二大段重復壓裂第一大段重復壓裂第一次6段壓裂施工曲線第三段第三段降排量測試10329psi6974psi注酸11.4m3裂縫延伸壓力梯度各段變化不大，均在0.025左右。破裂壓力梯度0.026~0.030，5>7>3>4>1>8>6>2破裂壓力延伸壓力統(tǒng)計試驗實例2方法3:裸眼封隔器分段壓裂技術(shù)應用蘇里格氣田桃7-9-5AH井區(qū)盒7段地震儲層厚度分布圖壓裂后無阻流量160萬方/天，測試產(chǎn)量：27萬方/天，配產(chǎn)22萬方/天分段及壓裂管串瞬時停泵壓力19MPa停泵壓力28MPa打開滑套打開滑套打開滑套停泵壓力26MPa3.53.33.13.1120240360480120240360480120240360480120240360440120240360500180300400600520四.酸化措施的昨天、今天和明天第一個里程碑

Frasch1896年3月17日取得第一個酸化專利第二個里程碑

SylviaStoesser1932年發(fā)明酸化緩速劑第三個里程碑

Nierode和Williams1972年酸巖反應動力學模型

歷史：主要是：工藝：前置液酸壓（粘性指進）粘性酸壓裂包括酸與非酸液體交替注入不同酸類型交替注入

CFA（閉合酸化）技術(shù)選擇性酸化（工具，堵塞球，粉砂，限流法）液體：泡沫酸，乳化酸，各種類型聚合物膠凝酸，各種類型表面活性劑交聯(lián)酸，有機酸及其混合酸，各種類型轉(zhuǎn)向酸。今天：與加砂壓裂重新分割和組合擴大老油氣田的開發(fā)應用研究新的化學劑的深度釋放在井底先建立地層通道后進行酸化（壓）碎屑巖儲層的酸壓HF與石英形成網(wǎng)絡通道明天：明天：直徑達40mm、長度15-100m左右明天：明天：明天：明天：六.認識與建議

1、沒有相