體積壓裂與縫網(wǎng)壓裂技術(shù)

體積壓裂與縫網(wǎng)壓裂技術(shù)2012年11月MIEnergyCorporationavalueaddedoil&gaspartner2021/6/271MIEnergyCorporation目錄一、體積壓裂二、縫網(wǎng)壓裂三、壓裂工藝四、DB22-3縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)要點(diǎn)五、DB22-3縫網(wǎng)壓裂實(shí)施要點(diǎn)六、初步評(píng)價(jià)七、下步建議2021/6/272MIEnergyCorporation一、體積壓裂

以水力壓裂技術(shù)手段實(shí)施對(duì)油氣儲(chǔ)集巖層的三維立體改造，形成人工裂縫立體網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層內(nèi)壓裂裂縫波及體積的最大化，從而極大地提高儲(chǔ)層有效滲透率，提高采油采氣井的產(chǎn)量。2021/6/273MIEnergyCorporation

體積壓裂一般應(yīng)用分段多簇射孔技術(shù)和裂縫轉(zhuǎn)向技術(shù)，壓裂材料一般采用低黏度壓裂液和裂縫轉(zhuǎn)向控制材料，并盡可能采用較大液體用量和較高的施工排量，在主裂縫側(cè)向強(qiáng)制形成次生裂縫，并實(shí)現(xiàn)次生裂縫繼續(xù)分枝，形成二級(jí)乃至多級(jí)次生裂縫，最終使主裂縫與多級(jí)次生裂縫相互交織，形成立體的裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層內(nèi)天然裂縫、巖石層理的大范圍有效溝通。

一、體積壓裂2021/6/274MIEnergyCorporation

體積壓裂可以使垂直井縱向動(dòng)用更多的層，水平井橫向動(dòng)用更多的段。目前體積壓裂改造水平井段長(zhǎng)一般可達(dá)到1000—2000米，分段10段—20段，直井壓裂5層—10層。該技術(shù)在國(guó)外油氣田得到了有效應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)還處于試驗(yàn)應(yīng)用階段

一、體積壓裂2021/6/275MIEnergyCorporation原理是利用儲(chǔ)層兩個(gè)水平主應(yīng)力差值與裂縫延伸凈壓力的關(guān)系，一旦實(shí)現(xiàn)裂縫延伸凈壓力大于兩個(gè)水平主應(yīng)力的差值，就會(huì)產(chǎn)生分支縫，分支縫沿著天然裂縫繼續(xù)延伸，最終可形成以主裂縫為主干的縱橫交錯(cuò)的“網(wǎng)狀縫”系統(tǒng)。二、縫網(wǎng)壓裂2021/6/276MIEnergyCorporation

對(duì)于期望形成的人工裂縫和天然裂縫共同作用的形態(tài)，如果在直井實(shí)施稱為縫網(wǎng)壓裂，在水平井實(shí)施稱為體積壓裂。

這種技術(shù)的實(shí)施對(duì)地應(yīng)力的狀況有一定的要求，最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力差不能過(guò)大，轉(zhuǎn)向壓裂一般不超過(guò)10兆帕，縫網(wǎng)壓裂要求的應(yīng)力差就要更小些。同時(shí)與儲(chǔ)層厚度、砂泥層之間的應(yīng)力差也有一定的關(guān)系。

二、縫網(wǎng)壓裂2021/6/277MIEnergyCorporation二、縫網(wǎng)壓裂

實(shí)施手段方面：一是采用變參數(shù)射孔、二是壓裂時(shí)變排量變粒徑加砂、三是適時(shí)停泵。

這種技術(shù)目前的描述主要還停留在理論層面，因?yàn)槿狈τ行У牡叵滦螒B(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，現(xiàn)有的大地電位法、微地震法、井溫測(cè)試法都無(wú)法有效的監(jiān)測(cè)這種技術(shù)形成的裂縫形態(tài)，至少是精度很難達(dá)到實(shí)際的需求。

2021/6/278MIEnergyCorporation

壓裂工藝體現(xiàn)了“兩大、兩小”特征，“兩大”是指：①大排量，施工排量10m3/min以上；

②大液量，單井用液量2000～5000m3?！皟尚　笔侵福孩傩×街蝿?，支撐劑一般采用70/100目和40/70目陶粒，②小砂比，平均砂液比為3%～5%，最高砂液比不超過(guò)10.0%。

三、壓裂工藝2021/6/279MIEnergyCorporation

壓裂液體系以滑溜水為主，滑溜水可以采用陰離子聚合物，也可以用低濃度瓜膠。

水平井為了壓裂形成網(wǎng)狀裂縫、提高改造體積，采用分簇射孔技術(shù)，每級(jí)分4～6簇射孔，每簇長(zhǎng)度0.46～0.77m，簇間距20～30m，孔密16～20孔/m，孔徑13mm，相位角60°或者180°。三、壓裂工藝2021/6/2710MIEnergyCorporation三、壓裂工藝

分段壓裂技術(shù)施工參數(shù)：

施工排量為12.7～19.0m3/min每段用量2000～5000m3；支撐劑單井用量為60～190m3，100目（0.15毫米）支撐劑30～360kg/m3斜坡遞增濃度，40/70目（0.45/0.25毫米）支撐劑30～600kg/m3斜坡遞增濃度。2021/6/2711MIEnergyCorporation

三、壓裂工藝2021/6/2712MIEnergyCorporation

三、壓裂工藝2021/6/2713MIEnergyCorporation油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)四、DB22-3縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)要點(diǎn)

地理位置吉林省大安市聯(lián)合鄉(xiāng)劉圍子屯西約0.4千米開鉆日期2006.6.10固井質(zhì)量合格不同壁厚mm下深mP110*7.722117.23-2119.97；P110*7.722118.84-2121.56；套管鞋

2385.51；完鉆日期2006.6.16套管規(guī)范mm139.70完鉆井深m2386.0射孔槍型102水泥返深m1678.0孔密16套管接箍m人工井底m2373.56套管頭至補(bǔ)心距m4.82021/6/2714MIEnergyCorporation射孔層段數(shù)據(jù)四、DB22-3縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)要點(diǎn)序號(hào)層號(hào)射孔井段(m)厚度(m)孔密（孔/m）孔數(shù)自至夾層射開有效應(yīng)射實(shí)射1123-22208.72204.3

4.44.416707021022192.72191.711.61.01.01616163922190.12189.11.61.01.01616164822181.92180.77.21.21.21619195612156.12154.424.61.71.71627272154.12152.70.31.41.41622222021/6/2715MIEnergyCorporation壓裂層段MIEnergyCorporation四、DB22-3縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)要點(diǎn)層序?qū)犹?hào)井

段(m)砂巖厚度(m)有效厚度(m)上隔層厚度(m)下隔層厚度(m)1q4122208.7~2204.38.44.411.6-以往生產(chǎn)簡(jiǎn)況

2006年9月壓裂投產(chǎn)，初期產(chǎn)液3.9噸/天，產(chǎn)油2.1噸/天，產(chǎn)量較高。截至到2012年4月份，提撈產(chǎn)液量0.2噸/天，產(chǎn)油0.2噸/天，穩(wěn)定產(chǎn)量基本不變。生產(chǎn)情況見(jiàn)下圖1。2021/6/2716MIEnergyCorporation四、DB22-3縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)要點(diǎn)2021/6/2717MIEnergyCorporation四、DB22-3縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)要點(diǎn)地質(zhì)狀況該井位于吉林省大安市聯(lián)合鄉(xiāng)劉圍子屯西約0.4千米處，是松遼盆地南部中央坳陷區(qū)紅崗階地大安構(gòu)造的一口開發(fā)生產(chǎn)井。改造的目的層為泉頭組12-6號(hào)層，測(cè)井解釋儲(chǔ)層平均有效孔隙度6.8％，滲透率0.2mD，平均泥質(zhì)含量21.3％，屬于低滲儲(chǔ)層。大安油田22口取心井中共觀察到裂縫508條，對(duì)裂縫的觀察分析如下根據(jù)巖心觀察本區(qū)張裂縫占29.0％，張剪性裂縫占34.17％，剪切裂縫占36.75％，反映本區(qū)裂縫以剪性和張剪性裂縫為主，其次為張裂縫該區(qū)以高角度裂縫為主，其中傾角大于45°的占64.6％。而傾角小于30°的裂縫多分布于泥巖之中，為近水平的滑脫縫。2021/6/2718MIEnergyCorporation四、DB22-3縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)要點(diǎn)解釋層號(hào)射開井段

m射開厚度

m壓前停泵mpa前置液

（m3/min；m3）攜砂液

（m3/min；m3）平均砂比%替擠液

（m3/min；m3）陶粒

（m3）排量實(shí)際排量實(shí)際排量實(shí)際設(shè)計(jì)實(shí)際122210-2205.64.415.33.019.73.043.520.73.05.29.09.010-82194-21823.217.03.231.23.262.719.63.26.612.012.362157.4-2154.03.418.33.224.73.247.318.23.25.48.08.62006年8月30日壓裂，通過(guò)分層改造，三個(gè)層施工參數(shù)見(jiàn)下表：2021/6/2719壓裂液選擇MIEnergyCorporation四、DB22-3縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)要點(diǎn)液體名稱編號(hào)產(chǎn)品名稱單位用量壓裂液I型1220m31Z_PJXkg24402kclkg122003JZ_Pkg2440壓裂液II型600m34Z_PJXkg12005kclkg6000凍膠壓裂液200m36改性瓜膠kg8007助排劑kg2008破乳劑kg1009碳酸鈉kg36010碳酸氫鈉kg7211防膨劑kg2000交聯(lián)液12有機(jī)膨kg400現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備13過(guò)硫酸鉀kg30014高溫破膠劑kg502021/6/2720MIEnergyCorporation四、DB22-3縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)要點(diǎn)

支撐劑選擇依據(jù)本井地質(zhì)情況及目的層的埋藏深度并按照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5108-2006《壓裂支撐劑性能指標(biāo)及測(cè)試推薦方法》，并結(jié)合該井工藝需求，經(jīng)過(guò)篩選確定100目粉砂2.0m3和0.425-0.85mm抗壓52MPa（20-40目）陶粒20m3（目數(shù)=25.4/直徑*0.65）2021/6/2721MIEnergyCorporation四、DB22-3縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)要點(diǎn)步施工時(shí)間（min）工

序排量(m3/min)壓裂液用量(m3)驟階段累積階段累積111測(cè)試壓裂221212測(cè)試壓裂334313測(cè)試壓裂448414測(cè)試壓裂5513515測(cè)試壓裂6619616測(cè)試壓裂7726739測(cè)試壓裂824508110測(cè)試壓裂55559111測(cè)試壓裂2257106071停泵測(cè)壓降

備注：選用壓裂液I型進(jìn)行小型壓裂測(cè)試DB22-3井q412層測(cè)試壓裂施工工序表2021/6/2722MIEnergyCorporation四、DB22-3縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)要點(diǎn)步施工時(shí)間工排量支

撐

劑壓裂液階段累積類型砂比用量累積用

量累積驟minmin序m3/minkg/m3%m3m3m3m31108.3108.3I型液6.0650.0650.02120.0228.3II型液5.0600.01250.03110.0338.3I型液5.0550.01800.082.7341.0I型液6.016.01816.092.8343.8I型液6.0100目粉砂3630.50.516.71832.7101.7345.5I型液6.0100目粉砂6050.51.010.01842.71512.5358.0凍膠4.050.01892.71610.3368.3凍膠4.020-40陶粒8652.03.040.01932.71718.6386.9凍膠4.020-40陶粒12075.08.071.42004.11821.3408.2凍膠4.020-40陶粒172108.016.080.02084.1197.8416.0凍膠4.020-40陶粒241144.020.028.62112.7201.6417.6凍膠4.020-40陶粒310181.021.05.62118.3212.5420.1替擠液4.010.12128.4備注：壓后測(cè)瞬時(shí)停泵壓力。平均砂比%9.31清水比例%84.57DB22-3井q412號(hào)層主壓裂施工工序表表2-12021/6/2723

步施工時(shí)間工排量支

撐

劑壓裂液階段累積類型砂比用量累積用

量累積驟minmin序m3/minkg/m3%m3m3m3m3192.992.9I型液7.0650.0650.02120.0212.9II型液5.0600.01250.03110.0322.9I型液5.0550.01800.082.3325.2I型液7.016.01816.092.4327.6I型液7.0100目粉砂3630.50.516.71832.7101.5329.1I型液7.0100目粉砂6050.51.010.01842.71512.5341.6凍膠4.050.01892.71610.3351.9凍膠4.020-40陶粒8652.03.040.01932.71718.6370.5凍膠4.020-40陶粒12075.08.071.42004.11821.3391.8凍膠4.020-40陶粒172108.016.080.02084.1197.8399.6凍膠4.020-40陶粒241144.020.028.62112.7201.6401.2凍膠4.020-40陶粒310181.021.05.62118.3212.5403.7替擠液4.010.12128.4備注：壓后測(cè)瞬時(shí)停泵壓力。平均砂比%9.31清水比例%84.57MIEnergyCorporationDB22-3井q412號(hào)層主壓裂施工工序表表2-2四、DB22-3縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)要點(diǎn)2021/6/2724步施工時(shí)間工排量支

撐

劑壓裂液階段累積類型砂比用量累積用

量累積驟minmin序m3/minkg/m3%m3m3m3m3181.381.3I型液8.0650.0650.02120.0201.3II型液5.0600.01250.03110.0311.3I型液5.0550.01800.082.0313.3I型液8.016.01816.092.4315.7I型液7.0100目粉砂3630.50.516.71832.7101.5317.2I型液7.0100目粉砂6050.51.010.01842.71512.5329.7凍膠4.050.01892.71610.3340.0凍膠4.020-40陶粒8652.03.040.01932.71718.6358.6凍膠4.020-40陶粒12075.08.071.42004.11821.3379.9凍膠4.020-40陶粒172108.016.080.02084.1197.8387.7凍膠4.020-40陶粒241144.020.028.62112.7201.6389.3凍膠4.020-40陶粒310181.021.05.62118.3212.5391.8替擠液4.010.12128.4備注：壓后測(cè)瞬時(shí)停泵壓力。平均砂比%9.31清水比例%84.57MIEnergyCorporationDB22-3井q412號(hào)層主壓裂施工工序表表2-3四、DB22-3縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)要點(diǎn)2021/6/2725五、DB22-3縫網(wǎng)壓裂實(shí)施要點(diǎn)

2012年11月01日施工動(dòng)用8臺(tái)2500型泵車，50方拖罐18臺(tái)，40方軟體罐10部，其他罐車5臺(tái)，合計(jì)罐33臺(tái)（部），全部罐容積1400方。

實(shí)現(xiàn)總液量1910.5方、最高排量7.67方、最高壓力59.2兆帕、停泵壓力17.3兆帕、加陶粒7.4方。