低渗油气储层增产改造技术

低渗油气储层增产改造技术低渗油气储层增产改造技术 主要内容主要内容 一、低渗储层分类与分布二、水力压裂技术发展现状三、低渗储层生产特征四、低渗储层压裂改造要点五、储层保护与压裂液体技术六、低渗储层改造主要技术七、压裂评估与测试技术八、面临的技术问题与发展方向九、低渗透油气藏压裂增产特色工艺技术近年来，低渗透油气藏储量、产量构成比例逐年提高近年来，低渗透油气藏储量、产量构成比例逐年提高鄂尔多斯、松辽、准噶尔、鄂尔多斯、松辽、准噶尔、四川盆地累计探明低渗透石四川盆地累计探明低渗透石油储量油储量7676亿吨、天然气亿吨、天然气2.52.5万万亿立方米。亿立方米。石油剩余资源量石油剩余资源量799799亿吨，其亿吨，其中低渗透中低渗透431431亿吨，占剩余石亿吨，占剩余石油资源总量的油资源总量的60%60%。天然气剩。天然气剩余资源余资源49.649.6万亿立方米，其万亿立方米，其中低渗透中低渗透24.824.8万亿立方米，万亿立方米，占剩余天然气资源总量的占剩余天然气资源总量的51%51%。前言前言28.200628.200633.690333.690310.548510.54854.8404.8402.2852.2853.15783.157817.302417.30242.88152.88151.9591.9590.64890.6489 全国有近33亿吨未动用储量,近万亿方低渗透气藏、凝析气藏,需要增产改造投入经济有效开发。压裂技术实现有效增储上产作用举足轻重n从1955年至2004年底，全国压裂酸化作业22万井次以上，共增油11570万吨以上（平均单井525吨）n近10年来年压裂酸化作业井次8000左右，年增油量560万吨（平均单井700吨）压裂技术进步，确保低渗藏有效开发压裂技术进步，确保低渗藏有效开发 低渗透油藏整体压裂和开发压低渗透油藏整体压裂和开发压裂技术裂技术 低渗透气藏大幅度提高单井产低渗透气藏大幅度提高单井产量技术量技术 复杂岩性储层酸压裂技术复杂岩性储层酸压裂技术 深井、超深井压裂技术深井、超深井压裂技术 大型压裂技术大型压裂技术 裂缝性储层压裂技术裂缝性储层压裂技术 工艺技术的基础：工艺技术的基础：1 1）压前储层评价）压前储层评价2 2）室内实验技术）室内实验技术3 3）新型压裂材料）新型压裂材料4 4）裂缝诊断技术）裂缝诊断技术5 5）效果评估技术）效果评估技术6 6）如长庆：安塞油田、靖安油田、西峰油田如长庆：安塞油田、靖安油田、西峰油田美国：美国：Johna气田气田 低渗透油气田改造目标实现油气田经济有效开发原则深穿透、饱填砂、快返排工艺简单、实用、安全、有效液体对地层低伤害、对地面要环保测试创新理论和技术一、低渗储层分类与分布1.国外低渗透油田划分标准 前苏联学者将渗透率小于（50100）10-3m2的油田算作低渗透油田。美国联邦能源管理委员会对低渗透储层进行了界定，其中把渗透率小于0.110-3m2的储层称为致密储层。2.中国石油天然气总公司标准（1998年）砂岩油藏按照渗透率划分标准分类分类特高渗特高渗高渗高渗中渗中渗低渗低渗特低渗特低渗超低渗超低渗非渗非渗K K（1010-3 3mm2 2）K2000K2000 500K2000500K2000 50K50050K500 10K5010K50 1K101K10 0.1K10.1K1 K0.1K0.1 砂岩气藏按照孔隙度渗透率划分标准分类分类高渗高渗中渗中渗低渗低渗特低渗特低渗K K（1010-3-3mm2 2）500K500K10K50010K5000.1K100.1K10K0.1K0.1孔隙度孔隙度(%)(%)2525252515151515101010103.中国陆上低渗透油田的分布 我国低渗透油气藏含油气层系多，涵盖古生界、中生界、新生界。低渗透油气藏类型多，包括砂岩、碳酸盐岩、火山岩。低渗透油气藏分布区域广，主要盆地都有分布，东部有松辽、渤海湾、二连、海拉尔、苏北、江汉盆地砂岩油藏，松辽、渤海湾盆地火山岩油气藏；中部有鄂尔多斯、四川盆地砂岩油气藏和海相碳酸盐岩气藏；西部有准噶尔、柴达木、塔里木、三塘湖盆地砂砾岩油气藏、火山岩油气藏和海相碳酸盐岩油气藏。二、水力压裂技术发展现状二、水力压裂技术发展现状（一）国外水力压裂技术现状（一）国外水力压裂技术现状（总体：成熟、系统配套）（总体：成熟、系统配套）研研究究重重点点领领域域机理研究机理研究新材料研究新材料研究现场应用研究现场应用研究n裂缝模拟研究裂缝模拟研究n支撑剂长期导流能力研究支撑剂长期导流能力研究n含砂液流变性含砂液流变性n压裂液伤害机理压裂液伤害机理n应力敏感性应力敏感性n清洁压裂液清洁压裂液n低分子压裂液（可重复使用）低分子压裂液（可重复使用）n缔合压裂液缔合压裂液nVDAVDA（清洁自转向酸）（清洁自转向酸）n改变相渗特性的压裂液改变相渗特性的压裂液n超低密度支撑剂超低密度支撑剂n清洁泡沫压裂液清洁泡沫压裂液n裂缝诊断裂缝诊断n支撑剂回流控制技术支撑剂回流控制技术n新的压裂优化设计技术新的压裂优化设计技术n利用压裂压力降落曲线认识储层技术利用压裂压力降落曲线认识储层技术n大型压裂控制缝高技术大型压裂控制缝高技术n支撑剂段塞消除近井筒裂缝摩阻技术支撑剂段塞消除近井筒裂缝摩阻技术领领先先技技术术n开发压裂技术开发压裂技术n重复压裂技术重复压裂技术n连续油管压裂酸化技术连续油管压裂酸化技术n低伤害或无伤害压裂酸化技术低伤害或无伤害压裂酸化技术n压裂防砂与端部脱砂压裂技术压裂防砂与端部脱砂压裂技术n人工裂缝诊断技术人工裂缝诊断技术n水平井压裂酸化技术水平井压裂酸化技术n压裂施工过程的计算机自动化控制压裂施工过程的计算机自动化控制 与数据远传与数据远传n清洁压裂液压裂清洁压裂液压裂技术技术n水压裂技术水压裂技术n低分子压裂液压低分子压裂液压裂技术裂技术（二）国内水力压裂技术主体技术（二）国内水力压裂技术主体技术1 1、低渗透油藏开发压裂技术；、低渗透油藏开发压裂技术；2 2、低渗透气藏大幅度提高单井产量技术；、低渗透气藏大幅度提高单井产量技术；3 3、复杂岩性储层改造技术；、复杂岩性储层改造技术；4 4、新型压裂材料和新工艺技术。、新型压裂材料和新工艺技术。n国内发现的油气田越来越复杂，主要类型：、低渗低压致密气藏；低渗低压致密气藏；、低渗特低渗透油藏；、低渗特低渗透油藏；、深层火成岩气藏；、深层火成岩气藏；、致密碳酸盐岩储层。、致密碳酸盐岩储层。n形成的压裂改造主体技术：三、低渗储层生产特征三、低渗储层生产特征 投产初期产量下降快、幅度大 稳产水平低，但产量相对稳定 地层压力下降较快，能量补充困难 注入水方向性推进强烈，易在裂缝方向水窜 一般而言，采收率较低0.01.02.03.04.05.098-12-699-12-600-12-501-12-502-12-503-12-504-12-405-12-4生产时间生产时间日产液(m日产液(m3 3/d)/d)日产油(t/d)日产油(t/d)0102030405060708090100含水(%)含水(%)（一）、压裂地质分析与选井选层、地质分析的重点：宏观方面应分析沉积、构造、岩性特征，岩矿成份，地层压力系统与驱动类型；区域上储层孔、渗、饱特征，地应力大小、方位与原始微裂缝发育状况；流体性质、边底水分布及储层的敏感性等。微观方面应研究目标井层的电性特征、小层分布、油水关系、非均质性以及试井等测试解释资料等。.选井选层在地质研究与分析的前提下，开展选井选层工作。对于低渗、特低渗储层新井投产措施，原则上均需进行改造。按地质方案确定主力产层和非主力产层；按压力系统、地应力大小、物性差异、隔层分布、流体性质和油水关系等进行作业层段划分；对于老井重复改造，除要考虑上述因素外，还有：改造历史、井筒状况；产量下降原因、与水井或水线推进方向的关系（开发动态分析）等。压裂优化设计发展历程单井井组整体开发压裂设计经验图板计算机模拟二维拟三维全三维总体来讲，压裂设计是一个从点到面过程，也是一个从实践到理论，再从理论到实践不断循环的过程。一个好的压裂设计，必需建立在对压前、压后评估和各相关要因分析的基础上。（二）、压裂优化设计压裂优化设计各因素关联示意优化压裂技术优化压裂技术 国外新的压裂优化设计技术 压裂优化设计的新标准，即以通过增加井的采压裂优化设计的新标准，即以通过增加井的采油指数的压裂优化设计。油指数的压裂优化设计。引进了无因次支撑剂系数，它的定义是裂缝渗透率与地层渗透率比值的2倍与支撑裂缝带的支撑剂体积与油藏的泄油体积比值的乘积。reservoirkVproppedwingVfkpropN,22低渗中渗无因次导流能力,CD无因次产能指数,J由该优化设计理论得出一下结论：压裂由该优化设计理论得出一下结论：压裂井的动态主要由压裂规模确定；表征压井的动态主要由压裂规模确定；表征压裂规模的最好的单一变量是无因次支撑裂规模的最好的单一变量是无因次支撑剂系数；通过优化无因次支撑剂系数就剂系数；通过优化无因次支撑剂系数就可以确定最大的采油指数。可以确定最大的采油指数。例：低渗透油气藏开发压裂技术例：低渗透油气藏开发压裂技术n低渗、特低渗透油藏的改造技术发展方向是油藏工程与压裂工艺技术进一步相结合-开发压裂技术nPemex勘探和生产公司（Pemex Exploration&Production(PEMEX)）在开发墨西哥的Arcabuz-Culebra低渗气藏时，与美国天然气研究院(GRI)、GeoMechanics 国际公司、Pinnacle技术公司、Brabagan&Associates公司相结合，采用油藏工程研究、地质力学研究与压裂工艺技术（包括水力裂缝诊断技术）相结合技术路线，来优化井网方式、井网密度和水力压裂优化设计，以提高低渗油气藏的总体开发效果。机理：是在整体压裂技术上的进一步发展与完善。在确定布井方案将人工裂缝长度、方位与井网密度、井距、排距等参数进行优化，以期达到提高产量及开发效果的目的。研究内容：以油藏工程、压裂裂缝系统、参数优化设计与压裂液系统优化设计研究等三项主体技术为主。技术体系组成：油藏描述、地应力研究、考虑裂缝方位条件下的井网优化、大型压裂设计优化、现场实施、压后评估等。“开发压裂技术开发压裂技术”思路思路长庆长庆ZJ60ZJ60井区开发压裂效果井区开发压裂效果试验区情况：试验区情况：压裂是提高单井产量的关键技术，特别是对于低渗、特低渗油气藏的开发更具有重要的意义。在开发实践中将压裂作为系统工程整体优化研究，从储层地质评价到压后评估形成了适应不同油藏类型、不同层系的压裂液、压裂配套工艺、优化设计与评价、现场施工技术与HSE保证等体系，从以单井为对象发展到以区块和油藏为对象，不断提升压裂技术水平和实施效果，将会取得更加经济的效果。（三）、射孔技术1、射孔参数确定首先根据地层地质条件、开发需求和压裂改造工艺的需要确定射孔位置、射孔井段。要考虑到钻井过程的伤害范围，确定采用的弹型与技术。根据压裂参数，尤其是排量来确定射孔密度与孔数。射孔工艺技术：深穿透射孔技术水力喷射射孔技术负压射孔技术超正压射孔技术定向射孔技术增能射孔技术等（四）、压裂支撑剂 支撑剂首先要在地应力场作用下能满足优化裂缝系统的导流能力要求；通常情况下应具备高强度，低密度，包括经济等；目前关于支撑剂选择，除依据行业标准外，应当对一个具体油气藏进行导流能力和系列评价与测试，选择性价比好的支撑剂。支撑剂材料强度的提高，密度也随着加大，颗粒密度的增加，直接导致了输砂的难度，也很难做到在水力裂缝内均匀的布砂。沉降速度过快，也会导致压裂过程中在地层中出现桥堵。低密度支撑剂能够在低排量下保证支撑剂的输送，能提供在绝大部分裂缝面积上得到支撑剂的机会，降低支撑剂密度还可以减少配制压裂液系统的复杂性从而减少了对填砂裂缝的伤害。新材料新材料新材料新材料ULW1.25支撑剂支撑剂视密度为0.85克/毫升(是石英砂的一半)79摄氏度下能承受41.4 MPa的闭合应力，温度升高则强度降低，107时仅为27.6MPa；可破碎到任意API（泰勒网目）的大小，6100目。新材料ULW1.75支撑剂支撑剂 为树脂涂层的多孔陶粒，制造过程与常规低比重的陶粒支撑剂（LWP）相似，二者性能也比较接近，密度有较大的差别。ULW的密度约在1.75 到1.9克/毫升之间，与制造过程中控制颗粒的孔隙度有关。涂层的多孔陶粒，一方面增加了它的强度并封闭了颗粒外部的孔隙，防止了外部液体的入浸从而也保持了低密度的特点。超低密度超低密度(ulw(ulw)支撑剂支撑剂四大优点：四大优点：对压裂液粘度要求低；对压裂液粘度要求低；可达到提高砂比以产生可达到提高砂比以产生较大裂缝导流能力；较大裂缝导流能力；对施工排量要求低；对施工排量要求低；沉降速度低，有利于控沉降速度低，有利于控制缝高而增加支撑缝长制缝高而增加支撑缝长 。天然核桃壳、超低密核桃壳支撑剂的渗透率和导天然核桃壳、超低密核桃壳支撑剂的渗透率和导流能力随闭合压力变化的曲线流能力随闭合压力变化的曲线静态沉降静态沉降五、储层保护与压裂液体技术（一）、储层保护技术低渗油气田储层保护的分歧与认识发展低渗透要不要保护敏感性强的储层应保护提高材料性能减少伤害快速排液（二）、储层伤害要因（地层、流动、外来物）地层因各种矿物成份引起的敏感性的规避；低渗本质的小孔、喉道引起的液锁、桥堵；入井液不配伍、高分子聚合物的吸附、固相颗粒嵌入等（三）、储层保护要点入井液配方优选减少固相材料减少入井液量提高排液能力等（四）、压裂酸化液体技术1、压裂液种类按耐温能力分：超高温、高、中、低温压裂液；按流态分：牛顿和非牛顿流体；按构成分：油基、水基、醇基液体，乳化液、泡沫液和无水等液体2、压裂液优化中需要把握的关键点：根据储层敏感性确定压裂液种类；根据地层伤害要因优化添加剂；根据工艺参数设计液体性能指标；其它如抗剪切能力、延迟交联时间、耐温性能、携砂能力、低摩阻及返排能力等也是优化配方要考虑的。最重要的是满足工艺条件下的低伤害原则低分子瓜胶压裂液低分子瓜胶压裂液优点：优点：分子量分子量17-3017-30万，比常规压裂液万，比常规压裂液分子量降低至少分子量降低至少210210（243243万），万），易形成很好的交联流体。易形成很好的交联流体。液体滤失控制好液体滤失控制好 滤饼，对裂缝表面损害较小滤饼，对裂缝表面损害较小 施工中不再使用破胶剂，返排率施工中不再使用破胶剂，返排率高、对地层的伤害大幅度降低高、对地层的伤害大幅度降低 液体回收重复利用，减少对环境液体回收重复利用，减少对环境的污染、也节约成本。的污染、也节约成本。02004006008001000020406080100时间（min)表观粘度（mPa.s)020406080100120温度(oC)Eta(t)mPas二次交联温度n低分子量压裂液体系：低分子量压裂液体系：新型压裂液体系，具有较大的发展新型压裂液体系，具有较大的发展前景。前景。COCO2 2泡沫压裂液泡沫压裂液 通过室内研究，开发出了新型通过室内研究，开发出了新型的适用于的适用于COCO2 2泡沫压裂液体系的酸性泡沫压裂液体系的酸性交联剂、优选了起泡剂、助排剂、交联剂、优选了起泡剂、助排剂、杀菌剂等压裂液添加剂，形成了杀菌剂等压裂液添加剂，形成了COCO2 2泡沫压裂液体体系。泡沫压裂液体体系。00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.050100200300400500时间(m in)时间(m in)渗透率(渗透率(1010-3-3m m2 2)伤害前渗透率：伤害前渗透率：0.02660.02661010-3-3m2伤害后渗透率：伤害后渗透率：0.01870.01871010-3-3m m2 2伤害率伤害率29.70%29.70%00.0050.010.0150.020.0250.03050100150200250300350400450500时间(m in)渗透率(渗透率(1010-3-3m m2 2)伤害前渗透率伤害前渗透率0.019910-3m2伤害后渗透率伤害后渗透率0.01710.017110-3m m2 2伤害率伤害率14.07%14.07%常规水基压裂液的动态损害常规水基压裂液的动态损害COCO2 2泡沫压裂液的动态损害泡沫压裂液的动态损害 COCO2 2泡沫压裂液流变曲线泡沫压裂液流变曲线 高温压裂液体系高温压裂液体系:利用有机锆交联剂和硼交联剂复利用有机锆交联剂和硼交联剂复合可进行二次交联合可进行二次交联,耐温能力耐温能力180180。在高温交联剂及抗氧剂研在高温交联剂及抗氧剂研究的基础上，形成了高温究的基础上，形成了高温压裂液配方体系：压裂液配方体系：u(0.6%HPG+0.5%gx+0.3%(0.6%HPG+0.5%gx+0.3%抗抗氧剂氧剂)u 基液粘度基液粘度105mPa105mPas su 交联时间交联时间60s,pH=10.560s,pH=10.5u 冻胶弹性、挑挂性能很好冻胶弹性、挑挂性能很好地面交联酸酸压技术地面交联酸酸压技术中温交联配方中温交联配方050100150200250300350020406080100120时 间(mi表观粘度(mP020406080100120140160温度(温表 观高温交联配方高温交联配方低温交联配方低温交联配方o 研制开发了研制开发了FA-214FA-214酸酸用稠化剂用稠化剂胶凝酸胶凝酸o 研制开发了研制开发了ACAC1414酸酸用交联剂用交联剂o 形成了交联酸酸液配形成了交联酸酸液配方体系（方体系（-140-140）l 低温交联酸体系低温交联酸体系l 中温交联酸体系中温交联酸体系l 高温交联酸体系高温交联酸体系p 形成了地面交联酸交形成了地面交联酸交联与破胶技术联与破胶技术典型井应用典型井应用q 塔里木油田塔中622井q 试验新技术：地面交联酸酸压裂技术q 储层特点：l塔中I号断裂坡折带，井段：4913.52-4925m，温度126，压力系数1.15，平均孔隙度23%（奥陶系地层）；l2004年9月23日常规酸酸压施工。挤入井筒总液量124.4m3；排量1.6-3.9m3，初产：日产气10104 m3/d，后降低到4.7104 m3/d，油18.4 m3/d降低为8.4 m3/d，产量递减速度快。高粘压裂液体系研究高粘压裂液体系研究n基液粘度：基液粘度：42-63mpa.s42-63mpa.s；n残渣含量：残渣含量：160160183mg/l183mg/l；n岩心伤害率（塔中岩心伤害率（塔中31H631H6、塔中、塔中31H431H4）:28.6:28.631.1%31.1%l施工简况施工简况l时间：时间：20042004年年1010月月1616日；泵注管日；泵注管柱柱:89mm:89mm油管；注入液量：入地层油管；注入液量：入地层358.73m358.73m3 3；加砂量：；加砂量：30.54m30.54m3 3（40-40-6060目高强度陶粒）排量：目高强度陶粒）排量：4.0-4.0-4.5m4.5m3 3/min/min；砂浓度：；砂浓度：50-720kg/m50-720kg/m3 3塔中621井压裂施工曲线图010203040506070809010012:44:4914:08:0915:31:2916:54:4901002003004005006007008009001000油压（Mpa）套压（Mpa）排量（m3/min）交联（L/min）砂量（m3）砂浓度（kg/m3）n孔隙度：孔隙度：2-3%2-3%；n深度：深度：4600460051005100米米n地层压力系数：地层压力系数：1.151.15n地层温度：地层温度：120-130120-130压后效果：压后效果：典型井应用典型井应用塔中塔中621621井井压前产量：压前产量：0.105m0.105m3 3/d/d压后产量：压后产量：100m100m3 3/d/d六、低渗储层改造主要技术低渗透储层改造技术压裂酸化其它按规模：超大型压裂、大、中、小型压裂按目的层：合压、分压按工艺：压裂、酸压、限流、泡沫、干法等基质酸化深部酸化酸压裂等物理法改造波声场增产生物增产技术等水平井分段压裂技术国内水平井分段压裂主要有：限流压裂 液体胶塞分段压裂 机械桥塞分段压裂 水力喷射分段压裂国外水平井分段改造技术 永久式封隔器与滑套配合 投球分次作业 作业后钻掉封堵球 最多的一口井实现13级作业5 in.casing8 3/4 in.Open HoleKOP 9,900TVD 10,400MD 13,700TOC 5,1005 Shot 10,8405 Shot 11,6706 Shot 12,0406 Shot 12,8107 Shot 13,600连续油管压裂技术连续油管压裂技术在过去两年内，在北美有超过在过去两年内，在北美有超过1 1千多口千多口井通过连续油管压裂改造；到目前为井通过连续油管压裂改造；到目前为止超过止超过50005000口井进行了连续油管压裂。口井进行了连续油管压裂。第一次连续油管压裂作业，第一次连续油管压裂作业，1993.21993.2年，年，加拿大阿尔伯塔省东南部浅气层，通加拿大阿尔伯塔省东南部浅气层，通过过2-7/8“2-7/8“连续油管注入连续油管注入2525吨支撑剂，吨支撑剂，排量排量3.0m3.0m3 3/min/min。主要用于浅井多层陆上油气藏，用于主要用于浅井多层陆上油气藏，用于分层压裂酸化和小井眼压裂分层压裂酸化和小井眼压裂n对每个层进行改造；对每个层进行改造；n降低作业时间；降低作业时间；n不需要作业架、桥塞和井口装置；不需要作业架、桥塞和井口装置；n不需要打水泥；不需要打水泥；n减少了一些设备的租赁时间；减少了一些设备的租赁时间；n缩短了作业时间和排液时间，加速缩短了作业时间和排液时间，加速了生产速度。了生产速度。n比常规压裂比常规压裂NPVNPV提高提高3535110%110%。优优 点点应用情况应用情况复杂岩性储层酸压裂改造技术复杂岩性储层酸压裂改造技术0.010.1110100100010000010203040506070闭合压力(M P a)导流能力(m2.cm)盐酸多级注入酸压+闭合酸化多组分酸多级注入酸压+闭合酸化乳化酸不同组合技术酸蚀导流能力试验乳化酸不同组合技术酸蚀导流能力试验1.001.0010.0010.00100.00100.001000.001000.0010000.0010000.000 01010202030304040505060607070闭合应力（MPa）导流能力（m导流能力（m2 2_cm）_cm）乳化酸酸压闭合裂缝酸化乳化酸胶凝酸闭合酸化前置液乳化酸闭合酸化乳化酸不同工艺组合导流能力试验数据乳化酸不同工艺组合导流能力试验数据普通酸胶凝酸乳化酸多组分普通酸胶凝酸乳化酸多组分闭合酸闭合酸不同酸液体系下酸蚀裂缝导流能力试验结果不同酸液体系下酸蚀裂缝导流能力试验结果胶凝酸酸压多组分酸闭胶凝酸酸压多组分酸闭合酸化合酸化n复杂岩性：碎屑岩、碳酸盐岩、复杂岩性：碎屑岩、碳酸盐岩、粘土矿物各占粘土矿物各占1/31/3n由原来的各占由原来的各占1/31/3发展到以砂砾岩为主，发展到以砂砾岩为主，交互白云质细砂岩、白云质泥岩交互白云质细砂岩、白云质泥岩取得的效果：取得的效果：q形成的技术使老油形成的技术使老油田焕发青春，发现了田焕发青春，发现了50005000万吨储量的青西万吨储量的青西油田（油田（19991999年）；年）；q20022002年该技术进一年该技术进一步完善与提高，窿步完善与提高，窿8 8井井增加了增加了16581658万吨储量万吨储量（向南扩大了勘探区（向南扩大了勘探区域）；域）；q20042004年窿年窿104104井加深井加深井段成功改造，打开井段成功改造，打开了深层勘探局面。了深层勘探局面。图1 窿8井酸压施工曲线01020304050607080901000.005000.0010000.0015000.0020000.0025000.00时间（S）压力（MPa）00.511.522.533.54排量（m3/min）油压套压排量胶凝酸预处理乳化酸闭合酸80182020406080100120140160180200日产油量（m3/d）酸压前酸压后n预处理液预处理液25m25m3 3，胶凝酸，胶凝酸75 m75 m3 3，乳化酸，乳化酸50 m50 m3 3，多组分酸，多组分酸40 m40 m3 3，图613 窿104井施工曲线0102030405060708090100110120020406080100120140160180200施工时间（min）施工压力（MPa）00.511.522.533.544.555.56施工排量（m3/min）系列1系列2系列4系列3n预处理液预处理液39m39m3 3，胶凝酸，胶凝酸90 m90 m3 3，多组分酸，多组分酸28 m28 m3 3，图9 1 柳 10 2 井 酸 压 前后产量曲线图9 1 柳 10 2 井 酸 压 前后产量曲线0 020204040606080801001001201201401400 0303060609090120120150150180180210210240240270270300300330330360360生产时间（d）生产时间（d）产量（m产量（m3 3/d）/d）酸压前酸压前1999.01.011999.01.01酸酸 压压 后后 1999.01.291 999.12.311999.01.291 999.12.31图8-7 柳 1 0 2井 酸 压施工曲线020406080100120020406080100120140160180施工时间（m i n）施工压力（M P a）024681012施工排量（m3/min）井底施工压力施工排量井口施工压力n稠化酸稠化酸85 m85 m3 3，多组分闭合酸，多组分闭合酸42 m42 m3 3，10100.50.591.291.23 30102030405060708090100压前压后日产油量 方/天日产气量 万方/天累产累产113000113000吨，有效期吨，有效期20602060天，目前天，目前4141方方/天。天。累产累产123000123000吨，有效期吨，有效期910910天，目前天，目前167.9167.9方方/天。天。初产初产91.291.2米米3 3/天，有效期天，有效期150150天，目天，目前前22.722.7米米3 3/天。天。液氮助排水力压裂技术液氮助排水力压裂技术 降低了返排时间，提高了返排率和自喷率。降低了返排时间，提高了返排率和自喷率。工工艺艺类类型型井井数数入入井井液液量量(m3)排排出出液液量量(m3)返返排排率率(%)累累计计排排液液用用时时（小小时时）自自喷喷比比例例（%）2001 年年以以前前大大规规模模水水基基压压裂裂（加加砂砂规规模模 60-100 m3,注注 13.65m3液液氮氮,液液氮氮比比例例 2.22%）5689.3552.880.2平平均均:386.5最最小小:2962 20 0.0 02002 年年大大规规模模水水基基压压裂裂（加加砂砂规规模模 60-80 m3,注注 40.4m3液液氮氮,液液氮氮比比例例 7.4%）6548.9493.489.9平平均均:184.0最最小小:1446 66 6.7 7l 提高全程液氮伴助比例（提高全程液氮伴助比例（2%7%2%7%），改善低泡沫质量助排效果，累计），改善低泡沫质量助排效果，累计排液时间由排液时间由386386小时减少到小时减少到184184小时，返排率由小时，返排率由80.2%80.2%提高到提高到89.9%89.9%。七、压裂评估与测试压裂评估分压前、压裂过程监测与压后评估。压前评估主要是通过室内、现场试验测试，地质模拟研究等，为压裂方案设计提供基础数据与资料。压裂过程监测一是为了提供实时动态，保障施工顺利；二是为今后的压裂井提供改进信息。压后测试目的是检验实施效果、获取裂缝、地层、增产量的实际数据，并与设计参数比较，达到修订设计输入参数，提高设计的可靠性和有效性。压前评估的主要内容、室内试验研究：包括应用岩心获取物性数据、地应力大小与方位；压裂液的流变性、滤失与伤害；支撑剂导流能力；地层流体性质等。、现场测试试验：试井资料；测井资料、压力资料与小型测试压裂等。、地质资料评价：开发方案分析（基础地质数据、井网、产能设计），人工裂缝存在下的油藏模拟评价。、压裂风险评估与评价。压裂过程测试主要项目、压裂过程压力、排量、砂比的井口实时采集与分析；、井下压力、温度实时（或回放）测试；、压裂裂缝方位监测；、压裂液交联状况取样监测压后评价的主要项目、压后放喷参数与返排液量、破胶情况测试；、压后试油数据与解释结果分析；、压力恢复试井与解释；、裂缝高度测试；、产液剖面测试；、生产动态分析与评价等。测试压裂：不加支撑剂或少量支撑剂目 的：测取地层闭合应力、滤失性能等参数 台阶降排量测试方法分析裂缝进口摩阻 少量低浓度支撑剂段塞评价支撑剂替置问题以及采 取的补救措施 配合井温测井以解释裂缝高度结 果：获取地层参数，调整设计参数，建立优化设计模型。测试压裂测试压裂测试压裂诊断步骤测试压裂诊断步骤裂缝闭合裂缝闭合注入脉冲注入脉冲砂段砂段地面施工压力地面施工压力排量排量支撑剂浓度支撑剂浓度泵注时间泵注时间活性水活性水注入注入活性水活性水注入注入交联液交联液注入注入主压裂主压裂测试压裂诊断分析技术测试压裂诊断分析技术地层闭合应力分析方法地层闭合应力分析方法平方根法平方根法G函数法函数法双对数法双对数法分分析析压压力力降降落落曲曲线线地地层层闭闭合合应应力力测试压裂诊断分析实例测试压裂诊断分析实例Time(mins)Surf Pressure(MPa)Slurry Rate(m/min)Proppant Conc(kg/m)0.0 24.0 48.0 72.0 96.0 120.0 0.00 14.00 28.00 42.00 56.00 70.00 0.000 1.600 3.200 4.800 6.400 8.000 0 200 400 600 800 1000 1#1#小型压裂施工曲线小型压裂施工曲线 Time(mins)Measd Btmh(psi)Surf Press Tbg(psi)(d/dt)Surf Press Tbg(psi)5000 5600 6200 6800 7400 8000 0 1600 3200 4800 6400 8000 -725 -580 -435 -290 -145 0 0.0 17.0 34.0 51.0 68.0 85.0BH Closure Pressure:5675 psiClosure Stress Gradient:0.633 psi/ftClosure Time:77.7 minPump Time:24.0 minImplied Slurry Efficiency:61.3%Estimated Net Pressure:2170 psiF r a c tu r e c lo s u r eA A小型压裂平方根法分析结果小型压裂平方根法分析结果 Time(mins)Net Pressure(MPa)Slurry Rate(m/min)Observed Net(MPa)0.0 24.0 48.0 72.0 96.0 120.0 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 0.000 0.800 1.600 2.400 3.200 4.000 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00N e t p re ssu re m a tc h in g2#2#小型压裂净压力拟合结果小型压裂净压力拟合结果 G Function TimeMeasd Btmh(psi)(d/dG)Surf Press Tbg(psi)(Gd/dG)Surf Press Tbg(psi)0.000 0.680 1.360 2.040 2.720 3.400 0 1800 3600 5400 7200 9000 0 240 480 720 960 1200 0 600 1200 1800 2400 3000BH Closure Pressure:5927 psiClosure Stress Gradient:0.661 psi/ftClosure Time:62.9 minPump Time:24.0 minImplied Slurry Efficiency:57.8%Estimated Net Pressure:1919 psiFracture closure B B小型压裂小型压裂G G函数法分析结果函数法分析结果 Time(mins)Delta Pressure(psi)(d/dt)Delta Pressure(psi)0.100 1.000 10.00 100.0 5 50 500 5000BH Closure Pressure:5750 psiClosure Stress Gradient:0.642 psi/ftClosure Time:73.6 minPump Time:24.0 minImplied Slurry Efficiency:60.4%Estimated Net Pressure:2095 psiF ra c tu re c lo s u reC C小型压裂双对数法分析结果小型压裂双对数法分析结果 测试压裂诊断分析实例测试压裂诊断分析实例测试压裂解释结果测试压裂解释结果 国外水力裂缝实时诊断技术国外水力裂缝实时诊断技术1.1.裂缝是否在产层延伸？裂缝是否在产层延伸？2.2.裂缝能否控制在产层内或缝高控制裂缝能否控制在产层内或缝高控制?3.3.裂缝是否延伸至气顶或低水层？裂缝是否延伸至气顶或低水层？4.4.压裂规模、裂缝的形态及产能的关系？压裂规模、裂缝的形态及产能的关系？5.5.动态裂缝、支撑裂缝、有效裂缝之间的动态裂缝、支撑裂缝、有效裂缝之间的 关系关系.6.6.裂缝是否沿着主要的天然裂缝扩展？裂缝是否沿着主要的天然裂缝扩展？7.7.水平井方位与水平井裂缝方位？水平井方位与水平井裂缝方位？8.8.井网布置是否有利于提高扫油效率？井网布置是否有利于提高扫油效率？水水力力压压裂裂经经常常答答如如下下问问题题裂缝诊断技术原理裂缝诊断技术原理八、面临的技术问题与发展方向1、特低渗透油气藏的大型压裂改造技术2、重复压裂技术（高含水期）3、复杂结构井压裂改造技术4、高温、高压、深层改造技术5、裂缝性致密油气藏增产改造技术6、复杂岩性地层增产改造技术7、复杂断块油气藏整体压裂开发技术、水平井分段压裂、新型压裂材料1.1.（0.3-0.5 md0.3-0.5 md ）特低渗油藏的）特低渗油藏的单井产量单井产量（难题之一）（难题之一）特低渗油藏储层特征特低渗油藏储层特征：孔喉细小，毛管力大；比表面大，吸附作：孔喉细小，毛管力大；比表面大，吸附作用强，各种伤害敏感性强；存在启动压力，应力敏感性突出。用强，各种伤害敏感性强；存在启动压力，应力敏感性突出。特低渗油藏开发特征特低渗油藏开发特征：低产、低效；压力传导慢，注水见效差。：低产、低效；压力传导慢，注水见效差。特低渗油藏压裂难点特低渗油藏压裂难点：井网优化、压裂液选择；岩性致密，应力：井网优化、压裂液选择；岩性致密，应力较高；粘土含量高，塑性特征强，可能存在部分剪切缝；大型压较高；粘土含量高，塑性特征强，可能存在部分剪切缝；大型压裂；沉积相变快与裂缝方位变化风险，裂缝易扭曲和砂堵。裂；沉积相变快与裂缝方位变化风险，裂缝易扭曲和砂堵。国外在致密气砂岩压裂国外在致密气砂岩压裂方面研究与应用较多，方面研究与应用较多，但在致密油藏上的研究但在致密油藏上的研究与应用较少。与应用较少。（一）、目前存在的难题（一）、目前存在的难题2.2.复杂储层改造技术与储层的适应性复杂储层改造技术与储层的适应性（难题之二）（难题之二）大庆：大庆：深层火山岩，砂砾岩，海拉尔的凝灰岩深层火山岩，砂砾岩，海拉尔的凝灰岩 辽河：辽河：花岗岩花岗岩 华北：华北：泥灰岩，凝灰岩，砂砾岩，玄武岩泥灰岩，凝灰岩，砂砾岩，玄武岩 新疆：新疆：凝灰岩凝灰岩在储层评价、材料优化、裂缝起裂及延伸机理、射孔方在储层评价、材料优化、裂缝起裂及延伸机理、射孔方案优化、工艺参数设计、裂缝诊断及压后效果评估方面，案优化、工艺参数设计、裂缝诊断及压后效果评估方面，需研究不同的针对性措施及适应性。需研究不同的针对性措施及适应性。3.3.低渗储层水平井改造技术低渗储层水平井改造技术（难题之三）（难题之三）中石油近年所钻水平井数千口，相当井需改造措施提高中石油近年所钻水平井数千口，相当井需改造措施提高单井产量单井产量 国内水平井压裂经验不足，主要大庆、长庆应用较多国内水平井压裂经验不足，主要大庆、长庆应用较多如裂缝起裂及延伸规律、支撑剂的输砂剖面、多缝条如裂缝起裂及延伸规律、支撑剂的输砂剖面、多缝条件下的压后产量预测模型、多缝条件下的压裂压力响件下的压后产量预测模型、多缝条件下的压裂压力响应及裂缝诊断技术等，在理论上还远未解决；应及裂缝诊断技术等，在理论上还远未解决；水平井的分层井下工具还要进一步研究。水平井的分层井下工具还要进一步研究。4.4.新型压裂材料研究与应用需加强新型压裂材料研究与应用需加强（难题之四）（难题之四）压裂液：压裂液：国外在活性水压裂液、清洁压裂液、低分子压裂液国外在活性水压裂液、清洁压裂液、低分子压裂液及改变相渗的压裂液等方面，已获得规模应用，而及改变相渗的压裂液等方面，已获得规模应用，而国内大多处于室内跟踪研制阶段，活性水和清洁压国内大多处于室内跟踪研制阶段，活性水和清洁压裂液虽进行了现场试验，但都是零星的，也仅在个裂液虽进行了现场试验，但都是零星的，也仅在个别油田公司获得初步应用。别油田公司获得初步应用。支撑剂：支撑剂：国内获上市许可的支撑剂厂家有十多家，但品种单国内获上市许可的支撑剂厂家有十多家，但品种单一，质量也不稳定，且大多数是常规密度的支撑剂。一，质量也不稳定，且大多数是常规密度的支撑剂。国外的超低密度且高强度的支撑剂生产技术，还未国外的超低密度且高强度的支撑剂生产技术，还未引进国内，致使国内的水力压裂技术，一直难有大引进国内，致使国内的水力压裂技术，一直难有大的革命性的突破。的革命性的突破。5.5.裂缝诊断技术裂缝诊断技术（难题之五）（难题之五）国内的裂缝诊断技术大多基于间接的模型反演阶段，国内的裂缝诊断技术大多基于间接的模型反演阶段，无法获得现场实证：无法获得现场实证：如裂缝模拟软件对施工参数的反模拟；如裂缝模拟软件对施工参数的反模拟；压裂施工净压力拟合；压裂施工净压力拟合；压后产量的历史拟合研究；压后产量的历史拟合研究；压后试井分析；压后试井分析；地面电位法及水动力试井等方法也用来预测裂缝方位；地面电位法及水动力试井等方法也用来预测裂缝方位；压前压后井温测井技术或示踪剂技术用来估算裂缝高度等压前压后井温测井技术或示踪剂技术用来估算裂缝高度等。目前，国外的裂缝诊断技术价格昂贵，难以推广，国目前，国外的裂缝诊断技术价格昂贵，难以推广，国内还没有成熟使用的技术。内还没有成熟使用的技术。6.6.部分机理研究还需探索部分机理研究还需探索（难题之六）（难题之六）重复压裂技术研究（尤其是气藏重复改造技术）；重复压裂技术研究（尤其是气藏重复改造技术）；长期导流能力的支撑剂性能评价技术；长期导流能力的支撑剂性能评价技术；裂缝内相渗规律实验研究；裂缝内相渗规律实验研究；用于气井的导流能力测试技术；用于气井的导流能力测试技术；水力裂缝在特殊岩性储层中的破裂与延伸机理水力裂缝在特殊岩性储层中的破裂与延伸机理 不同压裂液体系下的储层和裂缝伤害定量实验。不同压裂液体系下的储层和裂缝伤害定量实验。（二）、下步发展方向（二）、下步发展方向1 1）低渗气藏高效优化增产改造技术）低渗气藏高效优化增产改造技术n气藏储层特性，井网匹配与改造工艺技术匹配的研究，（气藏压气藏储层特性，井网匹配与改造工艺技术匹配的研究，（气藏压裂工程研究）裂工程研究）n 低渗气藏低渗气藏分层改造分层改造技术、技术、二次改造二次改造、重复改造重复改造技术；深层高地应技术；深层高地应力低渗气藏改造技术；力低渗气藏改造技术；n 低渗碳酸盐岩储层（三类储层）深层改造工程技术（地面交联酸低渗碳酸盐岩储层（三类储层）深层改造工程技术（地面交联酸与灰岩加砂压裂技术）与灰岩加砂压裂技术）n 低伤害新型工作液研究以及支撑剂优先研究低伤害新型工作液研究以及支撑剂优先研究n 气藏改造优化设计、实施与评价技术气藏改造优化设计、实施与评价技术1.1.工艺技术研究工艺技术研究n 储层分类评级技术研究；储层分类评级技术研究；n 低成本压裂体系与低密度支撑剂低成本压裂体系与低密度支撑剂研究与优选研究与优选n 低渗油藏压裂改造与注水时机匹低渗油藏压裂改造与注水时机匹配优化研究。配优化研究。n 注水井提高注水效果研究注水井提高注水效果研究n 特低渗透油藏压裂改造提高单井特低渗透油藏压裂改造提高单井产量技术研究产量技术研究n 特低渗透油藏改造裂缝诊断与效特低渗透油藏改造裂缝诊断与效果评价研究果评价研究2 2）特低渗油藏提高注水效果与提高单井）特低渗油藏提高注水效果与提高单井产量的高效压裂技术产量的高效压裂技术3 3）低渗油气藏水平井、及复杂结构井压裂酸化改造）低渗油气藏水平井、及复杂结构井压裂酸化改造技术研究技术研究 直井开发、水平井开发产能比较研究；直井开发、水平井开发产能比较研究；低渗透油藏水平井改造前后产能预测技术研究低渗透油藏水平井改造前后产能预测技术研究 水平井、及复杂结构井改造射孔方案研究水平井、及复杂结构井改造射孔方案研究 水平井分段改造方法与工艺技术优化研究；水平井分段改造方法与工艺技术优化研究；水平井分段改造的现场实施工艺技术；水平井分段改造的现场实施工艺技术；水平井、及复杂结构井增产改造的低伤害工作液体系；水平井、及复杂结构井增产改造的低伤害工作液体系；水平井、及复杂结构井压后效果与施工评价技术研究水平井、及复杂结构井压后效果与施工评价技术研究5 in.casing8 3/4 in.Open HoleKOP 9,900TVD 10,400MD 13,700TOC 5,1005 Shot 10,8405 Shot 11,6706 Shot 12,0406 Shot 12,8107 Shot 13,6004 4）特殊岩性储层压裂酸化改造技术研究）特殊岩性储层压裂酸化改造技术研究 特殊岩性储层的增产机理、设计模型及相应的基础研究；特殊岩性储层的增产机理、设计模型及相应的基础研究；特殊岩性储层的压裂液体系与支撑剂体系研究特殊岩性储层的压裂液体系与支撑剂体系研究 大庆火山岩与致密砂砾岩储层压裂改造技术研究；大庆火山岩与致密砂砾岩储层压裂改造技术研究；玉门、青海复杂岩性储层压裂酸化改造技术研究；玉门、青海复杂岩性储层压裂酸化改造技术研究；华北泥灰岩储层压裂酸化改造技术研究；华北泥灰岩储层压裂酸化改造技术研究；新疆、二连油田凝灰岩储层压裂改造技术研究新疆、二连油田凝灰岩储层压裂改造技术研究 辽河变质岩与花岗岩储层压裂改造技术研究。辽河变质岩与花岗岩储层压裂改造技术研究。n 薄互层（多层）连续油管压薄互层（多层）连续油管压裂酸化改造技术研究裂酸化改造技术研究n 中高渗透层压裂改造技术中高渗透层压裂改造技术（压裂防砂技术）研究与应用（压裂防砂技术）研究与应用n 中高含水期重复压裂与提高中高含水期重复压裂与提高采收率新技术采收率新技术n 煤层气压裂改造新技术煤层气压裂改造新技术5 5）压裂酸化改造新技术应用研究）压裂酸化改造新技术应用研究n 低渗透未动用储量考虑压裂酸化低渗透未动用储量考虑压裂酸化改造作用下的经济评价区块优选技改造作用下的经济评价区块优选技术研究术研究未动用储量开发策略研究未动用储量开发策略研究n 水力压裂裂缝在天然裂缝性储层水力压裂裂缝在天然裂缝性储层中延伸机理研究；中延伸机理研究；n 支撑剂长期导流能力研究以及气支撑剂长期导流能力研究以及气体流动状态对长导的影响研究体流动状态对长导的影响研究2.应用机理和基础研究方面应用机理和基础研究方面n低分子瓜胶压裂液体系低分子瓜胶压裂液体系nVADVAD（清洁自转向酸）（清洁自转向酸）n地面交联酸地面交联酸n中、高温清洁压裂液体系中、高温清洁压裂液体系n超低密度、低密度支撑剂超低密度、低密度支撑剂n新型压裂酸化软件新型压裂酸化软件3.新产品、工具、软件的开发研究新产品、工具、软件的开发研究