压裂酸化新技术应用课件.ppt

2010,年压裂酸化新技术应用,井下作业公司压裂技术服务大队,2010.11,一、,2010,压裂酸化情况,二、分层压裂技术,三、类泡沫压裂技术,四、拖动酸化技术,五、水力喷砂射孔及水力喷射孔分层压裂技术,六、压裂前注氮气提高返排技术,七、多氢酸酸化技术,八、建立人工井壁防砂技术,九、,2011,年新技术的发展方向,2010,年压裂酸化新技术应用,?,压裂,95,井次：乳化压裂,2,井次、类泡沫压裂,2,井次、,油基压裂,4,井次、水力喷砂射孔,3,井次,、,水力喷砂,射孔压裂,1,井次、常规压裂,83,井次。,?,酸化,49,井次：酸压,1,井次、拖动酸化,1,井次、常规,酸化,11,井次、小型酸化,36,井次（多氢酸）。,?,防砂,16,井次：高压充填防砂,3,井次、建立人工井,壁防砂,2,井次、常规防砂,11,井次。,2010,年压裂酸化情况,?,多油层油井由于层间渗透率差异大，地层的破裂,压力差别也很大，井段又长，全井筒压裂时，裂,缝便在地层破裂压力相对较低的高渗透油层中延,伸，而低渗透油层难以被压开，产能不能释放出,来，影响压裂效果。不动管柱分层压裂工艺的应,用，不仅提高了产量，而且减低了费用和降低了,风险。,分层压裂技术,?,2009,年施工,10,口井，成功,1,口井，成功率,10%,；,2010,年施工,6,口井，成功,4,口井，成功率,66.67%,。为了保证分层压裂的成功，,我们进行了多方面的工作：首先通过加强与建设方、设计方的,沟通，在施工工艺上加以改进，特别是压裂液配方和压裂工艺,的改进，工艺上,2009,年采用的是先压裂一层,+,投暂堵球,+,打滑套,压裂三层的工艺，成功率很低，,2010,年改成,压开一层再投暂堵,球压开另一层，然后停泵,3-5,分钟把暂堵球落下去，再同时压裂,这两层，最后投钢球打滑套压裂第三层，,成功率大大提高；其,次是在施工准备上下功夫，加强设备的维护，优化车辆的摆放、,管线的连接等工序。,分层压裂技术,南浅,1-06,井施工工序,第,/,层段,1202.6m-1204.5m/1207.6m-1210.5m,序号,液体类型,排量,m,3,/min,体积砂比,%,阶段砂量,m,3,阶段液量,m,3,备注,1,预处理液,1.0,HRS,2,前置液,3.5,12.0,3,前置液,2.5,3.0,投暂堵球,53,个,4,前置液,3.5,10.0,5,停泵,5min,6,前置液,3.5,10.0,7,段塞,3.5,10.5,0.84,8.0,8,前置液,3.5,10.0,9,携砂液,3.5,7.0-42.0,9.94,43.0,10,顶替,3.5,5.5,11,投钢球,等待,30min,第层段,1113.3m-1115.6m,12,打滑套,13,前置液,2.7,15.0,14,段塞,2.7,10.5,0.63,6.0,15,前置液,2.7,15.0,16,携砂液,2.7,7.0-42.0,8.12,37.0,分层压裂技术,分层压裂技术,2009,年施工的,10,口井,井,号,设计施工几层,施工日期,施工情况,南浅,23-16,井,三层,2009.5.27,不成功,南浅,23-16,井,三层,2009.6.10,不成功,南浅,21-12,井,两层,2009.6.10,成功两层,南浅,26-06,井,两层,2009.6.23,不成功,南浅,1-8,井,三层,2009.7.27,成功一层,南浅,4-3,井,二层,2009.8.4,成功一层,南浅,4-6,井,二层,2009.8.29,成功一层,南浅,23-14,井,三层,2009.9.11,成功两层,南浅,6-8,井,两层,2009.9.29,成功一层,南浅,6-4,井,两层,2009.9.30,成功一层,分层压裂技术,2010,年施工的,6,口井,井,号,设计施工层数,施工日期,施工情况,南浅,21-15,井,三层,2010.5.30,成功三层,南浅,1-07,井,三层,2010.6.8,成功三层,南浅,1-06,井,三层,2010.6.11,成功两层,南浅,1-08,井,两层,2010.6.11,成功一层,南浅,1-04,井,三层,2010.6.19,成功三层,南浅,22-07,井,三层,2010.10.13,成功三层,分层压裂技术,压裂效果,井,号,压裂前,产液,压裂前,产油,转抽后,产液,转抽后,产油,南浅,21-15,井,0.66,0.31,7.94,2.07,南浅,1-06,2.16,0.74,8.45,2.62,南浅,1-08,1.8,0.32,4.82,0.74,南浅,1-04,2.82,1.64,7.23,1.64,?,类泡沫压裂液实际上就是一种液包气乳化液，或者说,泡沫是气体分散于液体中的分散体系。泡沫提供了高粘,度和优良的支撑剂携带能力。在施工过程中，保持稳定,的泡沫，干度范围极为重要。干度低于,52,的体系仅能,称为增能体系，典型的压裂施工设计达到,70,、,75,、,80,泡沫干度，这意味着压裂液的,70,，,75,或,80,是,气。一般，随着泡沫干度从,60,增到,90,，泡沫的稳定,性和粘度也增大。超过,90,，泡沫恢复成雾状。,泡沫压裂液适用于低压低渗和水敏性储集层。泡沫压裂,液具有易返排、低滤失、粘度高、携砂能力强。对储集,层伤害小等优点。其不足之处在于压裂施工中需要特殊,的设备装置、施工难度大。,类泡沫压裂技术,类泡沫压裂液配方及配液顺序,基液,添加剂名称,重量加量,%,性能要求,准备量,t,清水,140.00,Na,2,CO,3,0.1,6PH,值,7,0.14,KCL,1.0,1.4,类泡沫压裂专用起泡沫剂,SRA,4.9,6.86,类泡沫压裂专用起泡沫剂,SRB,6.3,8.82,常规羟丙基胍胶,0.55,粘度,35mPa.s,0.77,压裂防膨剂,1.0,防膨率,60%,1.4,破乳助排剂,1.0,表面张力,30,1.4,酸性液,清水,15,缓蚀剂,3,0.45,类泡沫压裂专用催化剂,HC,0.6,破胶剂,类泡沫压裂专用破胶剂,YB,70kg,?,应用情况,七个泉油田进行了七,5-38,井（净液量,110.20,方，,加砂,19,方）、七,6-8,井,(,净液量,85.10,方，加砂,12,方,),两口井的类泡沫压裂工艺，压裂后返排率分别为,58%,、,82%,，体现了低污染、易返排的特点，压,裂后增产效果明显。,类泡沫压裂技术,?,增产效果,类泡沫压裂技术,井号,压裂前日产油,（,t,）,压裂后日产油,（,t,）,七,5-38,井,1.8,6.2,七,6-8,井,2.3,5.1,类泡沫压裂技术,类泡沫压裂技术,?,2010,年,9,月,14,日，压裂技术服务大队利用连续油,管车、压裂车及地面管汇、相关施工工具，依靠,自己的技术力量，采用多氢酸和可以自生气体有,利返排处理技术的酸化工艺措施，对花,H3,井成功,进行了拖动酸化作业，施工历时,10,多个小时，这,在油田开发上还是第一次。,花,H3,井是柴达木盆地,花土沟油田构造中部的一口采油井，完钻井深,1102,米，水平井段,852-1102,米，水平段长,250,米，,通过对射孔井段实施全井段酸化，解除完井作业,及射孔过程中造成的储层伤害，改善近井地带的,渗透能力，提高油井产液能力。,连续油管拖动酸化技术,?,与以往在油田进行拖动酸化作业的不同之处，,以往都是借助外油田的技术力量和连续油管车，,公司的压裂车组只是在现场做好配合才得以完,成施工，,第一次完全独立依靠自己的压裂和连,续油管装备和技术成功实施了花,H3,井的拖动酸,化作业。,连续油管拖动酸化技术,连续油管拖动酸化技术,井号,施工,日期,施工,前日,产油,施工日期,/,日产油,9.17,9.20,9.30,10.17,11.15,花,H3,井,9.14,0.4-,0.7,1.5,2.9,3.9,2.6,2.2,花,H3,井酸化泵注程序,序,号,施工步聚,注入,液量,m,3,排量,m,3,/min,平均拖,动速,度,m/min,施工,压力,MPa,拖动距离,m,/,时间,min,备注,1,替前置酸,6,0.3,HCL+,微乳酸,2,前置酸,4,0.3,40,3,主体酸,30,0.3,0.5,40,50/100,HCL+,多氢酸,+,微乳酸,4,停止注酸,5,50/10,5,主体酸,50,0.3,0.9,40,140/150,6,隔离液,3,0.4,40,7,处理液,A,20,0.5,40,生成剂,+,分,散剂,8,隔离液,3,0.6,40,缩膨剂,9,处理液,B,10,0.7,40,微乳酸,10,顶替液,6,0.8,40,缩膨剂,连续油管拖动酸化技术,?,水力喷砂射孔是根据水动力学动量,-,冲量原理，,固体颗粒受水载体加速，高速冲击套管和岩石，,产生切割作用。水力喷砂分段压裂是集射孔、压,裂、隔离一体化新型增产措施，无需封隔器、准,确造缝、一趟管柱多段压裂，提高效率和安全性，,减少施工风险、降低伤害和成本。适用范围：裸,眼井、套管井或筛管井；水平井、大斜度井、分,支井或垂直井。,水力喷砂射孔及分段压裂技术,水力喷砂射孔及分段压裂技术,?,水力喷砂射孔进行了三次：南浅,6-6,井（两次），切,28,井。南浅,6-6,井第一次水力喷砂射孔施工正常，后起出,管柱检查发现单流阀存在问题，射孔未成功；第二次水,力水力喷砂射孔施工后又挤入少量酸进行了酸化，施工,成功；切,28,井本来是喷砂射孔压裂，因为喷砂射孔成功,后施工时套管压力高而停止施工。在保证设计、井下工,具正常的情况下水力喷砂射孔是安全和成功的，但单独,进行喷砂射孔不划算，不能发挥水力喷砂射孔压裂的优,势。,水力喷砂射孔及分段压裂技术,水力喷砂射孔及分段压裂技术,?,水力喷砂射孔分段压裂进行了南浅,1-07,井一井,次，两段油层喷砂射孔压裂，两段喷砂射孔用,液,139.65,方，用石英砂,6.05,方，两段压裂用液,190.25,方，加砂,24.25,方，施工成功。压裂前南,浅,1-07,井日产油,0.9,方，压裂后增产到日产油,1.25,方。,水力喷砂射孔及分段压裂技术,水力喷砂射孔及分段压裂技术,水力喷砂射孔及分段压裂技术,?,压裂后的液体返排关系到压裂后的增产效果、地层污,染等一系列的问题，特别是低渗油气藏来说尤为重要，,现在的返排技术非常多，有抽汲返排、水力射流泵返排、,压裂施工中液氮伴注返排、连续油管气举返排、氮气泡,沫排液等几种主要的返排技术，相比这几种返排技术，,除液氮伴注返排是自喷返排技术外，其它的返排技术其,实是诱喷返排，只能在井筒内诱喷，诱喷返排具有工艺,简单、施工方便、排液速度快等优点，缺点是对于地层,能量低、渗透性差、深油气井的效果差，而且另外采用,压裂前注氮气提高返排技术,?,诱喷技术准备返排时间长，等返排时可能已经产生油,层污染；液氮自喷返排具有施工简单、返排效率高、对,地层污染小等优点，缺点是成本高、注入量较少，针对,这几种返排技术的优缺点，我们井下作业公司积极开拓,新思路，与油田单位沟通，进行了两口井的压裂前注氮,气工艺，在压裂前注氮气技术一是成本低、施工方便；,二是注入的氮气可以深入油层进行压裂液的自喷排液，,减少了返排时间和施工周期；三是减少对地层的污染。,压裂前注氮气提高返排技术,?,压裂施工前注氮气进行了切,607,井和乌,4-26,井两口井的,应用：切,607,井施工前注氮气,6770,方，压裂施工注入压,裂液,219.20,方，加砂,20.02,方，自喷排液量达到,84.10,方，,返排率达到,67%,，虽然返排后起钻砂卡，存在多方面的,原因，可能与关井时间、返排速度、液体性质、井下工,具等都有关系；乌,4-26,井施工前注氮气,4000,方，压裂施,工注入压裂液,89.30,方，加砂,13.00,方，自喷排液量,70,方,左右，返排率达到,78%,。,虽然压裂前注氮气工艺存在一,定的难度，但这个工艺是值得研究的一个课题。,压裂前注氮气提高返排技术,?,同一区块压裂后返排情况对比,压裂前注氮气提高返排技术,井号,日期,压裂注入净液量,（方）,自喷排液量,（方）,抽汲排液量,(,含水,),/,排液天数,切,167,井,10.28,124.9,15.7,59.0/8,切,20,井,8.13,130.4,18.6,209.7/10,切,607,井,4.5,224.0,84.1,65.5/4,乌,110,井,8.9,191.4,36.6,86.0/17,乌,4-26,井,11.5,89.3,70,无,压裂前注氮气提高返排技术,压裂前注氮气提高返排技术,?,施工关键：,一是切,607,井注完氮气后一部分氮气聚集在井,口打开闸门施工时气反顶压裂泵凡尔，影响上液，,要做好排空工序；二是注氮气后施工压力变化较,大，控制好加砂过程是一个关键；三是要控制施,工后放喷速度；四是压裂前注氮气也是一个摸索,的过程，还需要对注氮气量、压裂液体、施工规,模、压裂后关井时间及返排速度等进行优化。,压裂前注氮气提高返排技术,?,酸化技术是油气井增产、注水井增注的重要手段，其,目的是消除近井地带储层伤害。常规土酸体系是砂岩酸,化最常用的酸液体系。但是高温下土酸与地层岩石矿物,反应速度快而导致处理范围有限、二次沉淀物产生降低,处理效果及高温下缓蚀问题等，一直是困扰砂岩储层酸,化的主要技术难题。现存的很多缓速酸液在尝试解决这,些问题，但是这些体系不能克服氢氟酸与粘土和石英界,面反应速率的巨大反差，并且二次沉淀问题也没有得到,很好的解决。,多氢酸酸化技术,?,多氢酸是一种为了满足深部酸化施工要求而开发的,多级酸液体系，多氢酸是一种具有多级电离功能的缓,速酸，是一种复合磷酸体系。在一个多氢酸分子体上,结合有多个,H+,（最多可达,5,个,H+,），但是这些,H+,的,活性依据其所处位置的不同而不同，且每一级的,H+,都,大致相同。在使用时，在地层环境的作用下，多氢酸,中活性较高的一级,H+,首先发生电离生成活性,H+,而提,供酸性，进而是二级电离，依次进行下去。保证了整,个过程中,H+,的平缓释放和氢离子浓度的均衡，降低了,强酸性对近井地带的破坏。增强了酸液的深部解堵能,力。同时本身还具有很强的络合能力、防乳化、抗酸,渣能力。,多氢酸酸化技术,多氢酸酸化技术,跃新深,4-3,井液体配制,名称,预处理酸,15m,3,处理本,30m,3,洗井液,15m,3,盐酸,HCL,5000kg,9000kg,多氢酸,CH-59,2500kg,缓蚀剂,QHS-H1,180kg,360kg,铁离子稳定剂,QTW-G1,200kg,400kg,互溶剂,QHR-1,400kg,600kg,?,酸化应用：,多氢酸应用于注水井和高温井具有良好的,效果，采油一厂进行了,36,口注水井的多氢酸酸,化，成功率,100%,，施工前注水压力,20MPa,以,上，酸化完后注水压力降低,5-10MPa,，降低了,注水压力和地底污染，延长了注水井的使用维,护时间，保证了注水的顺利进行。,多氢酸酸化技术,多氢酸酸化技术,序,号,井号,施工,日期,措施,前,日注,（方）,日增注（方）,3,月,4,月,5,月,6,月,7,月,8,月,9,月,1,跃,6-17,3.16,0,52.44,47.57,46.52,46.74,44.16,66.04,56,2,跃,2-331,3.17,0,65.57,49,43.97,44.47,27.23,24.32,27,3,跃新,2-3,3.18,2,60.69,45.07,38.1,39.67,37.1,37.32,35.88,4,跃,2-311,3.22,0,74.11,67.63,87.32,77.8,61.9,70.45,68.24,5,跃,17,4.28,0,22.5,37,37.71,35.06,37.13,36.38,6,跃,3253,4.29,10,112,23.81,33.83,26.68,27.74,58.91,7,跃,4-33,5.12,0,48.89,43.77,43.1,38.65,29.19,8,跃,3-331,5.12,0,56.25,43.63,41.32,39.68,51.04,9,跃,5-331,5.18,0,50.69,40.27,38.84,28.58,13.69,10,跃,6-7,5.24,0,61.64,45.79,48.03,49.55,40.69,?,人工井壁防砂是化学防砂中的一大类，属于颗粒防砂。,它是利用有特定性能的胶结剂和一定粒径的颗粒物质按,比例在地面混合均匀，或风干后再粉碎成颗粒。也可直,接用可固结的颗粒，用油基或水基携砂液泵入井内通过,炮眼，在油层套管外堆积填满出砂洞穴，在井温及固化,剂作用下，凝固后形成具有一定强度和渗透性的防砂屏,障，即人工井壁。这些人工井壁阻挡地层砂进入井筒，,达到防砂目的。此类方法适用油井已大量出砂，井壁形,成洞穴的油水井防砂。,建立人工井壁防砂技术,涩,4-1,井施工用液,序号,液体名称,用量,(m,3,),配制说明,1,防砂液,A,15,10,预处理剂和地层水在,20m,3,罐,车配制,2,防砂液,B,120,地层水,+2%,强化剂,3,顶替液,40,地层水,涩,4-1,井泵注程序,施工,排量,液量,砂比,砂量,累砂量,累液量,施工,时间,备,用液,(,m,3,/Min),（,m,3,）,（,%,）,（,m,3,）,（,m,3,）,（,m,3,）,（,min,）,注,前置液,1,15,15,15,防砂液,A,携砂液,1.5,10,8,0.8,0.8,25,6.7,防砂液,B,1.5,20,10,2,2.8,45,13.3,1.8,30,12,3.6,7.4,75,16.7,1.8,20,18,3.6,10,95,11.1,1.5,10,25,2.5,12.5,105,6.7,顶替液,0.6,2.6,107.6,69.5,防砂液,B,?,建立人工井壁防砂在涩北涩,4-34,井、涩,4-1,井得了成,功运用，涩,4-34,井净液量,88.01,方，加砂,10.50,方，涩,4-,1,井,10.9.25,方，加砂,9.25,方，这两口井施工前产气为,0,方，目前正在放喷中，效果较好。另外同期施工的高,压充填取得成功，涩,1-17,井防砂前日产气,1.7,万方，施,工后日产气,2.3,万方，涩,3-12,井防砂前日产气,0,方，施,工后日产气,1,万方。,建立人工井壁防砂技术,建立人工井壁防砂技术,?,水平井分层喷砂射孔压裂（油管或连续油管）；,?,连续油管压裂酸化技术；,?,薄互层压裂技术；薄互层（多层）连续油管压裂酸化,改造技术研究；,?,压裂裂缝监测和诊断技术；,?,低渗油井返排技术；,?,低渗气藏分层改造技术、二次改造、重复改造技术；,?,低伤害新型压裂液研究以及支撑剂优先研究。,2011,年新技术的发展方向,2011,年新技术的发展方向,液,罐,压,裂,车,流量计,连,续,油,管,主车,压,力,表,至,液,罐,或,排,污,池,压力传感,器,引鞋,120mm,变扣,120mm,接箍,130mm,筛管,410mm,接箍,140mm,下扶正器,210mm,单向阀,110mm,喷枪,360mm,上扶正器,240mm,接箍,130mm,接头,CT,连续油管压酸化井场设置图及入井工具图,2011,年新技术的发展方向,连续油管喷砂射孔压裂填砂分压裂图,2011,年新技术的发展方向,低渗油井返排技术,?,一、抽汲排液技术,?,二、水力泵排液技术,?,三、伴注液氮自喷排液技术,?,四、连续油管氮气助排工,?,艺技术,?,五、套管反注气举排液技术,?,六、氮气泡沫排液技术,2011,年新技术的发展方向,?,压裂液体发展趋势,:,?,水基液：胍胶液（胍胶豆胍胶、羟丙基胍胶、,羧甲羟丙基胍胶）、清洁压裂液、低聚合物压,裂液、类泡沫压裂液。,?,油基液：油冻胶油基液，稠化油油基液，乳化,压裂液。,?,支撑剂选择,:,?,石英砂、粉陶、陶粒（粒径、密度、强度）、,树脂砂、覆膜砂。,低伤害新型压裂液研究以及支撑剂优先研究,谢,谢！,请批评指正,