壓裂酸化工藝發(fā)展概況

1、精品文檔你我共享 AAAAAA 壓裂酸化工藝發(fā)展概況 壓裂酸化技術(shù)難點(diǎn)和挑戰(zhàn) 正如在我國石油工業(yè)“十五”規(guī)劃報(bào)告指出的一樣：現(xiàn)在我國石油工業(yè)面臨的形勢是新區(qū)勘探開發(fā)困 難，老區(qū)的增產(chǎn)挖潛還有大量的工作要做。其中，常規(guī)的井網(wǎng)加密已經(jīng)效果不大，對酸化壓裂措施的認(rèn)識 不夠。同時，增產(chǎn)措施改造的對象越來越復(fù)雜，改造目標(biāo)已經(jīng)從低滲、單井發(fā)展到了中、高滲和油田整體 主要的難題集中在以下幾個方面: 1.復(fù)雜巖性油氣藏 指的是陸源碎屑巖、碳酸鹽巖和粘土礦物以一定比例均勻存在，沒有任何一種成份在主導(dǎo)地位。典型的代 表是玉門酒西盆地的清溪油田，該油田儲量高、品位好，但是儲層礦物組成十分復(fù)雜。由于礦物的不連續(xù) 分布

2、，酸壓后只能形成均勻、低強(qiáng)度的刻蝕；而水力壓裂由于發(fā)生支撐劑嵌入和粘土礦物的水敏、堿敏現(xiàn) 象嚴(yán)重，因此目前酸壓和水力壓裂技術(shù)對這類儲層多為低效或無效。 只能考慮從液體體系上改進(jìn)工藝措施。 2. 高溫、超高溫、深層、超深層和異常高壓地層 以準(zhǔn)葛爾盆地、克拉瑪依、塔里木和吐魯番為代表，如柯深 101井，壓力系數(shù)為2.0，溫度135攝氏度, 千米橋潛山地區(qū)井深 4000m 5700m，溫度在150攝氏度到180度之間。這種地層的技術(shù)難點(diǎn)往往是需要的 施工壓力和壓裂酸化液體不能達(dá)到要求；酸液的反應(yīng)時間短，酸蝕作用距離短。 3.低滲、低壓、低產(chǎn)、低豐度“四低”儲層 如中石油的長慶蘇里格氣田壓力系數(shù)在0.

3、8 0.9，滲透率為0.5 3.0達(dá)西，中石化的大牛地油田壓力系 數(shù)0.67 .0.98，滲透率僅為0.3 0.9達(dá)西。類似的這種儲層在我國占很大的比例，由于產(chǎn)生水鎖現(xiàn)象進(jìn) 而產(chǎn)生很難解除的水相圈閉，如果不采用特殊的工藝手段，很難得到高效開發(fā)。 4. 凝析氣藏 代表有千億方的塔里木迪那氣田和中原白廟深層凝析氣藏。這類油田酸化壓裂最大的問題是由于壓力降低 后凝析油的析出產(chǎn)生凝析油環(huán)，大大降低了天然氣的產(chǎn)量。 5.高含硫，高含二氧化碳油田 這類油田有被譽(yù)為“南方海相勘探之光”的普光氣田（儲量高達(dá) 1144億立方米）；580億立方米的羅家寨 氣田。這兩個氣田的含硫量都在 10%12%遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過3%勺行

4、業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。硫化氫的高還原性和化學(xué)反應(yīng)活性容 易產(chǎn)生單質(zhì)硫和硫化亞鐵沉淀，在酸化壓裂施工中造成二次傷害。同時，高含硫還會加大鉆、采、集、輸、 外運(yùn)的困難，尤其是在地形復(fù)雜，自然條件惡劣的四川丘陵地區(qū)。 6.異常破裂壓力油藏 這種油藏埋藏深度和破裂壓力不成正比，以川西致密須家河組和赤水地區(qū)為例: 2000多米的井深破裂壓力 高達(dá)90多兆帕，現(xiàn)場經(jīng)預(yù)處理措施之后， 施工壓力仍然高達(dá)80多兆帕。造成的直接后果就是壓不開地層, 酸液不能進(jìn)入，對設(shè)備的損害比較大。 7.縫洞型、裂隙型碳酸鹽巖 我國“九五”規(guī)劃最大的整裝油田一一塔河油田就是這類油田的代表。塔河油田 560萬噸產(chǎn)量中有 80%是 依靠壓裂酸化措

5、施取得的。而壓裂酸化中最大的難題是注入液體的濾失，因?yàn)檫@種縫洞型、裂隙型油藏已 經(jīng)并非常規(guī)意義上的裂縫和孔隙，而是體積巨大的溶洞和裂隙。 8. 低滲稠油 這類油田由于稠油的流動性差，向井流動困難，導(dǎo)致初期增產(chǎn)效果差或無效，酸化壓裂有效期短。 9.水平井、多分支等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井 我國從80年代中期在海上應(yīng)用水平井，水平井的采油工藝遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于鉆井技術(shù)的發(fā)展。 水平井等復(fù)雜結(jié)構(gòu) 井壓裂核心問題是起裂裂縫條數(shù)和裂縫方位的控制，水平井酸化存在的問題主要是酸液的均勻置放和長時 間浸泡下酸巖反應(yīng)機(jī)理。目前，在這方面已經(jīng)作了大量的研究工作。 酸化壓裂技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及創(chuàng)新 1.壓裂裂縫延伸數(shù)學(xué)模型研究 目前已取得的研

6、究成果主要為由西南石油學(xué)院率先提出的三維裂縫模型和控縫高技術(shù)以及“四變”：變排 量、變粘度、變支撐劑類型和支撐劑粒徑技術(shù)。 2.重復(fù)壓裂技術(shù) 重復(fù)壓裂定義為壓裂同一口井，同一個層位，同一個地方，區(qū)別于常規(guī)的認(rèn)為的第一次壓裂無效后的再壓 裂或是壓開不同層段。其技術(shù)核心可以概括為“堵老縫，壓新縫”，即：堵已經(jīng)成為儲水通道的縫，堵控 制區(qū)域已經(jīng)完全或大部分產(chǎn)出的老縫。壓新縫的關(guān)鍵是把握新縫壓開的時機(jī)，新縫的壓開總是發(fā)生在最大 最小應(yīng)力場改變時。 3. 高含硫油田 目前國外常用的方法是用互溶劑吸收生成的單質(zhì)硫?，F(xiàn)在又提出了“雙管齊下”的解決辦法：即同時降低 鐵離子濃度和用硫化氫吸收劑把單質(zhì)硫的形成扼殺

7、在搖籃中。 4.低滲低壓油田 目標(biāo)是減少水鎖和水相圈閉，可以考慮的途徑有：盡量減少進(jìn)入氣層的液量，減少濾液的表面張力，減少 毛管阻力。目前的措施包括: 提高返排速度：液氮伴注，分段破膠，強(qiáng)制閉合，高效返排; 二氧化碳泡沫壓裂; 自生氣/生熱增壓助排; 表面活性劑壓裂液 5. 異常破裂壓力 10MP a,410 MP a,5 MPa左右。 降低摩阻，增加酸液的密度和強(qiáng)度是治標(biāo)的方法。治本的途徑包括：高能氣體壓裂、酸化預(yù)處理、射孔參 數(shù)優(yōu)化?，F(xiàn)場實(shí)踐表明，通過上述方法可以分別減小井口壓力 6.復(fù)雜結(jié)構(gòu)井壓裂機(jī)理和技術(shù) 關(guān)鍵的技術(shù)是合理設(shè)計(jì)壓開裂縫條數(shù)，優(yōu)選裂縫長度。以前的觀點(diǎn)認(rèn)為水平井相當(dāng)于一口水

8、力壓裂井，但 是最新完井思想認(rèn)為水平井鉆成后必須要做增產(chǎn)措施才能發(fā)揮其全部產(chǎn)能。因此完井方式上要預(yù)先考慮有 利于裂縫的形成，有利于后續(xù)的酸化壓裂改造。 7.酸化壓裂新觀點(diǎn): 傳統(tǒng)觀念認(rèn)為碳酸鹽巖水力壓裂會造成礦物脫落，堵塞裂縫和孔隙，一般增產(chǎn)措施應(yīng)該采用酸壓和基質(zhì)酸 化；而砂巖油藏由于膠結(jié)疏松，容易壓破地層邊界，酸液均勻溶蝕巖石，不能形成溝槽，酸壓后裂縫大部 分閉合，沒有形成導(dǎo)流能力等原因，經(jīng)典教科書上都不推薦采用酸壓?，F(xiàn)場作業(yè)已經(jīng)大大地挑戰(zhàn)了上述傳 統(tǒng)觀點(diǎn)，如采用酸基壓裂液，凍膠酸的碳酸鹽巖水力壓裂以及砂巖儲層的酸壓都取得了不錯的增產(chǎn)效果, 但其機(jī)理研究還需進(jìn)一步深入。 沁園春 北國風(fēng)光, 里冰封, 里雪飄。 望長城內(nèi)外, 惟余莽莽