纖維壓裂技術(shù)開(kāi)題

1、遼河油田公司科技項(xiàng)目立項(xiàng)建議書(shū)項(xiàng)目名稱(chēng)：提高難采儲(chǔ)量動(dòng)用程度技術(shù)研究與應(yīng)用課題名稱(chēng)：纖維加砂壓裂技術(shù)研究項(xiàng)目建議人：劉偉申報(bào)單位：鉆采工藝研究院主要協(xié)作單位：起止時(shí)間：2010.12101.12遼河油田公司科技處編制年 月曰填一、項(xiàng)目概要壓裂中的支撐劑回流、支撐劑沉降和支撐劑破碎運(yùn)移堆積現(xiàn)象使得壓裂實(shí)際 的裂縫導(dǎo)流能力達(dá)不到設(shè)計(jì)的指標(biāo)，壓裂效果往往沒(méi)有預(yù)期的那么好，為了解決 這一難題，通過(guò)大量的調(diào)研國(guó)內(nèi)外資料和前期準(zhǔn)備工作，我們開(kāi)展了本項(xiàng)目的研 究。本項(xiàng)目主要對(duì)纖維加砂壓裂技術(shù)展開(kāi)研究，通過(guò)對(duì)纖維加砂壓裂機(jī)理、快速 分散纖維的研制和評(píng)價(jià)、纖維添加泵的研制與評(píng)價(jià)以及纖維加砂壓裂工藝方案的 研究，

2、實(shí)現(xiàn)可以自主進(jìn)行纖維加砂壓裂的目標(biāo)。二、立項(xiàng)的必要性及意義壓裂是低滲、特低滲油氣藏的最有效的增產(chǎn)改造措施之一，其中支撐裂縫的 長(zhǎng)度、導(dǎo)流能力以及壓裂液的二次污染是決定壓裂工藝效果的最主要的因素。長(zhǎng) 久以來(lái)壓裂技術(shù)人員都在為改善這些參數(shù)，提高壓裂效果而不懈努力，但是始終 面臨幾個(gè)難題無(wú)法解決：1、壓后加快排液速度降低壓裂液濾失和控制支撐劑回流返吐相矛盾：排液 速度太快就可能超過(guò)臨界出砂流速，導(dǎo)致支撐劑回流；排液速度太低又會(huì)導(dǎo)致排 液時(shí)間增加和返排率下降，加重地層傷害，尤其是低滲透致密儲(chǔ)層，對(duì)滯留傷害 敏感。液氮拌注增能壓裂、泡沫壓裂液作業(yè)，壓后返排速度快，支撐劑更容易返 吐，限制了返排速度的進(jìn)一

3、步提高。優(yōu)化壓裂液破膠性能、頂替液量、排液工藝， 提高油嘴和彎頭等的抗沖蝕性等，屬于常規(guī)工藝措施，是一種保守療法，并不能 提高臨界出砂流速，甚至?xí)档头蹬潘俣取?、重力作用導(dǎo)致支撐裂縫鋪砂不均勻，降低裂縫有效性：加砂壓裂時(shí)，通 常裂縫會(huì)突破產(chǎn)層段而向上下延伸。在裂縫閉合前，隨著壓裂液的破膠降粘，支 撐劑逐漸沉到裂縫底部，而使產(chǎn)層段的鋪砂濃度降低，降低其導(dǎo)流能力。尤其是 產(chǎn)層薄、上下隔層應(yīng)力差小的情況下，壓裂作業(yè)排量高、凍膠粘度高，縫高更容 易失控而過(guò)度延伸，支撐劑可能在產(chǎn)層段只有少量的充填，而大部分充填在裂縫 底部，造成產(chǎn)層段改造不充分。3、支撐劑破碎，降低裂縫導(dǎo)流能力：加砂壓裂結(jié)束后，隨著裂

4、縫閉合，部 分支撐劑被壓碎成細(xì)小的顆粒，在生產(chǎn)壓差的作用下，這些小顆粒逐漸向井筒方 向運(yùn)移堆積，堵住支撐劑間的空隙，降低其導(dǎo)流能力。支撐劑的破碎率越大，這 種導(dǎo)流能力傷害就越明顯。尤其是在作變粒徑支撐劑壓裂（如尾追粗粒支撐劑、 加粉陶降濾等）時(shí)，遠(yuǎn)端的小粒徑支撐劑逐漸向近端的大粒徑支撐劑運(yùn)移，造成 導(dǎo)流能力降低更加明顯。本項(xiàng)目研究的纖維加砂壓裂技術(shù)，利用纖維將支撐劑相對(duì)均勻的分布在裂縫 當(dāng)中，解決支撐劑回流、沉降和破碎運(yùn)移傷害，大幅度提高裂縫的有效性，對(duì)提 高加砂壓裂的增產(chǎn)效果有著十分重要的意義。三、國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及市場(chǎng)需求分析國(guó)內(nèi)外對(duì)于纖維加砂壓裂技術(shù)的提出相對(duì)較早，但由于纖維性能和添加技術(shù)

5、 不完善，一直沒(méi)有進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，2000年以后，隨著對(duì)纖維和纖維添加技術(shù)研 究的深入，國(guó)外一些大的服務(wù)公司如斯倫貝謝公司已經(jīng)掌握纖維加砂壓裂技術(shù)， 可以進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，但是國(guó)外對(duì)于纖維加砂壓裂的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用報(bào)道還是相對(duì)較少。最近幾年，國(guó)內(nèi)在纖維的研制和纖維添加泵的研制上有了很快了的發(fā)展，目 前纖維壓裂工藝已在西南地區(qū)約10多口井成功推廣應(yīng)用，既有尾追纖維壓裂， 也有全程纖維網(wǎng)絡(luò)壓裂，均取得良好的應(yīng)用效果，其市場(chǎng)前景非常樂(lè)觀(guān)。四、項(xiàng)目攻關(guān)目標(biāo)，主要研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)1、項(xiàng)目攻關(guān)目標(biāo)：通過(guò)本項(xiàng)目的研究，研制出一種具有快速分散性能的纖維和一種 可用于纖維加砂壓裂的纖維添加泵，最終實(shí)現(xiàn)自主進(jìn)行纖維加砂壓 裂

6、。2、主要研究?jī)?nèi)容纖維加砂壓裂機(jī)理研究快速分散纖維的優(yōu)選與性能評(píng)價(jià)快速分散纖維的優(yōu)選快速分散纖維分散性能評(píng)價(jià)快速分散纖維配伍性能評(píng)價(jià)快速分散纖維防砂性能評(píng)價(jià)快速分散纖維防懸浮性能評(píng)價(jià)快速分散纖維對(duì)裂縫倒流能力影響評(píng)價(jià)纖維添加泵的研制纖維添加泵整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)纖維添加泵各組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)纖維添加泵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)纖維添加泵性能評(píng)價(jià)纖維加砂壓裂工藝方案研究纖維加入方式研究纖維加砂壓裂工藝優(yōu)化研究(壓裂液交聯(lián)、頂替、返排)五、預(yù)期成果、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核指標(biāo)1、預(yù)期成果優(yōu)選出可用于纖維加砂壓裂施工的快速分散纖維1種研制出可用于纖維加砂壓裂施工的纖維添加泵1套2、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核指標(biāo)5s以?xún)?nèi)快速分散纖維在壓裂液基液

7、中未分散纖維量小于5%。纖維添加泵可以滿(mǎn)足1.3%的纖維濃度加量的施工。六、計(jì)劃進(jìn)度安排(分季度安排)一季度：纖維加砂壓裂機(jī)理研究快速分散纖維的優(yōu)選二季度：快速分散纖維的性能評(píng)價(jià)纖維添加泵整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)纖維添加泵各組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三季度：纖維添加泵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)纖維添加泵性能評(píng)價(jià)四季度：纖維壓裂工藝方案研究現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)資料整理、成果匯報(bào)七、前期科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)工作基礎(chǔ)和支撐條件分析1.前期科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)工作基礎(chǔ)2002年已參觀(guān)過(guò)斯倫貝謝公司的纖維加砂壓裂，隨后開(kāi)展了一些纖 維加砂壓裂理論方面的前期研究和可行性研究，為此次項(xiàng)目的開(kāi)展奠 定了一定的基礎(chǔ)。2.需要其它部門(mén)或外協(xié)解決的關(guān)鍵技術(shù)，試驗(yàn)手段等3

8、 .與國(guó)內(nèi)外合作研究及技術(shù)引進(jìn)情況- = =i八、經(jīng)費(fèi)預(yù)算- = =i八、經(jīng)費(fèi)預(yù)算表一項(xiàng)目投入總經(jīng)費(fèi)（單位：萬(wàn)元）資金來(lái)源自 籌申請(qǐng)補(bǔ)助其 他金 額60表二 項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算表（單位：萬(wàn)元）序項(xiàng)目分類(lèi)數(shù)量核算標(biāo)準(zhǔn)金額小計(jì)申請(qǐng)補(bǔ)助1直接材料費(fèi)纖維35壓裂液2序項(xiàng)目分類(lèi)數(shù)量核算標(biāo)準(zhǔn)金額小計(jì)申請(qǐng)補(bǔ)助2儀 器 設(shè) 備 購(gòu) 置 費(fèi)（列名稱(chēng)及型號(hào)）3科 技 外 協(xié) 費(fèi)（名 稱(chēng)）4現(xiàn) 場(chǎng) 試 驗(yàn) 費(fèi)纖維加砂壓裂現(xiàn)場(chǎng)試 驗(yàn)3030序項(xiàng)目分類(lèi)數(shù)量核算標(biāo)準(zhǔn)金額小計(jì)申請(qǐng)補(bǔ)助租賃5費(fèi)調(diào)研差旅費(fèi)5培訓(xùn)費(fèi)資料費(fèi)其其他列明細(xì)樣機(jī)加工費(fèi)10它化驗(yàn)分析費(fèi)56直其他525接費(fèi)7直接人員費(fèi)（按工時(shí)人數(shù)）8管理費(fèi)總 計(jì)60九、預(yù)期成果及應(yīng)用前景評(píng)價(jià)通過(guò)本項(xiàng)目的研究，最終將實(shí)現(xiàn)擁有自主進(jìn)行纖維加砂壓裂的能力。纖維加砂壓裂是解決加砂壓裂中的支撐劑回流、支撐劑沉降和支撐劑破碎運(yùn) 移堆積造成壓裂效果不理想的有效手段，其對(duì)于厚度相對(duì)較大，閉合壓力相對(duì)較 高，出砂相對(duì)嚴(yán)重的低滲、特低滲油氣儲(chǔ)層具有非常好的應(yīng)用效果，其應(yīng)用前景 非常廣泛