非常规水平井多段压裂技术1.docVIP

非常规油气藏水平井多段压裂技术 王安培 兑爱玲 李兴应 张红 陈丽 中石化中原油田分公司采油工程技术研究院 摘 要 非常规油气藏在中原油田分布范围广，类型主要有致密砂岩油气、泥岩缝洞油藏、泥质白云岩油藏。该类油气藏资源丰度低、低孔、低渗、产量低，勘探开发的难度较大、需要特殊的工程技术。长井段水平井是非常规储层勘探开发的主要技术，多段压裂改造是非常规气藏开发的有效途径之一。为加快推进非常规油藏的勘探开发，研制水力喷射工具，开发抗高剪切水力喷射、高温低伤害水平井压裂液，研究优化设计技术，引进多层压裂完井体系。自主设计、施工、自行提供压裂材料的水平井，在1300m水平段、压裂11段，非常规油气藏勘探开发技术取得突破。 关键词 非常规油气资源；多段压裂；喷射工具；压裂液；压裂设计；现场试验 1 前 言 中原油田非常规油气资源丰富，主要有致密砂岩油气、页岩油气、泥岩缝洞油藏，预测东濮凹陷致密砂岩石油资源近亿吨、天然气超千亿方，普光陆相须家河组致密气1032亿；砂泥岩缝洞型石油资源超2000万吨；页岩油气正进行精细评价。 非常规油气藏在东濮、普光、内蒙广泛分布，致密油藏日益成为中原油田开发的重要对象，储层类型主要有大段砂泥岩互层型、单层厚砂体型、薄层席状砂型，其地质特征为埋藏深度普遍在3800m以下，孔隙度6～15%、渗透率0.1～5md，层数10-50，单层厚0.5-15m，砂泥互层，泥质含量高，且高温、高压、高盐。应用常规技术产量低，勘探开发的难度大，需要特殊的工程技术。 水平井钻井技术的发展和建井成本的降低，使得长井段水平井成为有效开采低渗透油藏等难动用储量、非常规储层的核心技术。中原油田完钻水平井67口，采用筛管、套管、筛管+套管完井，井眼直径5?in、4in，低渗水平井27口、中渗水平井33口、高渗水平井2口。 水平井分段压裂技术是增加单井控制储量，提高单井产能的一项重大技术。非常规长井段水平井渗透率低、渗流阻力大，需压开多条裂缝形成油气渗流通道，增加渗流能力，增大油气渗流通道和泄油面积，提高单井产量。储层和完井地质特点决定了对压裂技术的需求，压裂时如何优选入井材料和分段工具实现各段间的有效封隔，满足储层、井筒需要，是保证水平井改造有效性的重要方面。 2 压裂液体系、支撑剂评价优选 2.1 压裂液体系评价优选 针对非常规储层物性差、地层温度高、泥质含量高的状况，优化压裂液配方，降低储层伤害，适应不同压裂方式。 2.1.1 高温低渗低伤害压裂液 通过室内实验评价优选压裂液主剂、添加剂[1]及浓度，确定了低伤害压裂液配方，耐温 90-160℃，满足非常规致密砂岩储层水平井分段压裂要求（表1-1）。 表1-1 低伤害压裂液配方组成 压裂液 类别 改性 胍胶 % 交联剂 类别 交联剂 % pH值 调节剂 % 杀菌剂 % 粘土 稳定剂 % 热稳 定剂 % 助排剂 % 表面 活性剂 % 破胶剂 % 90-120℃ 0.40-0.45 ZB-06 0.2-0.4 0.03-0.04 0.03-0.05 1.0-2.0 0.05-0.08 0.2-0.5 0.2-0.5 0.01-0.03 120-140℃ 0.45-0.55 SCL-1 0.3-0.4 0.04-0.05 0.03-0.05 1.0-2.0 0.08-0.1 0.2-0.5 0.2-0.5 0.01-0.02 140-160℃ 0.55-0.60 ZB-11 0.3-0.5 0.05-0.06 0.03-0.05 1.0-2.0 0.1-0.15 0.5-0.5 0.2-0.5 0.005-0.01 室内评价压裂液综合性能，残渣含量＜300mg/L；在相应温度、170s-1下剪切2h粘度149.8-314.5mPa?s（图1-1）；破胶水化液粘度2.07-3.42mPa?s；岩心平均伤害率14.23%，与地层流体配伍性好（表1-2），满足非常规水平井现场压裂施工要求。 表1-2 低伤害压裂液综合性能评价表 压裂液 类别 胍胶浓度（%） 残渣含量 （mg/L） 粘度mPa?s （170s-1剪切2h） 水化液粘度 mPa?s 伤害率 % 配伍性 90-120℃ 0.45 256 314.5 3.42 12.34 无沉淀 120-140℃ 0.55 279 202.5 2.19 13.86 无沉淀 140-160℃ 0.60 296 189.2 2.07 16.52 无沉淀 图1-1 低伤害压裂液耐温曲线 2.1.2抗高剪切、低摩阻水力喷射压裂液 室内优选性能优良的增稠剂及添加剂，优化配比，确定了水力喷射压裂液基础配方：改性羟丙基瓜胶0.4～0.5% + GYH-11交联剂0.2～0.5% + 杀菌剂0.05～0.1% + 稳定剂0.05～0.1% +