四川致密砂岩气藏复杂缝网体积压裂工艺技术

川西中浅层是中石化西南油气田主力砂岩产层，储层水平主应力差较大、物性差、孔隙度和渗透率低，油气供给能力差，常规压裂后基本形成一条主裂缝，无法提供经济开采所需要的渗流通道，投产后表现出典型致密气生产特征，井口压力、产量快速递减，严重影响了产层开发效益和采收率。 复杂缝网压裂是针对低孔低渗、特低渗油气藏高效开发而提出的一种思路和技术方法，可以大幅提高改造区的整体渗流能力，在不增大改造规模条件下，提高增产效果和采收率。 通过项目研究，首次形成了一套川西中浅层复杂缝网可压性矿场评价方法，解决了复杂缝网压裂选井选层及其可行性评价难题；创新形成了以“缝间干扰与缝内复合暂堵增压”为主要手段多平面、多分支复杂缝网体积压裂工艺技术，掌握了致密砂岩储层复杂缝网体积压裂有效实施方法和一套压裂优化设计方法。成果率先实现了规模化应用，取得非常明显的增产效果和稳定生产能力，压裂改造后气井产量是同类型邻近常规压裂后产量2～3倍，实现了原有技术条件下无法动用的储量的有效动用。技术成果拓展了非常规致密低渗油气藏的改造思路，丰富和提升了砂岩储层压裂工艺技术水平，对于高效开发非常规低渗特低渗油气藏及页岩气具有重要的借鉴意义。,川西中浅层是中石化西南油气田主力砂岩产层，储层水平主应力差较大、物性差、孔隙度和渗透率低，油气供给能力差，常规压裂后基本形成一条主裂缝，无法提供经济开采所需要的渗流通道，投产后表现出典型致密气生产特征，井口压力、产量快速递减，严重影响了产层开发效益和采收率。 复杂缝网压裂是针对低孔低渗、特低渗油气藏高效开发而提出的一种思路和技术方法，可以大幅提高改造区的整体渗流能力，在不增大改造规模条件下，提高增产效果和采收率。 通过项目研究，首次形成了一套川西中浅层复杂缝网可压性矿场评价方法，解决了复杂缝网压裂选井选层及其可行性评价难题；创新形成了以“缝间干扰与缝内复合暂堵增压”为主要手段多平面、多分支复杂缝网体积压裂工艺技术，掌握了致密砂岩储层复杂缝网体积压裂有效实施方法和一套压裂优化设计方法。成果率先实现了规模化应用，取得非常明显的增产效果和稳定生产能力，压裂改造后气井产量是同类型邻近常规压裂后产量2～3倍，实现了原有技术条件下无法动用的储量的有效动用。技术成果拓展了非常规致密低渗油气藏的改造思路，丰富和提升了砂岩储层压裂工艺技术水平，对于高效开发非常规低渗特低渗油气藏及页岩气具有重要的借鉴意义。

任何压裂设计方案都必须依靠适当的压裂工艺技术来实施和保证。压裂技术主要用于油气层受污染或者堵塞较大的井以及注不进去水或注水未见效的井。对于不同特点的油气层，必须采取与之适应的工艺技术，才能保证压裂设计的顺利执行，取得良好的增产效果。压裂工艺技术种类很多，主要有以下几种。

压裂封隔器分层压裂

我国有很多多层油气田，通常要进行分层压裂。封隔器分层压裂是国内外广泛采用的一种压裂工艺技术，但作业复杂、成本高。根据所选用的封隔器和管柱不同，有以下四种类型。

1) 单封隔器分层压裂 用于对最下面一层进行压裂，适于各种类型油气层，特别是深井和大型压裂。

2) 双封隔器分层压裂 可对射开的油气井中的任意一层进行压裂。

3) 桥塞封隔器分层压裂。

4) 滑套封隔器分层压裂

国内采用喷砂器带滑套施工管柱，采用投球憋压方法打开滑套。该压裂方式可以不动管柱、不压井、不放喷一次施工分压多层，对多层进行逐层压裂和求产。

压裂限流法分层压裂

用于欲压开多层而各层破裂压力有差别的油井。通过控制各层射孔孔眼数量和直径，并尽可能提高注入排量，利用先压开层孔眼摩阻提高井底压力而达到一次分压多层的目的。

有A、B和C三个油层，相应的破裂压力分别为24，20和22MPa 按射孔方案射开各自的孔眼。当注入井底压力为20 MPa时，B层压开；然后提高排量，因孔眼摩阻正比于排量，B层孔眼摩阻达到2 MPa时的注入井底压力为22 MPa，即C层被压开；继续提高排量，B层孔眼摩阻达到4MPa时的井底注入压力为24 MPa，A层被压开。射孔孔眼的作用类似于井下节流器，随排量增加，井底压力不断提高，从而逐层压开。

限流法分层压裂的关键在于必须按照压裂的要求设计合理的射孔方案，包括射孔孔眼、孔密和孔径，使完井和压裂构成一个统一的整体。

压裂蜡球选择性压裂

另外，在油田开发层系划分中，有的虽同属一个开发层系，但油层非均质特性强，存在层内分层现象，这通常称为选择性压裂。

蜡球选择性压裂在压裂液中加入油溶性蜡球暂堵剂，压裂液将优先进入高渗层内，蜡球沉积而封堵高渗层，从而压开低渗层。油井投产后，原油将蜡球逐渐溶解而解除堵塞。若高渗层为高含水层，堵球不解封有助于降低油井含水率。

压裂堵塞球选择压裂

将井内欲压层段一次射开，首先压开低破裂压力层段后加砂，然后注入带堵塞球的顶替液暂堵该层段；再提高泵压压开具有稍高破裂压力的地层，根据需要注入顶替液后结束施工或者继续注入带堵塞球的顶替液暂堵该层段一边压裂另外层段。从而改善产油吸水剖面。

压裂控缝高压裂技术

当油气层很薄或者产层与遮挡层间最小水平主压力差较小，压开的裂缝高度很容易进入遮挡层，此时需要控制裂缝高度延伸。可以通过控制压裂液性能参数和施工排量来实现，更可靠的是人工隔层控缝高压裂技术。

基本原理是在前置液中加入上浮式或下沉式导向剂，通过前置液将其带入裂缝，浮式导向剂和沉式导向剂分别上浮和下沉聚集在人工裂缝顶部和底部，形成压实的低渗透人工隔层，阻止裂缝中压力向上/向下传播，达到控缝高的目的。为了使两种导向剂能上浮和下沉，一般在注入携有导向剂的液体后短期停泵，然后进行正常的压裂作业。

人工隔层控缝高技术主要用于

1) 生产层与非生产层互层的块状均质地层；

2) 生产层与气、水层间无良好隔层；

3) 生产层与遮挡层应力差不能有效控制裂缝垂向延伸。

压裂测试压裂技术

测试压裂也称为小型试验压裂，它是进行一次小规模压裂并分析压裂压力获得裂缝有关参数。包括裂缝延伸压力测试、裂缝闭合压力测试、微注入测试等。

第一章　绪论

第一节　致密气藏的内涵

第二节　致密气藏地质及储层特征

第三节　致密气藏开发的意义

第四节　致密气藏压裂优化设计的关键问题

参考文献

第二章　致密气藏压裂井储层质量评价及压裂参数优选

第一节　压裂井储层质量评价方法概述

第二节　压裂井储层质量评价主要因素

第三节　压裂井储层质量模糊综合评价

第四节　储层质量评价及压裂参数优选

参考文献

第三章　致密气藏压裂井诱导应力形成复杂缝网计算

第一节　压裂井水力裂缝诱导应力模型

第二节　致密气藏压裂复杂裂缝应力条件

第三节　致密气藏压裂井复杂缝网关键因素

参考文献

第四章　致密气藏压裂井射孔参数优化

第一节　致密气藏定向井压裂射孔参数优化

第二节　致密气藏水平井分段多簇压裂射孔参数优化

参考文献

第五章　致密气藏压裂水平井裂缝参数评价及优化

第一节　优化设计思路

第二节　基本假设及无因次参数

第三节　压裂水平井裂缝参数优化模型

第四节　压裂水平井裂缝参数优化设计及评价应用

参考文献

第六章　致密气藏压裂井支撑剂回流及控制

第一节　压裂井支撑剂回流受力分析

第二节　支撑剂回流破坏准则

第三节　压裂井支撑剂回流影响因素分析

参考文献2100433B

内容简介

《天然气开采工程技术丛书:致密砂岩气藏储层改造技术》介绍了致密砂岩气藏储层改造现状和发展方向、致密砂岩气藏伤害特征、致密砂岩气藏压裂优化设计、大型压裂工艺、多层分层压裂工艺、水平井和斜井压裂、深层致密气藏储层改造技术、压裂液返排工艺、压裂施工及评估技术，理论与实例结合，实用性强。2100433B