水平延缝自生热复合压裂技术

前言

本项技术针对兴隆台采油厂低渗油藏、低产井的油井近井地带堵塞严重, 油流阻力大, 油井的产量低下的研究, 改善提高油层的渗透率, 提高并维持油井及注水井的生产效率, 清除作业污染, 以恢复提高油井、注水井的产能, 达到挖潜增效的目的。

一、技术原理

1. 技术原理

水平延缝自生热复合压裂技术的基本原理是:水平延缝自生热复合压裂工具在液压作用下, 经增压器产生高压, 使喷射液经喷嘴产生高压旋转射流在油层某一平面或三个不同平面上进行水平高压喷射延缝, 在同一平面上喷射出2~6个直径约25mm, 深度约为1000-2000mm的水平水眼, 这样就形成最小轴应力轴向 (与井眼同向) , 因而实现了地层主应力场方向在井眼周围发生变化从而达到提高裂缝渗流能力, 增加单井产能的目的。

二、研究情况

1. 自生热压裂液的研制

长期以来, 对油井压裂一直采用常规水基压裂液施工, 发现压裂效果滞后或达不到预期产量, 分析认为是冷流体注入地层, 原油被冷却到低于析蜡点, 造成析蜡、粘度增大, 堵塞一部分液体通道, 降低油层导流能力。

针对这一问题而研制出自生热压裂液, 该压裂液能释放出大量的热量, 可以达到保持地温, 加热地层、降低井筒回压, 提高压裂液返排速度及返排率的作用。

(1) 反应速度与化学平衡

a.化学反应机理

反应方程式为:

根据化学反应机理, 对于一个放热的化学反应, 当给定了反应物浓度时, 放出的热量是一定的, 只存在反应速度问题。

b.环境温度对生热速度的影响

室内试验时, 压裂液各添加剂浓度恒定, 改变反应的环境温度, 测定压裂液的生温速度。试验方法是:选定的环境温度是60℃、75℃、85℃, 几个温度点进行对比, 试验结果看出, 环境温度高, 化学反应的生热速度加快。

c、催化剂浓度对生热速度的影响

室内试验, 选取60℃、75℃、85℃为环境温度, 改变几种催化剂的加入量, 加入浓度分别为0.4%、0.7%、1.0% (重量百分数) 认识催化剂用量同反应速度的关系。

(2) 生热剂浓度的确定

室内选用三种不同的生热剂浓度在不同的条件下, 进行了测试, 结果是生热剂浓度高, 得到的升温峰值也高。

(3) 自生热压裂液性能的测定

a.耐温性和热稳定性能

在80℃恒温条件下, 恒温100min后, 粘度视为70m Pa.s。

b.自生热压裂液的滤失系数

经室内实验, 压裂液的滤失系数小于1。

(4) 结论

*根据不同井深和依据以上实验结果选择合适的自生热压裂液配方。以达到压裂液进入井底后温度高于析蜡温度。

*该压裂液体系为水基压裂液, 通过配方的改造、处理温度的调整、PH值的调整, 有效地改造了压裂液的性能, 满足了水平裂缝水力压裂的需要。

2. 产生水平裂缝的研究

(1) 产生水平裂缝的原因

影响水力压裂裂缝形态的因素主要包括以下几个方面:地应力场、完井方式、产层的沉积层理、各向异性和非均质性。

(2) 完井方式的选择

完井方式一般采用常规的完井方式, 若井筒中承受一定的压力时, 井筒环向承受较大的拉应力, 因此, 产生垂直裂缝的概率要大些, 究竟是水平裂缝还是垂直裂缝最终要取决于地层的应力状态。

3. 适用范围及选井要求

该技术主要适用于油水井除垢、降粘、解堵、增渗、增产、增注、改善油藏开采效果、提高原油采收率。主要应用于有产井因作业污染等原因地层堵塞不出的解堵复产工作。在选井上要求:

☆钻井或其它作业过程中有明显伤害或污染的油水井。

☆地层压力较高但渗透率较低, 产量明显偏低的油井。

☆因垢、结蜡造成堵塞的油井。

☆对水、酸有敏感性的油水井。

三、取得的成果或突破

1. 该项技术上最大的突破是把机械方法和化学方法有机的结合到一起。

2. 该项技术是把水平延缝和压裂技术结合到一起, 这样就有效的控制了裂缝的启裂位置和裂缝的延展。

3. 通过现场实际应用证明自生热复合压裂液, 所具有的粘弹性、携砂能力、造缝能力均达到较高的水平;在国内首先利用热-弹关系改良压裂液性能, 取得明显的效果。

四、经济效益分析

现场共实施4口井, 措施有效率100%, 总投入60万元, 目前累增油3574吨, 增气42.39×104m3, 经济效益按下列公式计算。

技术创新成果净现值=技术创新成果净现值= (1-30%) ×1×Σ{3913.12× (0.3-0.08-0.01366) }-60}× (1+10%) =575.52

创经济效益为:575.52万元

建议

水平延缝自生热复合压裂技术是在油层水平面内形成多条高导流能力人工裂缝, 同时加热了地层, 来提高原油产量。它在压裂技术方面作出了突破。针对低渗透油藏低产井改造做出了有益的尝试。更多地利用该项技术可以达到挖潜、增产、增效的增目的。

摘要：研究方法 本项技术采取室内研究与现场应用相结合的方式, 针对兴隆台采油厂低渗油藏、低产井的油井近井地带堵塞严重, 油流阻力大, 油井的产量低下的研究。水平延缝自生热复合压裂技术是在油层水平面内形成多条高导流能力人工裂缝, 同时加热了地层, 来提高原油产量。它在压裂技术方面作出了突破。针对低渗透油藏低产井改造做出了有益的尝试。更多地利用该项技术可以达到挖潜、增产、增效的增目的。

关键词：低渗透,增产技术,压裂,兴隆台采油厂,增产