砂巖儲(chǔ)層改造技術(shù).docx

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1、儲(chǔ)層壓裂改造技術(shù)致密油氣的開(kāi)發(fā)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)成為熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。全球約有40多個(gè)國(guó)家擁有致密油資源，資源量規(guī)模巨大。這類儲(chǔ)層由于物性極差，孔喉細(xì)微，低孔、低滲，高毛管壓力，局部微裂縫發(fā)育且局部存在超低含水飽和度現(xiàn)象，使得這類儲(chǔ)層產(chǎn)量低、易發(fā)生儲(chǔ)層損害，必須對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行必要的改造措施才能實(shí)現(xiàn)有效開(kāi)發(fā)。致密砂巖儲(chǔ)層改造的關(guān)鍵是減輕儲(chǔ)層損害和提高導(dǎo)流能力。水力壓裂是改造油氣層的有效方法，是氣井的重要增產(chǎn)措施[1]。水力壓裂最初是作為單井的強(qiáng)化采油措施、提高單井產(chǎn)量而提出的。隨著致密氣藏的開(kāi)發(fā)，發(fā)展了“大型水力壓裂”技術(shù)，該技術(shù)被認(rèn)為是壓裂技術(shù)領(lǐng)域的突破性的進(jìn)

2、展，促進(jìn)了由油氣井增產(chǎn)、水井增注向油氣藏整體開(kāi)發(fā)、提高采收率方面轉(zhuǎn)型。水力壓裂通過(guò)降低地層流體滲流阻力、改變流體滲流狀態(tài)、降低能量消耗使油氣井增產(chǎn)和注水井增注，還可解除近井帶損害，應(yīng)用較為廣泛，逐步形成了適應(yīng)各種儲(chǔ)層條件的水力壓裂工藝技術(shù)。1壓裂改造工藝概況水力壓裂增產(chǎn)原理主要是降低井底附近地層中流體的滲流阻力和改變流體的滲流狀態(tài)，使原來(lái)的徑向流動(dòng)改變?yōu)橛蛯优c裂縫近似性的單向流動(dòng)和裂縫與井筒間的單向流動(dòng)，消除了徑向節(jié)流損失，降低了能量消耗，因而油氣井產(chǎn)量或注水井注入量就會(huì)大幅度提高[2.3]。水力壓裂首先是作為單井的強(qiáng)化采油措施、提高單井產(chǎn)量而提

3、出的。1970s美國(guó)在致力于致密氣層開(kāi)發(fā)時(shí)，提出只有使用“大型水力壓裂”技術(shù)，使支撐縫半長(zhǎng)在氣層內(nèi)有足夠的延伸，才可使致密氣層儲(chǔ)量獲得經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)，成功地開(kāi)發(fā)了一系列不具備自然產(chǎn)能的低滲透-致密油氣田。1980s以后，美國(guó)進(jìn)行了以達(dá)到最大凈現(xiàn)值為目的的優(yōu)化壓裂設(shè)計(jì)研究，并進(jìn)一步對(duì)致密氣層與處于二次采油期的低滲透油層，進(jìn)行井網(wǎng)與水力裂縫組合優(yōu)化對(duì)采收率的影響研究，提出此技術(shù)能提高致密氣藏的最終采收率達(dá)40%~75%。1960s中期以前，我國(guó)主要以油井解堵為目的開(kāi)展小型壓裂試驗(yàn)。1960s中期的壓裂目的是解堵和增產(chǎn)，即常規(guī)壓裂。1970s進(jìn)入改造致密氣層

4、的大型水力壓裂時(shí)期。這一時(shí)期，我國(guó)在分層壓裂技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了適應(yīng)高含水量所需的蠟球選擇性壓裂技術(shù)，以及化學(xué)解堵與壓裂配套的綜合改造技術(shù)。1980s，進(jìn)入對(duì)低滲油藏改造時(shí)期。80年代中后期國(guó)內(nèi)整體壓裂技術(shù)獲得了較快的發(fā)展，開(kāi)始優(yōu)化水力壓裂設(shè)計(jì)，推出了“低滲油藏整體壓裂技術(shù)”。1993年以后，提出壓裂工程必須與油藏工程高度結(jié)合，并形成了“以油氣藏精細(xì)描述為基礎(chǔ)，優(yōu)化壓裂開(kāi)發(fā)井網(wǎng)、整體壓裂改造、保持地層能量、供采平衡開(kāi)采”的特低滲透油田的整體改造模式。目前主要壓裂技術(shù)包括分層壓裂技術(shù)、水力化學(xué)壓裂技術(shù)、水平井壓裂技術(shù)、多縫加砂支撐壓裂技術(shù)、低壓油井

5、的泡沫壓裂技術(shù)、低滲油層的優(yōu)化壓裂技術(shù)、改變應(yīng)力的壓裂技術(shù)、整體優(yōu)化壓裂技術(shù)、同井同層重復(fù)壓裂技術(shù)、深井、超深井壓裂技術(shù)、低損害壓裂技術(shù)、連續(xù)油管壓裂技術(shù)等。2壓裂液技術(shù)研究目前使用最多的壓裂液是水基凍膠壓裂液，它占到整個(gè)壓裂用液的98%以上。常用的水基壓裂液增稠劑是一些高分子的聚合物，且增稠劑與交聯(lián)劑交聯(lián)形成超大分子，水解性差，壓裂結(jié)束后有相當(dāng)一部分水不溶物（20%~60%）和未徹降解的聚合物殘留在地層裂縫中，影響了地層流體的滲流，降低壓裂改造效果。壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的損害包括以下三個(gè)方面[4-7]：①液體損害。壓裂液濾液引起的地層黏土膨脹、分散、運(yùn)

6、移、堵塞孔道，濾液進(jìn)入喉道后由于毛細(xì)管壓力的作用而造成水鎖，潤(rùn)濕性反轉(zhuǎn)使油相滲透率變小，與地層流體配伍性差而產(chǎn)生沉淀等。水基壓裂液體系對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層的強(qiáng)烈水相圈閉損害是其致命的弱點(diǎn)。②固體損害。壓裂液破膠水化后，殘留固相顆粒對(duì)地層喉道和支撐裂縫造成堵塞。③壓裂液濾餅和濃縮膠損害。由于濾失作用，在壓裂成的裂縫表面形成致密的濾餅；同時(shí)濾液進(jìn)入地層裂縫內(nèi)形成濃縮壓裂液，破膠困難，導(dǎo)致裂縫導(dǎo)流能力大大降低。壓裂液殘?jiān)菈毫岩浩颇z后不溶于水的固體微粒，其來(lái)源主要是植物膠稠化劑的水不溶物和其他添加劑的雜質(zhì)[5-7]。殘?jiān)鼘?duì)壓裂效果的影響存在雙重性：①形成濾餅，阻

7、礙壓裂液侵入地層深處，提高了壓裂液效率，減輕了地層損害；②堵塞地層及裂縫內(nèi)孔隙和喉道，增強(qiáng)了乳化液的界面膜厚度，難以破乳，降低地層和裂縫滲透率，損害地層。壓裂液殘?jiān)考靶再|(zhì)與壓裂液添加劑及配方、溫度和時(shí)間等因素有關(guān)。殘?jiān)鼘?duì)地層與裂縫的損害程度與其在破膠液分散體系中的粒徑大小及分布規(guī)律有關(guān)。當(dāng)固體顆粒直徑小于地層孔喉直徑的1/3時(shí)，則不能進(jìn)入儲(chǔ)層造成損害。