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2008年2月16日 ⁄ 暗潮 开发采油 ⁄ 评论数 0+ ⁄ 被围观 +

 

压裂技术自l947年在美国堪萨斯州(Kansas)试验成功,至今已经­成为低渗透油气藏改造以及油气田高含水后期增产增效的主要措施之一。近年来,随着其它各项技术的发展,油气藏压裂改造技术在压裂设计施工、压裂设备以及工艺技术等方面已经­取得了很大的进展。
 
1、总体优化压裂设计技术
 
总体优化压裂设计技术是在单井优化压裂设计技术的基础上,融合工程管理理论及最优化理论提出的。
上世纪七八十年代,国内外开始利用二维模型(PKN、KGD和Penny径向模型),拟三维模型以及后来的全三维压裂模型进行单井优化水力压裂设计,预测裂缝尺寸和裂缝导流能力、设计压裂参数。
到上世纪90年代,国内最先提出了总体优化压裂设计技术的概念。并在吉林油田、吐哈油田以及½­苏的杨家坝油田等获得推广应用。总体优化压裂设计技术是将整个油气藏作为研究对象,以其获得最佳开发效果为目标,在此基础上,研究既定条件下,不同裂缝尺寸、裂缝导流能力及压裂参数对开采指标的影响,以优选裂缝尺寸及其他压裂参数,进而优化压裂方案。
目前,总体优化压裂设计技术已经­在国内外各大油田得以应用。
 
2、基础理论以及单项技术研究进展
 
油气藏压裂改造技术的发展,得益于基础理论研究的深化和单项技术的进展。国内外很多公司、大学、国家实验室都相继开展了此方面的工作。
1)缝高控制技术。在优化设计的基础上,需要对裂缝高度进行有效的控制。目前较为成熟的技术有:人工隔层控制缝高技术、非支撑剂液体段塞控制缝高技术、变排量压裂技术、上浮剂及下沉剂技术、低稠化剂浓度压裂技术、清水压裂技术、高砂比压裂技术等。
2)裂缝检测技术。目前对压裂裂缝高度的检测方法主要有油井温度测量法和放射性同位素示踪法。对裂缝方位和几何尺寸的检测,则主要通过在裸眼井中通过井下电视、微地震、无线电脉冲等方法,在地面成像,进而观察和分析裂缝的方位和几何形态[2]
3)裂缝模拟技术。Baker Oil Tool 公司推出的裂缝物理模拟技术;用多相流模拟伤害机理,建立起来的基质和裂缝的伤害模拟技术;美国UT大学正在进行理论研究的松软地层和弱胶结地层的裂缝扩展模型技术,以及应力敏感试验及相应的油藏数值模拟技术[3],对油气藏压裂改造技术的发展,优化设计都起到了很重要的作用。
4)设计软件。国内推出的很多裂缝模拟软件,如FracproPT 10.0、Terra Frac、Stimplan(F3D与P3D裂缝模拟)都达到国际先进水平[2];国际通用的常规油藏模拟软件有VIP、Work Bench(3D3P油藏模拟)及CMG等都可以较好的对压裂工艺进行模拟。
 
3、压裂改造技术应用现状
 
3.1 重复压裂技术
在生产过程中,由于遇种种Ô­因,会导致压裂裂缝失效,从上世纪60年代开始,国外便开始进行重复压裂的实践。根据国内外的重复压裂实践,重复压裂有三种方式[4]:层内压出新裂缝、继续延伸Ô­有裂缝、改向重复压裂。
2003年,中Ô­油田现场应用9口井。施工成功率100%,有效率100%,9口井重复压裂增产效果明显[5]
3.2 端部脱砂压裂技术
该技术优点是:(1)导流能力高;(2)有效期长;(3)滤失伤害小;(4)克服非达西流影响;(5)有效控制缝高等。
大庆油田共完成脱砂压裂试验49口井,压后全部计产。49口井中有34口为水驱油井,其中七厂8口,压后单井平均日增油3.63吨,比七厂普通压裂井效果(3.2吨)提高12.5%。另外26口为萨喇杏油田水驱采油井,压后单井平均日增油10.0吨,比普通压裂井(平均7.5吨)提高33.3%;49口井中有聚合物驱采油井15口,压后单井平均日增油25.3吨,比聚合物驱普通压裂效果(增油20吨)提高26.5%。
3.3 选择性压裂技术
选择性压裂技术是利用油层内不同部位或各油层间吸液能力不同的特点,通过抑制渗透率高、吸液能力强、启动压力低的高含水部位、层或人工裂缝,在其它部位或层内压开新裂缝,达到选择性压裂的目的。
卫城油田2003年采用选择性压裂技术,实施分层压裂井37口。改造油层565m/282层,平均单井16.6m/8层。加砂量l003m3。,平均单井加砂29.5m3。加砂强度1.78m3/m,砂比28.4%,平均地层破裂压力45.9MPa。工艺成功率97.3%,有效率达91.1%,日增油7.6t,累增油24853t。投入资金1862.4万元,产出2734.6万元,创效872.26万元,阶段投入产出比达1:1.46,效益显著[6]
除上述常见压裂技术外,近年来,很多新型压裂技术也发展起来:
3.4 CO2泡Ä­压裂技术
CO2压裂工艺技术是上世纪80年代以来发展起来的新工艺技术,它是以液态CO2或CO2与其它压裂液混合,加入相应添加剂,来代替常规水基压裂液完成造缝、携砂、顶替等工序的压裂工艺技术。
3.5 小井眼压裂技术
为降低外围低渗、低产油田的开采成本,探索高效开发低产油田的有效途径,1994年以来,在大庆油田的宋芳屯油田、永乐油田、朝阳沟油田、采油四厂的部分区块逐步开辟了小井眼开发试验区。为适应小井眼井对压裂工艺的需要,研究了适合小井眼井压裂改造的技术。
此外,其他一些压裂技术,如清水压裂技术、多裂缝压裂技术、平衡限流压裂技术、定位平衡压裂技术、复合压裂技术、保护隔层压裂技术等在各大油田也都有一定程度的应用。
目前,关于压裂液、支撑剂等新型材料,压裂模拟技术,优化技术的研究正在展开,压裂技术正趋向高效、优化、无污染的方向发展。
 
4、结论
 
经­过多年的发展,油气藏压裂改造技术已经­日渐成熟。随着基础研究的深化以及单项技术的发展,包括重复压裂、端部脱沙压裂技术、选择性压裂技术以及)CO2泡Ä­压裂技术、小井眼压裂技术、清水压裂技术等新型压裂技术在油田改造以及高含水后期增产增效中发挥着越来越重要的作用。□
 
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