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| 【石油百科】體積壓裂技術(shù)

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【石油百科】體積壓裂技術(shù)

發(fā)布日期：2019-12-11 作者：333 點(diǎn)擊：

壓裂基礎(chǔ)知識(shí)

一、什么是壓裂？

壓裂就是利用水力作用在油氣層中形成人工裂縫，提高油氣層中流體流動(dòng)能力的一種儲(chǔ)層改造技術(shù)。

二、壓裂的原理

利用地面高壓泵組，通過(guò)井筒向地層注入大排量、高粘液體，在井底憋起高壓，當(dāng)該壓力超過(guò)地層承受能力時(shí)，便會(huì)在井底附近的地層形成裂縫。

繼續(xù)注入攜帶支撐劑的液體，裂縫逐漸向前延伸，支撐劑起到支撐裂縫作用，形成了具有一定尺寸的高導(dǎo)流能力的填砂裂縫，使油氣輕松地通過(guò)裂縫流入井中，達(dá)到增產(chǎn)增注效果。

三、壓裂液與支撐劑

1.壓裂液

壓裂液是壓裂施工的工作液，是一種具有一定黏度的流體，起到傳遞能量、形成和延伸裂縫、攜帶支撐劑的作用。

常用的壓裂液有：水基、油基、乳化、泡沫、酸基等類型。其中，應(yīng)用最廣泛的為水基壓裂液。

壓裂液包括前置液、攜砂液和頂替液三種。

前置液：用于造縫，在溫度較高的地層里，還起到降溫作用；

攜砂液：攜帶支撐劑進(jìn)入裂縫，將支撐劑填在裂縫內(nèi)預(yù)定位置；

頂替液：用來(lái)頂替井筒內(nèi)的攜砂液，將攜砂液送到預(yù)定位置，預(yù)防砂卡。

2.支撐劑

支撐劑是指能夠進(jìn)入被壓開(kāi)的裂縫并使其不再重新閉合的固體材料。

常用的支撐劑有：石英砂、核桃殼、人造陶粒、人造塑料球、人造玻璃球等；其中石英砂和人造陶粒應(yīng)用最廣泛。

案例

大型滑溜水壓裂

體積壓裂技術(shù)實(shí)施，以美國(guó)的Barnett 頁(yè)巖的有效開(kāi)發(fā)最具代表性，除了大幅度降低成本的水平井鉆井和“工廠化”作業(yè)模式之外，儲(chǔ)層改造的主體技術(shù)為：水平井套管完井+分段多簇射孔+快速可鉆式橋塞+滑溜水多段壓裂。實(shí)現(xiàn)體積壓裂技術(shù)關(guān)鍵主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

基本特點(diǎn)為：大液量、大排量、大砂量、小粒徑、低砂比。主要技術(shù)參數(shù)為：水平段長(zhǎng)1000~1500m，分8~15 段，每段分4~6 簇，每簇長(zhǎng)度0.46~0.77m，簇間距20~30 m，排量10 m/min 以上，平均砂比3%~5%，每段壓裂液量1000~1500 m，每段支撐劑量100~200 t，壓裂液體系采用滑溜水+線性膠組合方式，以40/70 目支撐劑為主。目前最新文獻(xiàn)報(bào)道表明：水平井的水平段越來(lái)越長(zhǎng)，為1372~2134m；改造段數(shù)越來(lái)越多，為10~24段；段間距越來(lái)越短，約為90m；規(guī)模越來(lái)越大，每段使用2067m滑溜水、175 t 支撐劑。

對(duì)比

新型壓裂液與胍膠壓裂液對(duì)比

表1 不同壓裂液體系性能對(duì)比

	新型壓裂液	優(yōu)化的胍膠壓裂液	原胍膠壓裂液
殘?jiān)浚╩g/L）	6.1	90	213
導(dǎo)流能力保留率%	>90	﹤55	﹤20
巖心傷害率%	22.58	52.3
降阻率%	>70	>55
表面張力（mN/m）	28.26	21.05	23
界面張力（mN/m）	0.517	0.685	0.725

后處理工藝強(qiáng)化破膠、溶解殘?jiān)嵘蹬拍芰Γ⒁欢ǔ潭壬辖档椭瘟芽p導(dǎo)流傷害，其巖心傷害率31.3%，但后處理工藝雖然能溶解殘?jiān)跒V餅但處理之后殘?jiān)侩m然大幅度下降但依然相對(duì)較高，因此無(wú)法從根源解決梨樹(shù)斷陷北部壓裂所存在的問(wèn)題。

綜合對(duì)比新型壓裂液、優(yōu)化得胍膠壓裂液體系（后處理），殘?jiān)績(jī)H為6.1mg/L的新型壓裂液對(duì)支撐裂縫導(dǎo)流能力保留率達(dá)到95%，并且新型壓裂液對(duì)巖心傷害僅為胍膠的一半，降阻率高達(dá)70%以上。使用無(wú)殘?jiān)男滦蛪毫岩簩?duì)梨樹(shù)斷陷這類特低滲地質(zhì)來(lái)說(shuō)，可能能夠取得較好施工效果。

由于梨樹(shù)底層壓力低，液體返排困難，建議采用氮?dú)獍樽⑻岣咭后w返排能力；由于地層含油豐度低，存在微裂縫井采用滑溜水體積壓裂施工方式提高裂縫控制范圍。