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五八区气藏压裂技术应用研究

作　者: 李纲要
导　师: 王永清；唐伏平
学　校: 西南石油大学
专　业: 石油与天然气工程
关键词: 裂缝性储层压裂液滤失支撑剂嵌入控缝高
分类号: TE357
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

新疆油田五八区位于准噶尔盆地西北缘克拉玛依断裂下盘、玛湖凹陷的西斜坡和中拐凸起的北斜坡区,总体构造格局为东南倾的单斜。五八区块的主要气源二叠系佳木河组总体表现为低孔、低渗,加之钻井过程中采用的泥浆密度较高,存在一定伤害,致使该区射孔完井后自然产能低,压裂改造是提高五八井区储层产能的必要手段。但由于五八区块储层岩性复杂,微裂缝发育,且水敏性强,对压裂施工带来很大难度。虽前期压裂通过变排量控制缝高、液氮助排、小型压裂测试、支撑剂段塞等技术措施在五八井区佳木河组复杂岩性储层成功实施了加砂压裂,但由于针对性较差,压后整体效果不理想。因此,非常有必要针对五八区气藏进行压裂改造配套技术研究。本文针对五八区块实际情况,开展了以下工作并得到相关认识：(1)对五八区地质特征和前期压裂施工统计资料进行了分析,找出了前期压裂施工中存在的影响压后效果的因素,提出了针对于该区块的压裂改造技术对策。(2)结合五八区块气层渗透性的差异特征,对地层物性参数、储层污染程度、压裂裂缝参数等对压后效果的影响进行模拟,优化了五八区块气藏压裂裂缝参数。单井压裂裂缝参数设计应重点考虑地层渗透率的差异,在渗透率为0.5mDc-1.0mDc时,建议压裂裂缝半长设计150-180m,导流能力设计20-24Dc.cm。(3)依据五八区块储层物性条件和压裂施工工艺要求,对压裂液提出了低伤害、低摩阻、耐剪切、携砂性能良好、易返排的性能要求,并通过室内实验优选压裂液增稠剂及其它添加剂,形成了适用于五八区块的压裂液配方体系。(4)通过大量的室内实验,对支撑剂嵌入程度、分选性、抗压强度、粒径组合、压裂液残渣等因素对导流能力的影响进行分析,并对五八区块的支撑剂进行了优选。(5)针对五八区前期压裂缝高扩展过快的问题,进行了人工隔层控缝高技术的作用机理与配套工艺措施的系列研究,优选了适用于五八区块的人工隔层材料。(6)分析五八区块多裂缝形成机理,并对降滤失剂降滤效果进行实验评价,形成包括支撑剂段塞、压裂材料选择、施工参数优化在内的多种降滤失与多裂缝防治的配套工艺技术。(7)分析压裂液助排工艺技术分析,并对压裂液强制闭合返排理论进行研究,对五八区块强制返排的程序进行优化。建议采用压后排液油嘴尺寸优化和混合纤维防支撑剂回流技术相结合的办法提高压裂液返排效率。通过本项研究,形成了比较系统的适用于五八区块的压裂配套工艺技术,对于五八区二叠系佳木河组550Km2含气范围内2500×108m3预测资源储量的有效开发具有重要意义。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-9
第1章绪论  9-17
  1.1 研究的目的意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-15
    1.2.1 控缝高技术研究现状  10-12
    1.2.2 支撑剂嵌入研究现状  12-14
    1.2.3 压裂液助排工艺研究现状  14-15
  1.3 主要研究内容  15
  1.4 取得的主要成果  15-17
第2章五八区气藏基本特征与前期压裂技术认识  17-34
  2.1 气藏基本特征  17-21
    2.1.1 地理位置  17
    2.1.2 区域地质简况  17
    2.1.3 气藏构造特征  17-19
    2.1.4 沉积特征  19
    2.1.5 储层特征  19-20
    2.1.6 地层温度与压力  20-21
    2.1.7 流体性质  21
  2.2 前期压裂资料综合分析  21-28
    2.2.1 压裂施工统计分析  21-23
    2.2.2 压裂施工曲线分析  23-25
    2.2.3 压裂施工曲线拟合分析  25-26
    2.2.4 压后排液分析  26-28
  2.3 影响压裂效果的关键因素剖析  28-33
  2.4 压裂改造技术对策  33-34
第3章五八区气藏压裂增产潜力评价与裂缝参数优化  34-55
  3.1 五八区气藏压裂后产量预测  34-43
  3.2 五八区气藏压后产量影响因素分析  43-46
  3.3 五八区气藏压裂裂缝参数优化设计  46-55
第4章压裂液体系的调试、优化  55-70
  4.1 五八区压裂液性能要求  55
  4.2 瓜胶增稠剂优选与性能实验评价  55-57
  4.3 压裂液体系添加剂优选与实验评价  57-61
  4.4 低伤害压裂液体系基础配方优化与综合性能实验研究  61-70
第5章支撑剂嵌入机理分析与支撑剂优选  70-88
  5.1 支撑剂对地层岩石的嵌入机理分析  70-72
    5.1.1 支撑剂破碎或变形分析  70
    5.1.2 岩石破碎或变形分析  70-72
  5.2 支撑剂嵌入程度的实验测试分析及评价  72-81
    5.2.1 嵌入实验流程  72-73
    5.2.2 岩石准备及力学性质测试  73-74
    5.2.3 实验内容及结果分析  74-81
  5.3 支撑剂优选  81-88
    5.3.1 作用在支撑剂上的闭合压力  81-82
    5.3.2 支撑剂的优选  82-87
    5.3.3 小结  87-88
第6章裂缝高度扩展分析与控缝高综合技术研究  88-103
  6.1 控缝高技术措施  88-90
  6.2 裂缝缝高影响因素模拟分析  90-96
    6.2.1 地层应力  90-91
    6.2.2 储层岩石力学性质参数  91-92
    6.2.3 压裂液性能参数  92-93
    6.2.4 施工参数  93-94
    6.2.5 变排量施工工艺  94-96
  6.3 人工隔层控缝高技术研究  96-103
    6.3.1 人工隔层控缝高原理及施工工艺  96-97
    6.3.2 人工隔厚度优化分析  97-100
    6.3.3 人工隔层材料优选与实验研究  100-103
第7章微裂缝储层降滤失与多裂缝防治技术研究  103-118
  7.1 微裂缝储层滤失影响因素与计算分析  103-105
    7.1.1 压裂液滤失影响因素分析  103
    7.1.2 裂缝性储层滤失计算与结果分析  103-105
  7.2 降滤失剂性能实验评价  105-108
  7.3 五八区多裂缝的形成机理分析  108-112
    7.3.1 多裂缝的形成发展过程  108-109
    7.3.2 五八区多裂缝形成机理分析  109-112
  7.4 五八区降滤失与多裂缝防治工艺技术研究  112-118
    7.4.1 支撑剂段塞技术研究  112-113
    7.4.2 压裂材料优选  113-114
    7.4.3 施工参数优化  114-118
第8章压裂液助排工艺与防支撑剂回流技术研究  118-125
  8.1 强制闭合排液工艺优化  118-121
    8.1.1 优化排液方法的必要性分析  118-119
    8.1.2 强制闭合返排技术理论分析  119-120
    8.1.3 五八区强制返排的程序优化  120-121
  8.2 五八区防支撑剂回流工艺技术  121-125
    8.2.1 树脂涂层支撑剂防回流技术  121-123
    8.2.2 纤维支撑剂防回流技术  123-125
第9章认识与建议  125-127
  9.1 主要认识  125-126
  9.2 主要建议  126-127
致谢  127-128
参考文献  128-130
攻读工程硕士学位期间发表的论文及科研成果  130

五八区气藏压裂技术应用研究

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