体积压裂和缝网压裂技术省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

MIEnergyCorporation11月MI Energy Corporationa value added oil&gas partner第1页目录目录o一、体积压裂o二、缝网压裂o三、压裂工艺o四、DB22-3缝网压裂设计关键点o五、DB22-3缝网压裂实施关键点o六、初步评价o七、下步提议MIEnergyCorporation第2页MIEnergyCorporation一、体积压裂一、体积压裂 以水力压裂技术伎俩实施对油气储集岩以水力压裂技术伎俩实施对油气储集岩层三维立体改造，形成人工裂缝立体网络，层三维立体改造，形成人工裂缝立体网络，实现储层内压裂裂缝涉及体积最大化，从而实现储层内压裂裂缝涉及体积最大化，从而极大地提升储层有效渗透率，提升采油采气极大地提升储层有效渗透率，提升采油采气井产量。井产量。第3页体体积积压压裂裂普普通通应应用用分分段段多多簇簇射射孔孔技技术术和和裂裂缝缝转转向向技技术术，压压裂裂材材料料普普通通采采取取低低黏黏度度压压裂裂液液和和裂裂缝缝转转向向控控制制材材料料，并并尽尽可可能能采采取取较较大大液液体体用用量量和和较较高高施施工工排排量量，在在主主裂裂缝缝侧侧向向强强制制形形成成次次生生裂裂缝缝，并并实实现现次次生生裂裂缝缝继继续续分分枝枝，形形成成二二级级乃乃至至多多级级次次生生裂裂缝缝，最最终终使使主主裂裂缝缝与与多多级级次次生生裂裂缝缝相相互互交交织织，形形成成立立体体裂裂缝缝网网络络系系统统，实实现现储储层层内内 天天 然然 裂裂 缝缝、岩岩 石石 层层 理理 大大 范范 围围 有有 效效 沟沟 通通。MIEnergyCorporation一、体积压裂一、体积压裂第4页体积压裂能够使垂直井纵向动用更多层，水体积压裂能够使垂直井纵向动用更多层，水平井横向动用更多段。当前体积压裂改造水平井平井横向动用更多段。当前体积压裂改造水平井段长普通可到达段长普通可到达1000米，分段米，分段10段段20段，段，直井压裂直井压裂5层层10层。该技术在层。该技术在国外油气田国外油气田得到得到了有效应用。了有效应用。在国内还处于试验应用阶段在国内还处于试验应用阶段MIEnergyCorporation一、体积压裂一、体积压裂第5页o原理是利用原理是利用储层两个水平主两个水平主应力差力差值与裂与裂缝延伸延伸净压力关系，一旦力关系，一旦实现裂裂缝延延伸伸净压力大于两个水平主力大于两个水平主应力差力差值，就会，就会产生分支生分支缝，分支，分支缝沿着天然裂沿着天然裂缝继续延延伸，最伸，最终可形成以主裂可形成以主裂缝为主干主干纵横交横交织“网状网状缝”系系统。MIEnergyCorporation二、缝网压裂二、缝网压裂第6页对于期望形成人工裂缝和天然裂缝共同作用对于期望形成人工裂缝和天然裂缝共同作用形态，假如在直井实施称为缝网压裂，在水平井形态，假如在直井实施称为缝网压裂，在水平井实施称为体积压裂。实施称为体积压裂。这种技术实施对地应力情况有一定要求，最这种技术实施对地应力情况有一定要求，最大主应力和最小主应力差不能过大，转向压裂普大主应力和最小主应力差不能过大，转向压裂普通不超出通不超出10兆帕，缝网压裂要求应力差就要更小兆帕，缝网压裂要求应力差就要更小些。同时与储层厚度、砂泥层之间应力差也有一些。同时与储层厚度、砂泥层之间应力差也有一定关系。定关系。MIEnergyCorporation二、缝网压裂二、缝网压裂第7页MIEnergyCorporation二、缝网压裂二、缝网压裂实施伎俩方面：一是采取变参数射孔、二是实施伎俩方面：一是采取变参数射孔、二是压裂时变排量变粒径加砂、三是适时停泵。压裂时变排量变粒径加砂、三是适时停泵。这种技术当前描述主要还停留在理论层面，这种技术当前描述主要还停留在理论层面，因为缺乏有效地下形态监测技术，现有大地电位因为缺乏有效地下形态监测技术，现有大地电位法、微地震法、井温测试法都无法有效监测这种法、微地震法、井温测试法都无法有效监测这种技术形成裂缝形态，最少是精度极难到达实际需技术形成裂缝形态，最少是精度极难到达实际需求。求。第8页压裂工艺表达了压裂工艺表达了“两大、两小两大、两小”特征，特征，“两大两大”是指：是指：大排量，施工排量大排量，施工排量10m3/min以上；以上；大液量单井用液量大液量，单井用液量20005000m3。“两小两小”是指：是指：小粒径支撑剂，支撑剂普通采取小粒径支撑剂，支撑剂普通采取70/100目和目和40/70目陶粒，目陶粒，小小砂比，平均砂比，平均砂液比为砂液比为3%5%，最高砂液比不超出，最高砂液比不超出10.0%。MIEnergyCorporation三、压裂工艺三、压裂工艺第9页压裂液体系以滑溜水为主，滑溜水能够压裂液体系以滑溜水为主，滑溜水能够采取阴离子聚合物，也能够用低浓度瓜胶。采取阴离子聚合物，也能够用低浓度瓜胶。水平井为了压裂形成网状裂缝、提升改水平井为了压裂形成网状裂缝、提升改造体积，采取分簇射孔技术，每级分造体积，采取分簇射孔技术，每级分46簇射孔，每簇长度簇射孔，每簇长度0.460.77m，簇间距，簇间距2030m，孔密，孔密1620孔孔/m，孔径，孔径13mm，相位角，相位角60或者或者180。MIEnergyCorporation三、压裂工艺三、压裂工艺第10页MIEnergyCorporation三、压裂工艺三、压裂工艺 分段分段压裂技裂技术施工参数：施工参数：施工排量施工排量为12.712.719.0m3/min 19.0m3/min 每段用量每段用量2 0002 0005 000m3 5 000m3；支撑支撑剂单井用量井用量为6060190m3 190m3，100 100 目（目（0.150.15毫毫米）支撑米）支撑剂3030360 kg/m3 360 kg/m3 斜坡斜坡递增增浓度，度，40/70 40/70 目（目（0.45/0.250.45/0.25毫米）支撑毫米）支撑剂3030600 600 kg/m3 kg/m3 斜坡斜坡递增增浓度。度。第11页 MIEnergyCorporation三、压裂工艺三、压裂工艺第12页 MIEnergyCorporation三、压裂工艺三、压裂工艺第13页油井基础数据油井基础数据MIEnergyCorporation四、四、DB22-3DB22-3缝网压裂设计关键缝网压裂设计关键点点地理位置地理位置吉林省大安市吉林省大安市联联合合乡乡刘刘围围子屯西子屯西约约0.40.4千米千米开开钻钻日期日期o.6.10固井固井质质量量合格合格o不一样壁厚mmo下深mP110*7.72 P110*7.72 2117.23-2117.23-2119.972119.97；P110*7.72 P110*7.72 2118.84-2118.84-2121.562121.56；套套 管管 鞋鞋 2385.512385.51；完完钻钻日期日期o.6.16套管套管规规范范mmmm139.70139.70完完钻钻井深井深m m2386.02386.0射孔射孔枪枪型型102102水泥返深水泥返深m m1678.01678.0孔孔 密密1616套管套管接箍接箍m m人工井底人工井底m m2373.562373.56套管套管头头至至补补心心距距m m4.84.8第14页射孔层段数据射孔层段数据MIEnergyCorporation四、四、DB22-3DB22-3缝网压裂设计关键点缝网压裂设计关键点序号序号层层号号射孔井段射孔井段(m)厚厚 度度(m)孔孔 密（孔密（孔/m）孔孔 数数自自至至夹层夹层射开射开有效有效应应射射实实射射1 112123-23-22208.72208.72204.32204.34.4 4.4 4.4 4.4 16167070707021022192.72191.7 11.61.0 1.0 1616163922190.12189.1 1.61.0 1.0 1616164822181.92180.7 7.21.2 1.2 1619195612156.12154.4 24.61.7 1.7 1627272154.1 2152.7 0.31.4 1.4 162222第15页压裂层段压裂层段MIEnergyCorporation四、四、DB22-3DB22-3缝网压裂设计关键点缝网压裂设计关键点层层序序层层号号井井 段段(m)砂岩厚度砂岩厚度(m)有效厚度有效厚度(m)上隔上隔层层厚度厚度(m)下隔下隔层层厚厚度度(m)1q4122208.72204.38.44.411.6-以往生产简况9月压裂投产，早期产液3.9吨/天，产油2.1吨/天，产量较高。截至到年4月份，提捞产液量0.2吨/天，产油0.2吨/天，稳定产量基本不变。生产情况见下列图1。第16页MIEnergyCorporation四、四、DB22-3DB22-3缝网压裂设计关键点缝网压裂设计关键点第17页MIEnergyCorporation四、四、DB22-3DB22-3缝网压裂设计关键点缝网压裂设计关键点 地地质质情况情况 该该井位于吉林省大安市井位于吉林省大安市联联合合乡乡刘刘围围子屯西子屯西约约0.4千米千米处处，是松，是松辽辽盆盆地南部中央坳陷区地南部中央坳陷区红岗阶红岗阶地大安地大安结结构一口开构一口开发发生生产产井。改造目井。改造目标层为标层为泉泉头组头组12-6号号层层，测测井解井解释储层释储层平都有效孔隙度平都有效孔隙度6.8，渗透率，渗透率0.2mD，平均泥平均泥质质含量含量21.3，属于低渗，属于低渗储层储层。大安油田大安油田22口取心井中共口取心井中共观观察到裂察到裂缝缝508条，条，对对裂裂缝观缝观察分析以下察分析以下 依据岩心依据岩心观观察本区察本区张张裂裂缝缝占占29.0，张张剪性裂剪性裂缝缝占占34.17，剪切裂，剪切裂缝缝占占36.75，反，反应应本区裂本区裂缝缝以剪性和以剪性和张张剪性裂剪性裂缝为缝为主，其次主，其次为张为张裂裂缝缝该该区以高角度裂区以高角度裂缝为缝为主，其中主，其中倾倾角大于角大于45占占64.6。而。而倾倾角小于角小于30裂裂缝缝多分布于泥岩之中，多分布于泥岩之中，为为近水平滑脱近水平滑脱缝缝。第18页MIEnergyCorporation四、四、DB22-3DB22-3缝网压裂设计关键点缝网压裂设计关键点解释解释层号层号射开井射开井段段 m射开射开厚度厚度 m压前压前停泵停泵mpa前置液前置液 （m3/min；m3）携砂液携砂液 （m3/min；m3）平均平均砂比砂比%替挤液替挤液 （m3/min；m3）陶粒陶粒 （m3）排量排量实际实际排量排量实际实际排量排量实际实际设设计计实实际际12122210-2210-2205.62205.64.44.415.315.33.03.019719.73.03.043.543.520.720.73.03.05.25.29.09.09.09.010-810-82194-2194-218221823.23.217.017.03.23.231.231.23.23.262.762.719.619.63.23.26.66.612.12.0 012.12.3 36 62157.4-2157.4-2154.02154.03.43.418.318.33.23.224.724.73.23.247.347.318.218.23.23.25.45.48.08.08.68.68月30日压裂，经过分层改造，三个层施工参数见下表：第19页压裂液选择压裂液选择MIEnergyCorporation四、四、DB22-3DB22-3缝网压裂设计关键点缝网压裂设计关键点液体液体名称名称编编号号产产品名称品名称单单位位用量用量压压裂液裂液I型型1220m31Z_PJXkg24402kclkg122003JZ_ Pkg2440压压裂液裂液II型型600m34Z_PJXkg12005kclkg6000冻冻胶胶压压裂液裂液200m36改性瓜胶改性瓜胶kg8007助排助排剂剂kg2008破乳破乳剂剂kg1009碳酸碳酸钠钠kg36010碳酸碳酸氢钠氢钠kg7211防膨防膨剂剂kg交交联联液液12有机膨有机膨kg400现场现场准准备备13过过硫酸硫酸钾钾kg300 14高温破胶高温破胶剂剂kg50第20页MIEnergyCorporation四、四、DB22-3DB22-3缝网压裂设计关键点缝网压裂设计关键点 支撑支撑剂选择剂选择 依据本井地依据本井地质质情况及目情况及目标层标层埋藏深度并埋藏深度并按照石油天然气行按照石油天然气行业标业标准准SY/T5108-压压裂裂支撑支撑剂剂性能指性能指标标及及测试测试推荐方法推荐方法，并，并结结合合该该井工井工艺艺需求，需求，经过筛选经过筛选确定确定100目粉砂目粉砂2.0m3和和0.425-0.85mm抗抗压压52MPa（20-40目）目）陶粒陶粒20 m3（目数=25.4/直径*0.65）第21页MIEnergyCorporation四、四、DB22-3DB22-3缝网压裂设计关键点缝网压裂设计关键点步步施工时间（施工时间（min）工工 序序排量排量(m3/min)压裂液用量压裂液用量(m3)骤骤阶段阶段累积累积阶段阶段累积累积111测试压裂测试压裂221212测试压裂测试压裂334313测试压裂测试压裂448414测试压裂测试压裂5513515测试压裂测试压裂6619616测试压裂测试压裂7726739测试压裂测试压裂824508110测试压裂测试压裂55559111测试压裂测试压裂2257106071停泵测压降停泵测压降o备注：选取压裂液I型进行小型压裂测试DB22-3井井q412层测试压层测试压裂施工工序表裂施工工序表第22页MIEnergyCorporation四、四、DB22-3DB22-3缝网压裂设计关键点缝网压裂设计关键点步步施工时间施工时间工工排量排量支支 撑撑 剂剂压裂液压裂液阶段阶段累积累积类型类型砂比砂比用量用量累积累积用用 量量累积累积骤骤minmin序序m3/minkg/m3%m3m3m3m31108.3108.3I I型液型液6.0650.0650.02120.0228.3IIII型液型液5.0600.01250.03110.0338.3I I型液型液5.0550.01800.082.7341.0I I型液型液6.016.01816.092.8343.8I I型液型液6.0100100目粉目粉砂砂3630.50.516.71832.7101.7345.5I I型液型液6.0100100目粉目粉砂砂6050.51.010.01842.71512.5358.0冻胶冻胶4.050.01892.71610.3368.3冻胶冻胶4.020-4020-40陶陶粒粒8652.03.040.01932.71718.6386.9冻胶冻胶4.020-4020-40陶陶粒粒12075.08.071.4o.11821.3408.2冻胶冻胶4.020-4020-40陶陶粒粒172108.016.080.02084.1197.8416.0冻胶冻胶4.020-4020-40陶陶粒粒241144.020.028.62112.7201.6417.6冻胶冻胶4.020-4020-40陶陶粒粒310181.021.05.62118.3212.5420.1替挤液替挤液4.010.12128.4备注：压后测瞬时停泵压力。备注：压后测瞬时停泵压力。平均砂比平均砂比%9.31o清水百分比%84.57DB22-3井井q412号号层层主主压压裂施工工序表裂施工工序表 表表2-1第23页步步施工时间施工时间工工排量排量支支 撑撑 剂剂压裂液压裂液阶段阶段累积累积类型类型砂比砂比用量用量累积累积用用 量量累积累积骤骤minmin序序m3/minkg/m3%m3m3m3m3192.992.9I I型液型液7.0650.0650.02120.0212.9IIII型液型液5.0600.01250.03110.0322.9I I型液型液5.0550.01800.082.3325.2I I型液型液7.016.01816.092.4327.6I I型液型液7.0100100目粉砂目粉砂3630.50.516.71832.7101.5329.1I I型液型液7.0100100目粉砂目粉砂6050.51.010.01842.71512.5341.6冻胶冻胶4.050.01892.71610.3351.9冻胶冻胶4.020-4020-40陶粒陶粒8652.03.040.01932.71718.6370.5冻胶冻胶4.020-4020-40陶粒陶粒12075.08.071.4o.11821.3391.8冻胶冻胶4.020-4020-40陶粒陶粒172108.016.080.02084.1197.8399.6冻胶冻胶4.020-4020-40陶粒陶粒241144.020.028.62112.7201.6401.2冻胶冻胶4.020-4020-40陶粒陶粒310181.021.05.62118.3212.5403.7替挤液替挤液4.010.12128.4备注：压后测瞬时停泵压力。备注：压后测瞬时停泵压力。平均砂比平均砂比%9.31o清水百分比%84.57MIEnergyCorporationDB22-3井井q412号号层层主主压压裂施工工序表裂施工工序表 表表2-2四、四、DB22-3DB22-3缝网压裂设计关键点缝网压裂设计关键点第24页步步施工时间施工时间工工排量排量支支 撑撑 剂剂压裂液压裂液阶段阶段累积累积类型类型砂比砂比用量用量累积累积用用 量量累积累积骤骤minmin序序m3/minkg/m3%m3m3m3m3181.381.3I I型液型液8.0650.0650.02120.0201.3IIII型液型液5.0600.01250.03110.0311.3I I型液型液5.0550.01800.082.0313.3I I型液型液8.016.01816.092.4315.7I I型液型液7.0100100目粉砂目粉砂3630.50.516.71832.7101.5317.2I I型液型液7.0100100目粉砂目粉砂6050.51.010.01842.71512.5329.7冻胶冻胶4.050.01892.71610.3340.0冻胶冻胶4.020-4020-40陶粒陶粒8652.03.040.01932.71718.6358.6冻胶冻胶4.020-4020-40陶粒陶粒12075.08.071.4o.11821.3379.9冻胶冻胶4.020-4020-40陶粒陶粒172108.016.080.02084.1197.8387.7冻胶冻胶4.020-4020-40陶粒陶粒241144.020.028.62112.7201.6389.3冻胶冻胶4.020-4020-40陶粒陶粒310181.021.05.62118.3212.5391.8替挤液替挤液4.010.12128.4备注：压后测瞬时停泵压力。备注：压后测瞬时停泵压力。平均砂比平均砂比%9.31o清水百分比%84.57MIEnergyCorporationDB22-3井井q412号号层层主主压压裂施工工序表裂施工工序表 表表2-3四、四、DB22-3DB22-3缝网压裂设计关键点缝网压裂设计关键点第25页五、五、DB22-3DB22-3缝网压裂实施关键点缝网压裂实施关键点o11月01日施工o动用8台2500型泵车，50方拖罐18台，40方软体罐10部，其它罐车5台，累计罐33台（部），全部罐容积1400方。o实现总液量1910.5方、最高排量7.67方、最高压力59.2兆帕、停泵压力17.3兆帕、加陶粒7.4方。o施工教训是老井井况差，需要事先做好一切准备，因为储液罐有限（设计液量2128方）施工排量高，配液、供液不但要确保速度还要确保质量。冬季施工因为液罐阀门、管线、井口等需要加温，施工时间延长。MIEnergyCorporation第26页五、五、DB22-3DB22-3缝网压裂实施关键点缝网压裂实施关键点MIEnergyCorporation小型测试曲线第27页五、五、DB22-3DB22-3缝网压裂实施关键点缝网压裂实施关键点MIEnergyCorporation压裂施工曲线第28页六、试验初步评价六、试验初步评价o该井9月2日投产，至办法前6年共计生产原油732吨，办法前10个月捞油平均月产9吨，日产0.3吨。o该井11月3日压后返排，自喷排液647方（自喷返排率33.8%）11月8日下38泵投产，泵挂1700米，冲程3米，冲数4.5次，至12月25日投产47天生产原油195.8吨，（平均日产4.1吨）25日数据产液8.1方、产油4.4吨、含水45.07%、动液面1653米。（一月5日总液量1141总油236.2）o该井压准、投产作业、压裂施工、压裂材料共计投入160万元，按每吨4000元计，生产400吨原油收回成本。MIEnergyCorporation第29页六、试验初步评价六、试验初步评价MIEnergyCorporation第30页七、下步试验提议七、下步试验提议o扩大试验，再试验扩大试验，再试验3-53-5口井方便深入评价口井方便深入评价o在庙在庙3 3水源保护区不许注水开发区块应用试验水源保护区不许注水开发区块应用试验o在储量丰度低在储量丰度低ABAB块做抽稀井网开发应用试验块做抽稀井网开发应用试验o在结构边缘井、受注水影响不显著控制井应用试验在结构边缘井、受注水影响不显著控制井应用试验o在独立小结构不宜注水开发小区块应用试验在独立小结构不宜注水开发小区块应用试验MIEnergyCorporation第31页