油井压裂效果分析方法
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收稿日期:2005-08-17作者简介:王治中(1969-),男,中国石油大学(北京)在读博士,从事油气井岩石力学和出砂预测研究工作。
文章编号:1000-3754(2006)06-0076-03井下微地震裂缝监测设计及压裂效果评价王治中1,邓金根1,赵振峰2,慕立俊2,刘建安2,田 红1(11中国石油大学,北京 102249;21长庆油田勘探开发公司,陕西咸阳 712000)摘要:井下微地震监测技术作为监测压裂效果的有效手段之一,首次在长庆油田的庄19井区得到了应用。
本文在简要介绍井下微地震压裂监测技术的基础上,论述了选井选层设计、测震传感器的布置优化、井筒体液设计和压裂设计,并利用微地震压裂监测结果分析了压裂井的裂缝展布特征,验证了压裂施工效果。
该方法对于验证传统方法的准确性、提高裂缝测试水平及油田开发效果具有重要意义。
关键词:微地震技术;水力压裂;施工设计;监测;裂缝展布;油田应用;效果分析中图分类号:TE35711 文献标识码:A水力压裂作为油气增产的主要措施已被广泛应用于现代石油工业。
经济有效的水力压裂应尽可能地让裂缝在储层延伸,防止裂缝穿透水层和低压渗透层[1,2]。
现场作业表明,水力压裂的效果往往不是十分明显,有时由于穿透隔层而导致失败,造成油层压力体系破坏,影响油田的开发效果[3]。
因此,研究裂缝扩展规律、优选压裂作业参数,并采取有效措施控制裂缝的扩展形态是提高压裂处理效果的基础。
但从油田实践看,由于受监测手段的限制,对裂缝扩展规律的认识还十分有限。
井下微地震监测技术作为监测水力压裂裂缝扩展的最佳方法之一,首次在长庆油田的庄19井区得到了应用。
本文在简要介绍井下微地震监测技术的基础上,论述了选井选层设计、测震传感器布置优化、井筒液体设计和压裂设计方法,并利用微地震监测结果分析了压裂井的裂缝展布特征,验证了压裂施工效果。
1 井下微地震裂缝监测技术微地震压裂监测技术的主要依据是,在水力压裂过程中,裂缝周围的薄弱层面(如天然裂缝、横推断层、层理面)的稳定性受到影响,发生剪切滑动,产生了类似于沿断层发生的/微地震0或/微天然地震0。
采油工艺–压裂工艺技术1. 简介压裂工艺技术是一种常用的采油工艺,旨在通过增加油井的产能和压裂储量来提高油井的采油效果。
本文将介绍压裂工艺技术的原理、分类、应用以及发展趋势。
2. 压裂工艺技术原理压裂工艺技术通过注入高压液体(常用的是水和添加剂)到油井中,使岩石破裂并形成裂缝,从而增加油井的渗透性和储量。
其原理主要有以下几个方面:•液体注入:通过注入高压液体进入油井,增加油井的压力,从而使岩石发生破裂。
•裂缝形成:液体的高压作用下,使岩石产生裂缝,从而增加孔隙度和渗透性。
•井壁固化:使用添加剂将油井周围的裂缝固定,防止裂缝的闭合。
•液体回收:通过回收注入的液体,减少资源的浪费。
3. 压裂工艺技术分类压裂工艺技术可根据不同的标准进行分类,下面是一些常见的分类方式:3.1 挤压压裂挤压压裂是一种常用的压裂技术,其特点是施加持续的高压来形成裂缝,适用于一些密度高、渗透性差的岩石。
3.2 爆炸压裂爆炸压裂是一种利用爆炸产生的冲击波来形成裂缝的技术,适用于一些硬度高的岩石。
3.3 液压压裂液压压裂是一种利用高压液体来形成裂缝的技术,适用于一些渗透性较好的岩石。
4. 压裂工艺技术应用压裂工艺技术在石油工业中有广泛的应用,其主要应用领域包括:•陆地油田:压裂工艺技术可以提高陆地油田的产能和采收率。
•海洋油田:压裂工艺技术可以应用于海洋油田,提高海洋油田的开发效率。
•页岩气开采:压裂工艺技术可以用于页岩气的开采,改善页岩气的渗透性。
5. 压裂工艺技术的发展趋势随着石油行业的不断发展,压裂工艺技术也在不断创新和发展。
未来压裂工艺技术的发展趋势主要包括:•绿色环保:未来的压裂工艺技术将更加注重环境保护,减少对地下水资源和环境的影响。
•高效节能:未来的压裂工艺技术将更加注重能源的利用效率,提高工艺的能源利用率。
•智能化:未来的压裂工艺技术将趋向智能化,通过自动化控制和人工智能等技术手段,提高工艺的自动化程度和智能化水平。
石油压裂行业现状分析报告# 石油压裂行业现状分析报告## 引言石油压裂是一种提高油井产能和提取石油资源的重要技术手段。
随着能源需求的不断增长,石油压裂行业也逐渐兴起,并取得了显著的发展。
本报告将对石油压裂行业的现状进行分析,并展望其未来发展趋势。
## 1. 石油压裂技术的发展与应用石油压裂技术最早是在20世纪40年代开发出来的,当时主要用于增加油井产量。
随着技术的不断发展和完善,石油压裂技术在短时间内能够释放大量的石油和天然气资源,因此成为了石油产业的重要工具。
石油压裂技术在陆上和海上油气田开采中都有广泛的应用。
在陆上油气田中,通过注入高压液体和人造颗粒物,将岩石层中的裂缝扩大,从而增加油气的产出。
在海上油气田中,石油压裂技术可以帮助开发者更有效地提取海底储藏的油气资源。
## 2. 石油压裂行业的发展现状(1)市场规模持续扩大随着对能源的需求不断增长,全球石油压裂市场规模也在不断扩大。
根据市场调研数据显示,石油压裂市场在近几年内年均增长率超过10%。
此外,亚洲地区对石油压裂技术的需求也在迅速增长,成为全球石油压裂市场的主要增长动力。
(2)技术创新与进步石油压裂技术在过去几十年间不断创新与进步。
新型压裂液和颗粒物的引入,使得压裂效果大幅提高。
此外,3D地震勘探技术以及数据分析技术的突破,为石油压裂行业带来了更多的机遇和挑战。
(3)环保压力与可持续发展石油压裂行业在发展的同时也面临着环保压力。
压裂过程中使用的化学品和大量水资源的消耗,给环境带来了不可忽视的影响。
因此,如何在保证发展的同时注重环境保护,成为石油压裂行业亟需解决的问题。
## 3. 石油压裂行业的未来发展趋势(1)技术升级与集约化石油压裂技术将继续推动技术升级和集约化发展。
新一代压裂液的研发和应用将进一步提高石油开采效率。
同时,对压裂操作的优化和智能化监控将成为发展的重要方向。
(2)环保与可持续发展的关注随着环保意识的不断提高,石油压裂行业将加大环境保护和可持续发展的力度。
水平井连续油管分段压裂技术研究连续油管压裂技术可以实现一次多压作业,更好地提高油井产量。
本文对连续油管分段压裂技术进行简单的叙述,并对连续油管分段压裂方案优化展开探讨和研究。
标签:水平井;连续油管技术;分段压裂低渗透油藏是很多油田提高产量的重要资源,采用水平井分段压裂技术可以使低渗透油藏流通性变好、减小渗流阻力、提高油田采收率。
水平井开发技术的进步,可以有效地动用难以开采的油藏,分段压裂施工需要以压裂管柱的安全起下作为保证,连续油管在卷筒拉直以后下放到井筒中,当作业完成之后从井中提取出来重新卷到卷筒中,具有很高的作业效率。
1连续油管分段压裂技术概述该技术以水动力学作为研究的前提,把连续油管技术实现与压裂技术的结合,采用喷砂射孔及环空加砂进行压裂的办法,可以对水平井进行一次多压。
进行施工作业过程中,需要先设计好压裂施工所采用的工具串,是由导引头、机械丢手、喷枪、封隔器等构成,压裂施工时把工具串投入到井筒中,采用机械定位装置实现位置确定,并对深度进行校核,利用打压办法来完成封隔器的坐封,达到合格标准之后就可以应用连续油管水力喷砂射孔技术进行作业,再采用环空加砂压裂技术,当完成一段压裂作业之后再对管柱进行上提操作,在后续层段采用相同的施工作业方式,不需要太多的时间就可以实现对多层段的地层压裂改造作业。
2连续油管分段压裂方案优化某油田区块采用水平井连续油管技术进行分段压裂增产,达到了比较理想的效果,把裸眼封隔器分段壓裂作为主要的压裂工艺技术,可该压裂工艺需要较长的作业时间,压裂之后还需要较多的工艺来完善,很难对裂缝起始位置进行有效地控制,为了提高压裂增产效果,可以采用连续油管分段压裂技术,充分考虑到多种影响因素,对原有的压裂方案进行优化改进。
2.1裂缝特征优化地层裂缝长度情况直接影响着低渗透油藏的开采效果,如果地层裂缝长度变大,油气产量则会相应地提升。
对早期投入使用的油井地质情况进行分析来看,如果地层裂缝长度达到90-100米,可以达到较高的原油产量,从而实现较长的稳产时间。
石油工业油井压裂技术的优化方案压裂技术在石油工业中被广泛应用,它是一种有效的油井增产方式。
然而,传统的压裂技术存在一些问题,包括资源浪费、环境污染和工艺不稳定等。
为了优化石油工业油井压裂技术,下面将提出几种优化方案。
1.改进液体配方目前,压裂液的配方通常是水和各种化学添加剂的混合物。
然而,这种配方在一定程度上会对环境造成污染,并浪费大量的水资源。
为了解决这个问题,可以考虑使用可再生能源替代水作为压裂数的基础。
例如,利用生物质资源制备压裂液,不仅可以减少水的使用,还可以降低对环境的负面影响。
2.优化断裂方向石油工业中常常采用垂直方向的断裂,然而,这种方式限制了油井的产能。
为了提高油井的产能,可以考虑优化断裂方向。
例如,通过水平井的方式进行压裂,可以增加裂缝的表面积,从而提高原油的产量。
3.智能监控和控制系统传统的压裂技术缺乏实时监控和控制系统,往往需要人工干预和调整。
为了提高工艺的稳定性和效率,可以引入智能监控和控制系统。
这样,可以实时监测油井的各项参数,根据数据进行智能控制,从而达到最佳的油井压裂效果。
4.先进的砂岩物理模型传统的砂岩物理模型存在一些问题,包括模型的简化和缺乏真实性。
为了更准确地描述砂岩的物理性质,可以引入先进的砂岩物理模型。
这些模型可以考虑更多的物理参数,从而提高对砂岩的描述和分析能力,为优化压裂技术提供更好的理论基础。
5.多学科协同研究油井压裂技术涉及到多个学科的知识,包括地质学、力学、化学等。
为了更好地优化压裂技术,可以进行多学科的协同研究。
例如,地质学家可以提供更准确的地质信息,力学专家可以模拟和分析裂缝的产生过程,化学专家可以提供更优化的压裂液配方。
通过多学科的协同研究,可以找到更好的优化方案。
总结而言,石油工业油井压裂技术的优化方案包括改进液体配方、优化断裂方向、引入智能监控和控制系统、引入先进的砂岩物理模型以及进行多学科协同研究。
这些优化方案可以提高压裂技术的效率、稳定性和环境友好性,为石油工业的可持续发展提供有力支持。
第一章概述 (2)第二章技术原理 (4)一、暂堵转向重复压裂技术原理: (4)二、破裂机理研究 (5)三、重复压裂裂缝延伸方式 (7)第三章重复转向压裂时机研究 (11)1、影响重复压裂效果因素 (11)2、选井选层原则 (11)3、压裂时机确定 (11)第四章暂堵剂(转向剂) (12)1、堵剂性能要求: (12)2、堵剂体系 (12)3、水溶性高分子材料堵剂 (13)4、配套的压裂液 (15)第五章转向压裂配套工艺技术 (15)1、缝内转向压裂工艺技术 (15)2. 缝口转向压裂工艺技术 (17)3、控制缝高压裂技术 (19)4、端部脱砂压裂技术 (20)第六章工艺评价 (20)1.裂缝监测 (20)2.施工压力 (20)3.产能变化 (21)第一章概述我国发现的油气藏中60%以上为低渗透油气藏,往往具有非连续、非均质、各向异性的特点。
低渗油藏必须进行压裂改造,才能获得较好的效果。
随着开采程度的深入,老裂缝控制的原油已近全部采出,传统的平面水力裂缝设计方法和压裂技术已不能满足这类油藏开采的需求。
可以实施暂堵转向重复压裂,在纵向和平面上开启新层,开采出老裂缝控制区以外的原油,有效的稳油控水、提高原油产量和油田采收率,实现油田的可持续发展。
目前,国内外的重复压裂实践主要有以下三种方式:①层内压出新裂缝;②继续延伸原有裂缝;③转向重复压裂。
对于重复压裂中出现的裂缝转向,目前认为主要有三种不同方式:①地应力反转;②定向射孔诱导;③桥堵转向压裂工艺。
对于低渗储层,由于出现地应力场反转的难度较大,而采用定向射孔压裂造成裂缝转向,对储层伤害较大。
近些年,利用桥堵作用堵塞裂缝,形成转向的新裂缝的压裂工艺(缝内转向与缝口转向),经过现场实践,增产显著,逐步成为低渗储层重复改造的首选工艺。
在大规模试验研究的基础上,经过工艺优化配套,建立了以缝内转向压裂工艺为主导的低渗透重复压裂新模式。
它有效地在疏通原有人工主裂缝基础上形成了新的支裂缝,沟通了“死油区”,扩大油井泄油面积。
压裂常见事故分析及对策沙南作业区各区块于1989年相继投入开发,随着油田的不断开发,油井含水上升速度加快,水淹水窜井增多,老井重复压裂改造规模逐步放大,且重复压裂改造效果逐次下降,储层改造措施的难度越来越大,因此近年来大范围地使用了不同类型的转向压裂、分层压裂,虽然取得了比传统普通压裂更好的效果,但由于施工工艺变得复杂以及压力上升等原因,事故率也明显上升。
从近年来压裂事故井(施工未完或因现场施工原因未按设计施工)看,包括了管柱破裂、脱落,井口刺漏还是超过限压其他种情况,这些事故的发生,不仅使现场施工的风险性增加,而且浪费了成本、人力物力,对沙南作业区压裂施工常见事故进行分析,并寻求解决对策,来减少现场事故的可能来,从而保证现场施工。
统计近年来作业区压裂现场施工中存在的主要问题,主要有以下:1、套压超限沙南作业区采油树承压多为25Ma,因此所有压裂井施工时都安装了井口保护器。
近年来沙南作业区压裂施工所用井口保护器型号多为GN2000-250,耐压15000PSI(约合103.4MPa),该保护器工作时通过液压坐封在油管头上,达到保护井口的目的。
但在压裂施工时,采油树井口套管部分仍要直接承受压裂施工压力,压裂施工中如何既能保护套管,又能达到制定的压裂方案,成为压裂工作的难点之一。
从近年来准东采油厂的压裂看,对比火烧山、西泉、吉木萨尔等油田,沙南作业区北三台油田、沙南油田压裂施工时套压相对偏高,统计发现沙南油田近三年来套管压力超过20MPa的井占30%以上,在相同型号的采油树下,施工风险明显更高。
在与其他作业区压裂时采用相同的设备、工艺及压裂原材料下,造成沙南施工套管压力过高的主要因素有:1、油藏埋藏深度;2、油层物性;3、转向压裂。
1)油藏地质特征造成施工套压过高油藏埋藏深度和油层物性是属于不可控因素,因此需要在密切注意转向压裂对套管压力的影响,以免造成套压超限影响施工效果,甚至造成安全事故。
SQ4275井该井设计为转向压裂,现场压裂时,刚一起泵(此时排量还很低),套压就在23MPa左右,最高时达24.2MPa。
油田分层压裂(酸化)工艺技术探讨摘要:在油田勘探开采的发展中,常规石油中有诸多工艺技术,而分层压裂液液、酸化液工艺是中国油田试油作业中不可缺少的过程,也是从钻井步骤一直到油田生产过程中承上启下的关键工艺,同时也是油田开发工程中工艺技术服务的重要组成部分。
本文阐述了我国油田的压裂液工艺技术以及酸化液工艺技术,并进一步研究这两种技术在油田施工过程中的应用、效果分析。
关键词:油田分层压裂液酸化液工艺技术效果分析油田试油技术在广义上就是指试油施工的整个过程,其中包括了各方面的工艺技术例如:地层的测试、常规试油的工艺技术程序、试井测试和技术改造措施,这些工作全部是为了取得油田实际储油参数而进行的,压裂液工艺技术以及酸化液工艺技术,在中国石油集团渤海钻探工程技术研究院的工作学习中,我对石油技术做过颇多分析,本文就针对油田分层压裂酸化工艺技术展开探讨,分析压裂液技术与酸化液技术在我国油田种的应用、效果。
一、压裂技液术与酸化液技术的概述1.压裂液技术油田压裂液工艺技术应用上主要是压力将地层压开,形成裂缝并用支撑剂将它支撑起来,以减小流体流动阻力的增产、增注措施。
压裂液主要有前置液、携砂液、顶替液组成的。
压裂液的性能要求:黏度高,润滑性好,滤失量小,低摩阻,对被压裂的流体层无堵塞及损害,对流体矿无污染,热稳定性及剪切稳定性能好、低残渣、配伍性好、破胶迅速、货源广,便于配制,经济合理。
压裂液主要作用在概括来说有以下几方面:1、携带支撑剂到地层;2、压开裂缝;3、降低地层温度。
2.酸化液技术酸化液技术分为压裂酸化工艺技术和基质酸化工艺技术两种,主要是利用酸液解决生产井和注水井周围污染问题,进一步的清除缝隙中的堵塞物质,达到扩大地层裂缝,提高渗透率的一种工艺技术。
压裂酸化技术指的是在酸化的基础上压裂,将天然裂缝加宽、扩大、延伸,或是通过压裂岩石形成新的岩缝。
形成之后的岩缝凹凸不平,在施工后形成槽油、沟油等流通道,改善了之前的汽油景田流渗状况,提高产油量。
油井压裂作业的工序多、难度大,作业环境恶劣,所需设备较多,要求的技术水平较高,这些都给施工中的安全管理工作带来了困难。
一旦发生安全事故,很可能造成人员和经济的重大损失。
1 油井压裂的风险分析针对油井压裂施工过程中可能存在的风险,应当尽早排查隐患,采取可靠的防范措施。
1.1 压裂施工场地有限,密集性高压裂作业井场的占地面积较大,需要聚集仪表车、压裂车、砂罐车、混砂车等压裂设备,尤其是压力高的井场所更操作设备更多,相应的,工作人员众多,这就造成了井场上压裂设备和工作人员高度集中,管理上存在困难。
同时,在井场布置上也存在安全隐患,由于场地受限,施工设备及车辆与井口或者高压区的距离太小,这也对压裂施工的安全管理提出了更高要求。
1.2 压裂作业危险性大油田压裂作业的操作难度大、危险度高,工序多且杂,一旦操作失误,即有可能造成砂堵油管、管线爆裂、井身或井口遭破坏等问题,由此导致井喷、有毒有害气体泄露、严重撞击等事故出现。
与此同时,基于井场的场地限制,在发生事故后,工作人员难以迅速逃生,现场施救也存在困难,这会造成损失扩大化,且难以估量。
1.3 压裂施工人员欠缺知识技能现阶段,油井压裂施工作业中的人员,施工技能仍然有待提高。
压裂作业中的人为因素,可能会导致某些操作无法达到施工的要求,继而影响安全施工,比如,压裂液配液不良或者添加剂的加入比例不适当,可致地层污染;压裂液储存罐清洗不干净,可致压裂液性能降低;砂浓度的配置不符合施工设计标准,可能造成砂堵油管而阻碍油井压裂;等等。
2 油井压裂施工的管理重点分析2.1 施工设备的管理要有计划地开展油井压裂施工作业,在作业之前,先对各种设备进行严格的检测及校正仪表,诊断和排查隐患。
通过精细的维护与保养,保证机械设备在施工中能够运行正常,避免机械系统失灵而阻碍施工或者造成人员伤亡。
还需注意,油井压裂的生产设备,都要停放在井场的上风方向;现场施工中严禁超压操作。
2.2 施工人员的管理通过定期与不定期的岗位培训教育,让施工人员详细了解施工作业中的安全防护及自救措施,使其具备熟练的操作机械设备能力。
油田井下压裂施工技术及改善摘要:近年来国家的能源方面的安全受国外的影响很大,随着我国油气开发取得飞速进展,油气开发变得越来越重要。
本文主要对油田井下压裂施工技术及改善进行论述,详情如下。
关键词:油田;井下;压裂施工;技术引言一般情况下超过3000米的井被称为深井,超过4200米的井被称为超深井,油气勘探过程中深井、超深井有由浅层向深层发展的重要手段。
超深井地层有着地应力高、空隙压力高、温度高的特点,对岩石孔隙度、渗透率、力学性质有着直接的影响,深井、超深井在勘探过程中,受到施工参数、施工泵压、施工排量等数据参数的影响,造成人工排液困难、砂比提升困难等现象,所以我们在对深井、超深井进行压裂施工作业时,比普通井的压裂施工难度更大,成功率更低。
1低渗透油田的特点分析低渗透油藏的特点主要是低渗、低丰度、低产能、低孔,我国低渗透油田在传统的开采过程中,主要存在的问题有地面系统布置不规范、综合含水量高、原油产量低等,影响了低渗透油藏的开采效率,开采难度也比较大。
低渗透油藏的开采过程中,需要严格的控制石油流体的流动速度,低渗透油藏中油层岩石的发育规模小、胶结物的含量高,造成储层中原油的物性差,这就会直接影响低渗透油藏开采过程中的开采效率和开采质量,容易造成原油的浪费。
低渗透油藏的开采过程中,受到地层薄且多的特点影响,想要将原油成功的开采到地面,需要钻探多个水平井,这就增加了低渗透油藏的开采难度,技术标准和要求更加严格。
2油田井下压裂施工技术改善2.1深井、超深井改造措施研究经过我们对深井、超深井实际的调查研究发现,在对深井、超深井改造后取得了良好的效果,主要有以下几点:(1)在选井选层和储层改造优化设计的过程中,室内试验发挥着重要的作用。
针对一些储层具有低渗透率、高压异常、高地应力值、裂缝较多、泥质含量大、水敏较强等特点,我们采取先进行室内试验研究,进行敏感性、应力敏感等评价试验,分析不同类型的工作液,深入了解和掌握不同储层的物性特征,经过以上的试验结果,我们可以顺利地开展后续的选井选层、压裂设计工作。
233吴起油田地处鄂尔多斯盆地陕北斜坡(伊陕斜坡),目前生产层位主要为侏罗系延安组和三叠系延长组,属“低压、低渗透、低空隙”油藏,尤其是三叠系下组合油藏储层物性较差,在油水井投产、措施改造必须采用水力压裂工艺措施,油田压裂工艺为油田稳产提高采收率做出了突出贡献。
但在压裂施工作业中经常会遇到很多问题,现对油田压裂施工中常见问题进行分析及处理措施。
1 储层压不开原因分析(1)地质因素:因地层物性较差,目的层无注入量或注入量较低达不到设计要求。
处理措施:在安全压裂施工范围内,井下管柱或地面设备不超压的情况下进行瞬间多次起停泵憋压压开地层、或挤酸预处理再进行压裂。
(2)井下压裂管柱、工具因素:①压裂封隔器下入位置与设计不符或压裂工具组配错误;②压裂管柱不通;处理措施:封隔器位置错误可以现场调整隔器位置后在进行压裂,如组配错误则起出后重新按设及进行下入,或大排量反洗出油管中堵塞物后在进行压裂。
(3)井身因素:①射孔炮眼污染严重(主要为钻井泥浆污染);②射孔质量问题;③旧井结蜡结垢严重炮眼被堵;处理措施:对于射孔炮眼污染严重压开目的层后地层吸入量较低可以先进行挤酸预处理,因射孔质量问题可以重新进行射孔后在进行压裂,对于旧井压裂改造前先进行套管刮削洗井后在进行压裂见图1。
图1 压裂施工曲线2 封隔器不座封原因分析(1)封隔器损坏:固井后套管壁有水泥块或在下压裂管柱速度过快。
处理措施:在压裂措施作业前先进行套管刮削控制下钻速度。
(2)封隔器上部管柱有裂缝或穿孔:使用旧井油管压裂时因油管磨损腐蚀被损坏。
处理措施:利用旧油管压裂时先进行清蜡对油管试压、检查油管丝扣是否完好。
(3)下入喷砂器或直咀直径不符合设计要求:修井技术员未按设计选取合适的喷砂器或直咀。
处理措施:现场排查无其他原因后起出原压裂管柱检查直咀及封隔器是否完好,重新下入进行压裂。
3 压窜的原因分析(1)层间窜:同时射开两层,上下夹层比较薄,压裂时易窜层;处理措施:下入三封或选择两层合压。
大多数油气井的产量在水力压裂措施后能够得到显著提高。
但在某些完井配置情况下,尤其是多层合采井及大位移、大斜度井,由于投资和作业成本较高,因提高最终采收率或增产而获得的经济收益往往会被抵消。
现在,通过应用更高效的多层压裂工具并在作业过程中进行实时监测,可以解决这一难题。
多层压裂方法及其应用在编写本文过程中得到以下人员的帮助,谨表谢意:得克萨斯州Longview 的Michael Dardis ;休斯敦的Phil Duda 和Donald Smith ;莫斯科的Matt Gillard ;沙特阿拉伯Al-Khobar 的Shrihari Kelkar ;科威特Ahmadi 的刘海,以及刚果Pointe-Noire 的Brad Malone 。
AbrasiFRAC ,ABRASIJET ,ACTive ,CoilFRAC ,Contact ,DeepSTIM ,DivertaMAX ,InterACT ,PCM ,POD ,RapidSTIM ,StageFRAC ,StimMAP ,SuperX ,SXE ,VDA (粘弹性转向酸)和VSI (多用途地震成像仪)等是斯伦贝谢公司的商标。
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Bader Al-Matar Majdi Al-Mutawa Muhammad Aslam Mohammad Dashti Jitendra Sharma 科威特石油公司科威特Ahmadi Byung O. LeeJ. Ricardo Solares 沙特国家石油公司沙特阿拉伯Udhailiyah Tom S. NemecGoodrich 石油公司美国得克萨斯州休斯敦Jason Swaren得克萨斯州Sugar Land Loris Tealdi埃尼集团刚果分公司刚果共和国Pointe Noire当前,提高地下油气采收率的策略包括大斜度、大位移井、多层合采及二次完井,应用这些技术的目的在于开发原先不具有经济性或难以开采的油气层。
石油工程师中的油井压裂技术作为石油工程师,油井压裂技术是不可或缺的工作技能之一。
在现
代石油工业中,油井压裂技术被广泛应用于增强油田的产量和生产效率。
本文将就此话题进行探究,从什么是油井压裂技术、其概念、分类、适用范围、优缺点等方面进行详细介绍。
一、概念
油井压裂技术,又称为液态压裂,是指将液态压力传送到井下地层,以使地层产生裂缝,从而增加油气的产出量的一种技术。
主要作用是
在岩石中打入压力,增大岩石裂缝,使油气可以更加迅速地流入井中,从而提高油井的产量和采油效率。
二、分类
油井压裂技术可分为如下三类:1.水力压裂技术:以液态压力将水
等流体注入岩石层中;2.气体压裂技术:以液态压力将气体注入岩石层中;3.松动压裂技术:以液态压力将异物送入井下,使井下原料松动,达到增加油气产量的效果。
三、适用范围
油井压裂技术适用于岩石石英或岩石石灰石等深层地质产层。
其他
适用范围包括天然气、页岩气、煤层气等的气体井,以及油井或油藏
岩石缝隙的渗透性差的地层。
四、优缺点
油井压裂技术的优点在于可用于多个种类的油气井,其压裂可改善岩石状况,并提高井底流体压力,最终提高油气产出量。
其缺点在于实施要求技术力量雄厚和花费千万美元的成本,同时压裂治疗可能会破坏地层环境,引发地震等问题。
综上可得,石油工程师中的油井压裂技术是一项重要的技术,其应用极其广泛。
在今后的工作中,我们需要根据实际情况来选择最合适的压裂技术,以提高油田产量和采油效率的同时最大限度地保障地层环境和地质安全。
关于水平井分段压裂的研究及探讨【摘要】能源作为现代社会的稀缺资源,直接影响着人们的生产生活,对能源的开发也是极为重要的工程。
在石油储存量较小且渗透性较差的油田内,水平井是较为有效的开发方式。
如果遇到油气层渗流阻力较大、渗透率极低的情况,则需要将其压开数量不等的裂缝,加强油气的渗透性及减少渗流阻力。
本文简单阐述了水平井分段压力技术的原理,各种类型的分段压裂技术,包括封隔器分段压裂、段塞分段压裂、封隔器配合滑套喷砂器分段压裂、水力喷射分段压裂、TAP分段压裂技术等,为从事能源行业的人员提供一定的技术参考。
【关键词】水平井分段压裂技术研究由于各个油田的地质情况不一样,在开发的过程中许多特殊情况,如低渗透油气藏、稠油油气藏、储量较小、渗透阻力大等情况,需要采用水平井,其优势在于生产效率高、泄油面积大、储量的动用度较高。
为了达到进一步提高水平井的产量,需要对水平井进行压裂,从而形成数量较多的裂缝,提高油气的产量,提升生产效率,但是由于水平井的跨度较大,要达到理想的压裂效果要求分段工具具有性能良好、体积合适、操作性强等特征,才能有效的提高单位油井的油气产量,实现经济效益及资源的充分开发[1]。
1水平井分段压裂工艺的基本原理水平井压裂后,其裂缝的形状、性能均有所区别,主要和水平井筒轴线方向及地层的主要应力的方向有着较为密切的关系。
该项工艺能够提高产量的原理为压裂使石油的渗流方式发生了改变。
进行压裂处理之前,石油的径向流流线主要处于井底的位置,渗透受到较大的阻力,压裂完成后,径向流流线与裂缝壁面呈平行关系,渗流受到的阻力较小。
裂缝的主要形态有以下几种:①横向裂缝:当水平井筒和主要应力的方向为呈垂直关系时,即会形成横向裂缝;②纵向裂缝:当水平井筒与主要应力的方向呈平行关系时,即会形成纵向裂缝;③扭曲裂缝:当水平井筒和主要应力有一定的角度时,即会构成扭曲裂缝。
压裂后形成的横向裂缝适用于渗透性较差储藏层,其可以明显的促进油井改造。
油井压裂工艺原理及工艺解析摘要:油井压裂改造工艺是现代油田在进行实际勘测、开采、开发中广泛应用的、关键的增产措施,通常在油田的实际生产中,因为地质条件、油层等方面的特点,这项工艺也会随之出现变化。
现代对压裂工艺进行有效的完善与普及,对于油田企业扩大产能、提高产量是非常有帮助的,更能让有效的石油资源获得更为充分的使用。
关键词:油井压裂;工艺原理;工艺方法解析;一、现代压裂工艺的阐释压裂工艺一般使用地面上的高压泵组,往油井中注入排量高于底层吸收能力的高粘度液体,让其能够在油井底端形成高雅,在形成的高雅高出底层本身破裂的压力时,就会在油井底部产生一条或者几条裂缝,在压裂液体进入到这些裂缝中以后,基于支撑剂发挥的作用,能在油井底端形成一定的裂缝空间,其在高压泵停止之后也不会出现闭合。
这样的裂缝空间有非常好的导流作用,使油井渗流的状况被有效改善,实现增产、增注的目标。
二、压裂工艺的增产原理因为地球表面的地质构造较为复杂,具有非均质性,所以油井难以让地层中的所有石油储集区实现沟通相连,也无法让油井实现最大的产能。
而是用油井压裂工艺,能在油井底端造出一个人工裂缝,这个裂缝空间能联通地层中的各个石油储集区域,其能让油井拓展供油面积,既减少了油井数量,更切实节约了成本投入,最终实现增产的目标。
另外,压裂工艺产生的裂缝空间,能切实避免由于钻井、生产等环节中引起的石油储层污染,导致石油产量被降低的情况,确保石油质量的同时更提高了石油产量。
三、压裂工艺的原理(一)压裂工艺的发展压裂工艺最早产生与美国,初期的压裂操作中充当压裂油的是原油,现在这项工艺所使用的设施、压裂液、支撑剂等有已经得到了有效的创新,工艺技术也更为多样。
现代实际操作中使用的压裂液一般是水基、油基、乳状压裂液以及泡沫等。
压裂工艺最早在我国进行实际应用是上世纪70年代,而我国现代压裂工艺已经排在国际前列。
这项技术在未来的发展中,会对压裂液、支撑剂的使用效率进行有效的提升与优化,对多项技术综合的大型化、综合化发展。
72 1998年8月 压 一 PETROLEOM EXPLORATION AND DEvELOPMENT
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Vo1.25 No 4 7 2 油井压裂效果分析方法
问题的提出 ‘ 互堑盅(2)一广醯 7 (1)土蔗职工^学 (2)^废石油高敷技较
人工压裂是对由于油层物性差、注水受效状况 不好或油层堵塞等原因导致产量递减加快的那些 油、水井而实施的。如果不实施压裂或其它增产措 施,油井产量继续递减将是不可避免的。对于油井 压裂后累积增油量,目前油田采用下式计算 ANp d.(q.一q0) (1) l=L 式中 AN ——压裂后第i月时的累积增油量,t; q0——临压裂前相对稳定的产油量,t/d;q.——压裂 后第i月的产油量,t/d;d,——压裂后第i月的生产 天数,d; ——压裂后生产月数,month。 显然,(1)式存在着明显的不合理性,在计算压 裂后累积增油量时把对比量q 作为一个定值,这是 不符合油田开发实际规律的。文献[1]曾对此进行 了分析,并提出了相应的解决方法,笔者认为,文献 [1]方法的不完善之处在于拟合和预测时,事先人为 地把递减类型定为指数递减,这也不符合油田生产 实际,至少不能作为油井压裂效果分析的通用方法。 本文针对以上问题,对油井压裂效果的分析方法进 步探讨,以寻找一种通用而有效的方法。 压裂效果分析数学模型 压裂效果分析结论是否可信,首先取决于产量 预测模型的选取。鉴于在选日产油量值时常掺入人 为主观因素,与累积产油量之间的非线性关系往往 较差,因此本文选用了在油田开发中已得到肯定的 Logistic curve和广义递减模型。 1可采储量的预测 Logistic curve属于一种增长型曲线模型,原型的 微分表达式为 (卜 l (2) 式中 ——模型函数;£——时间变量; ,6——模 型常数。 文献[2]对上述模型做了扩展,得到可用于油田 开发中描述累积产油量与最终可采储量的关系式 N (3) 将上式变形后两端取自然对数,并令A=一n, B=InC,则得 In(N /N。一1)=B+A£ (4) 式中 N ——累积产油量,t;N ——最终可采储 量,t;C,n,A,B——模型常数及回归系数;£——油 井投产时间,month。 从(4)式可 看出,Jn(Ⅳ /N。一1)与时间 在 直角坐标系中呈直线关系,可利用线性回归试差法 确定N 。具体方法是:选定不同的N 值,利用 ln(N /N。一1)与 进行线性回归,以获得最大相关 系数(绝对值)者为最佳N 。 由(3)式可相应地写出压裂前和压裂后的相应 表达式
(5) N 斋 ‘ )N叽 N ( )
(5)式、(6)式中的常数(N N ,Ct,C2,n1,n2
等)可分别利用压裂前(产量递减阶段的)和压裂后 的实际生产数据,由(4)式进行拟合并对系数进行转 换确定。 相应地,压裂措施增加的可采储量即为
AN =N N (7) (5)式可作为不实施压裂假设下的累积产油量 预测模型。假定油井在第£ 月进行压裂,则压裂后 某一月份的累积增油量应为 dxN Np2
(i)一Np(i)(i to+1ttO+2,…)
(8)
维普资讯 http://www.cqvip.com 1998年8月 毕研斌等:油井压裂效果分析方法 73 2压裂投资回收期的确定 如以P表示当前原油销售价格(元/t);S表示 由于增油应交纳的各种税金占原油销售金额的比例 (小数);F表示单井压裂平均投资(万元);n表示压 裂井数(口)。令_r 表示压裂后各月份的压裂投资 回收比,则压裂投资回收期T。可表示为
f AN P(1一s) 1T “ :T ≥1
(9)式的涵义是:累积增油量的原油销售金额 (扣除由于增油而交纳的各种税金)超过压裂投资金 额的最小月份,即为压裂投资回收期。 3产量的预测 在Arps的产量递减模型中,具有普遍意义的是 双曲线型,其产油量与时间的关系式可表示为 ]
q=q (1十 n ) (1O) 式中 q.——初始递减产油量,dd或t/month; 递减后t时刻的产油量,t/d或t/month+ 递减指数,在[0,I]区间取值;ai——初始递减 率,month 或a。 参照文献[4]的推导方法,令
C= m=qiC / nⅡi
则
q (11) 对(i1)式两端取常用对数,并令 b=Igm Ⅱ=一i/ 则得 lgq=b+nlg(t+C) (12) 由(12)式可以看出,q与时间校正值(t+C)在 双对数坐标中呈直线关系,利用线性试差法可确定 C值,原理同(4)式,以线性回归中获得最大相关系 数(绝对值)者为最佳C值。 利用(12)式得到的回归系数b求出常数m,并 与时间校正参数C一起回代(11)式,则可用来预测 压裂后某一时间的产量。 类似于(5)、(6)、(8)式,利用(I1)式可得到压裂 后单位时间(d或month)增油量的表达式,为 Lxq =q2(i)一g1(i) (i=t0+1,t0十2 实例计算与分析 选取某油田6口同期压裂油井作为计算实例。 从图I中可以看出,日产油量在油井投产后第17个 月(1995年2月)开始出现明显递减,第31个月 (1996年4月)实施压裂,产量明显回升,压裂后数据 点拟合从第32个月(1996年5月)开始,截至第43 个月(1997年4月)。 喜:=fD . 20【 。’。’ ..-.. ——1矿—— 广——亩——_ n( 一-)=1.764 51-8.68768 ̄ r n( 一-)=2.334 9-8.09555 ̄ N 60l16t C2 10 3284 2 【)_080 955 5 (相关系数为0.999 817) 压裂前、后的累积产油量与时间的拟合曲线见 图2所示。压裂后增加最终可采储量为14 095t,平 均压裂单井增加可采储量为2349t。根据拟合的参 数,利用(5)、(6)、(8)式计算出的压裂后各月份的累
维普资讯 http://www.cqvip.com 石油勘探与开发一油田开发 Vol 25 No 4 2 t(month) 囝2压裂前、后累积产油量与时间的拟合曲线
积产油量、累积增油量及拟台相对误差见表1。由表 1数据可得,在压裂条件下,如以60 116t作为最终可 采储量,1996年4月至1997年4月可采储量的年采 出程度为21.3%;在不压裂条件下,如以46021t作 为虽终可采储量,则同期可采储量的年采出程度为 16.5%。 2压裂投资回收期的确定 本文在调研的基础上,取当前原油销售价1 280 元/t,税金比例0.15(包括城建维护费、销售费、储量 使用费及其它附加费等),平均单井压裂投资为39万
表1压裂后拟合及预澳4结果统计表
元。针对(5)、(6)、(8)式和(1)式两种不同的累积增 油量计算方法,利用(9)式分别计算了压裂后各月份 的压裂投资回收比(见表1)。 从表中结果可以看出:利用(5)、(6)、(8)式方法 计算的压裂投产回收期为第37个月,即压裂后6个 月可收回压裂投资;利用(1)式方法计算的压裂投资 回收期为第39个月,即压裂后8个月可收回压裂投 资(注:利用(1)式计算压裂后累积增油量时,根据油 田生产实际情况,取相对稳定产油量29.3t/d,月平 均生产天数29.5d)。 3日产油量的预测(利用(12)式) 压裂前 lgq=3.872 27—1.345 83 lg(t+C) C=31.6063 (相关系数为0.9886) 压裂后 lgq=2.770 77—0.737 897 (g+C) C=4.6l3l8 (相关系数为0.97803)
压裂后各月份的日产油量、日增油量及拟台相 对误差见表2。
维普资讯 http://www.cqvip.com 毕研斌等:油井压裂效果分析方法 表2压裂后实际及预测日产油量统计表
结 论 1,本文的实例计算说明 人工压裂措施不仅可 以提高阶段采出程度,而且能够增加最终可采储量。 由表1、表2中的计算结果可以看出:在油井投产第 53个月时,日产油量降低到接近压裂前的水平,说明 在压裂有效期内,可收回压裂投资。 2,文献[2]通过对Logistic curve模型的理论推 导得出结论:采出可采储量50%左右进入递减期的 油气田,利用该模型可以获得比较满意的结果。本 文所选用的压裂井在油田投产后第17个月时产量 进入自然递减,此时累积产油量为20 670t,如果以文 中预测的46 02lt作为不实施压裂及其它增产措施 假设条件下的最终可采储量,则此时的可采储量采 出程度达到45%,即已经采出了近一半的可采储量, 说明本文拟合及预测的结果是可信的。 3,选用的两种预测模型,避免了其它许多产量 递减模型中须求递减指数、初始递减产油量和初始
递减率的工作,而且不必考虑递减指数的大小,因此 更适合于产量递减阶段开发指标的预测及增产措旋 的效果评价。 4,本文分析方法不仅可用于压裂效果分析评 价.也适用于其它增产措旋的效果评价(如酸化、堵 水、解堵、转注措施等)。 参考文献 1胡建国:油田压裂累积增产技果的l蜊算方法;大庆石油地质与开 发.1992.(1)45~5O 2陈元干等:Logistic模型的推导&自回归方法;新疆石油地质 1996.(2)150~155。 3 Arps.j j:Ana s 。i Decline Curv ̄;AIME 1945,160,228 247 4陈元千:广义的Kon Ea ̄3B公式的推导厦其应用;见:油气藏工程计 算疗法,石油工业出版社(北京) 1991,151~156。
瞢I一作者简秆毕研斌,嚣,31岁 获弼士学位,理从事教学和石 油开发地盾曲研究工作 地址:薯龙江省史庆市太庆职工太学油田开
蛊束 邮政墉码163255, 收稿日期1997 09’01 (编辑郭海莉)
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