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东方宝麟页岩气高效宽网压裂技术

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随着国内首个大型页岩气开发区块--涪陵页岩气田的规模开发和阶段建成投产,以及中石化的丁山、南川页岩气区块和中石油长宁、威远页岩气区块的相继勘探开发,今后中国页岩气开发必将进入高速发展的新阶段。这股页岩气革命的旋风,是中国页岩气开发技术整体水平提高的成果,是页岩气资源开发理念和技术创新不断进步的结晶。这包含着国内能源巨头的远见卓识和战略发展思路,也凝结着民营油服企业孜孜追求的创新之道。

东方宝麟科技发展(北京)有限公司坚持技术自主研发,并通过与国外著名石油院校和知名压裂大师合作,优化形成了适合中国页岩气资源开发的新技术---页岩气宽网压裂技术。该技术既吸收了国外页岩气开发的成功经验,又因地制宜的适应国内页岩气储层的开发要求,通过与中石化等能源公司合作,在现场开展了多口井的应用,取得了理想的开发效果,为中国页岩气资源的利用增加了一项新的开发利器。

页岩气宽网压裂技术即为通过对页岩气储层实施独特的大规模水力压裂施工而形成理想带宽的立体网络裂缝,以达到对储层最大程度的有效体积改造的目的,实现大幅度提高单井产量的效果。页岩气宽网压裂技术既有其他页岩气压裂改造的大液量、大排量、大规模、低砂比、小粒径支撑剂的特点,又有其自身的特点。

1)页岩气储层可压性评价技术

可压性评价技术从储层脆性、水平应力差异系数、天然裂缝三大方面综合分析,强调高脆性矿物含量、低水平应力差异系数、低水平应力差、弱面缝发育的储层具备较好的可压条件,针对剪切缝、张性缝、组合缝设计不同的压裂改造方案,为整体宽网压裂设计奠定基础。

2)非常规地应力解释技术

该技术考虑到天然裂缝与微孔隙发育程度、构造应力对地应力的显著影响,从岩性岩相、天然裂缝发育情况、构造应力影响、现场施工数据拟合等方面,结合多参数岩性地震反演技术,通过非线性函数映射技术反演出多项地质信息,实现多参数岩性信息的地震反演,建立高精度的内聚力、内摩擦角、抗拉强度、弹性模量及泊松比等岩石力学参数解释模型。

3)地质-油藏-水力学耦合分段技术

常规的水平井分段考虑因素较少,往往只考虑水平井段测录井资料和井筒自身情况,而忽略了对产能影响最大的水平井段地质情况和油藏分布情况进行研究。地质-油藏-水力学耦合分段技术综合考虑了以上各种因素,可以针对储层非均质性强的情况实现理想分段,比常规分段方法增产明显,更能发挥储层油气藏潜力。

4)优化射孔技术

一般页岩气井的水平段较长,钻遇气层多、层薄、物性差异大,层间矛盾突出,沿水平段各层产气差异大,层间储量动用不均衡。通过合理的优化射孔密度、优化射孔位置、优化射孔簇数、优化簇间距等措施可以在一定程度上改善不同级别气层的最优开发。

5)裂缝导向控制技术

为了在页岩气井中实现最大程度的改造,形成理想的网络裂缝带宽,页岩气宽网压裂技术独创性的使用了裂缝导向控制技术。该技术通过在压裂过程中投送裂缝导向剂,实现井内暂堵强制诱导应力场转向、井间应力干扰诱导应力场转向、单层施工净压力控制,进而实现裂缝复杂化、网状化、立体化,达到了增大有效改造体积的目的。

6)高效改造压裂液体系

东方宝麟公司自主研发的低分子滑溜水和活性胶液体系,具有低摩阻、低膨胀、低伤害、易返排、性能稳定、溶胀速度快等特点,成胶粘弹性好,携砂能力强,现场适应性强,易于在线配制,可满足不同储层特点的页岩气井超大规模压裂需要。截止到2013年底,东方宝麟页岩气液体体系分别在江汉油田、南方勘探公司、中石化华东局等3个油田8个页岩气区块开展水平井压裂施工38口,压后产量屡创国内页岩气井产量新高和施工新纪录,这有效证明了该体系在国内页岩气尤其是涪陵焦石坝区块第一轮开发试验中应用效果显著。

7)变粘混合造缝技术

滑溜水粘度低,穿透能力强,开启天然裂缝;进入分枝裂缝中,拓宽整体带宽,缝内净压力均匀,可以形成较为复杂的体积网状缝;而且携砂能力强,摩擦阻力低,易于提高排量。中粘液体注入时净压力偏高,造缝能力强,利于增加缝宽;前期加入制造长、高缝,为后期拓展带宽创造条件;后期加入可以形成较为理想的主长缝,并形成高导流通道;

8)水平井W型布缝技术

页岩气压裂需要采用大规模压裂注液加砂,可以增加有效改造体积与接触面积,是宽网压裂的需要。但是每段之间根据数模分析与实践证明,方案设计为W型布缝有利于渗流,与储层物性、水平段的穿行轨迹相匹配,相比均匀布缝可以提高改造效果。

9)优选支撑剂和合理加砂技术

页岩气储层裂缝系统复杂,多簇、多缝进液,缝宽不足。优选小粒径、低密度、组合型的支撑剂,压裂过程中段塞式加入支撑剂,逐次封堵先前裂缝,实现复杂裂缝系统。支撑剂颗粒、砂比逐渐增大,尾追支撑剂打造高导流通道,形成阶梯性导流能力。

综合以上页岩气宽网压裂技术介绍,其具备“优化分段、W型布缝、混合压裂、饱和探缝、段塞推进、组合加砂、导向控制、抑近扩远、高导主缝、逐级分枝”的多项特点,最终达到高效宽网造缝改造目的。

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