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[摘 要]为打破致密油藏效益开发的技术瓶颈,提高非常规压裂方式压后产量,针对吉林油田油藏复杂性,筛选出适合吉林油田致密油藏非常规压裂的滑溜水体系。该滑溜水粘度低,减阻效果好,防膨性能优异,对储层伤害小,在致密油藏压裂施工中应用效果明显。
[关键词]滑溜水 减阻率 致密油藏 非常规 防膨性能
中图分类号:TN913 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)07-0394-01
1、引言
随着勘探开发程度的深入,吉林油田油气藏品质越来越差,致密油气藏成为油田增产、稳产的主力,压裂技术成为保障致密油气藏有效开发的支撑技术,但常规压裂方式压后产量低、稳产水平低,成为致密油藏效益开发的技术瓶颈。借鉴国外页岩氣滑溜水压裂成功经验,参照吉林油田致密油气藏非常规压裂技术需求,针对吉林油田油气储层复杂性,需要筛选出适合吉林油田致密油气藏非常规压裂的滑溜水体系。目前滑溜水压裂液属于新兴压裂液,吉林油田通过前期现场实践并借鉴国内外其他相关压裂液的技术指标,对滑溜水性能做相关评价。
2、滑溜水体系
该滑溜水主要由减阻剂、助排剂和防膨剂组成。该滑溜水中减阻剂主要是聚丙烯酰胺衍生物类减阻剂,该减阻剂具有减阻性能高,使用浓度低,经济等优点。该滑溜水配制简单,粘度低(<5mPa·S)。该滑溜水在湍流中,流体质点的运动速度随机变化着,形成大大小小的旋涡,大尺度旋涡从流体中吸收能量发生变形、破碎,向小尺度旋涡转化[1]。
3、滑溜水性能评价
3.1 滑溜水减阻率的评价
压裂用的减阻剂作为减少压裂液流动时的摩阻,其减阻效率是滑溜水性能评价的主要指标[2]。
滑溜水减阻效率评价是在一定流量的情况下,管道内流体流动阻力的降低实际上是摩阻系数的降低,因此减阻率可以表示为:
对于输送确定流体并且长度和直径一定的管道,同一流速下摩阻系数只与摩阻压降相关。因此,减阻率可以用管道两端摩阻压降降低的百分率来表示:
根据(2)式,测出同一管道上,相同流量(流速)下同一流体在减阻流动和非减阻流动情况下的摩阻压降,就能计算出在该流量(流速)下的减阻率。
在抗剪切稳定性方面,滑溜水溶液在低剪切条件下减阻效果一般,在高剪切条件下减阻效果较好。
3.2 滑溜水防膨性能评价
滑溜水压裂施工,排量大,液量大,对粘土含量高的储层伤害大,为降低储层伤害率,要求滑溜水应具备较好的防膨效果。而表征滑溜水防膨效果好坏的直接手段,就是测定其防膨率。
测定其防膨率实验方法如下:采用离心法测定滑溜水的防膨率,通过测定膨润土在滑溜水、清水及煤油中的体积膨胀增量来评价防膨率。称取1.0g膨润土,装入10mL离心管中,加入10mL滑溜水,充分摇匀,在室温下静置2h,装入离心机内,在转速为1500r/min下离心分离15min,读出膨润土膨胀后的体积V1。分别用10mL清水和10mL煤油取代滑溜水,测定膨润土在清水和煤油中的膨胀体积V2和V0,按下式计算防膨率。
式中:
B1为防膨率,用百分数%表示;
V0为膨润土在煤油中的膨胀体积,mL;
V1为膨润土在滑溜水中的膨胀体积,mL;
V2为膨润土在清水中的膨胀体积,mL。
通过实验测定发现,滑溜水防膨率能达到85.5%,滑溜水对储层能起到有效的保护作用,对储层伤害小。
3.3 滑溜水静态滤失性能
滑溜水静态滤失性能是衡量滑溜水效率和在裂缝内的漏失量的主要指标。滑溜水滤失系数与该液体特性、油层岩性及油层所含流体的特性有关。参照《SY/T5107-2005水基压裂液性能评价方法》中压裂液静态滤失性测定,从滑溜水静态滤失性能实验可知,滑溜水滤失系数为0m/min0.5,说明该压裂液无造壁性,在压裂过程中滤失量大。该滑溜水粘度低、滤失大,更容易进入地层沟通天然裂缝,从而形成复杂的网络裂缝体系。
3.4 滑溜水对岩心伤害实验
虽然滑溜水中水不溶物少、基本不含有残渣,对低渗透储层伤害小,但是它对油层渗透率或多或少的会产生一定的伤害。因此,需要对滑溜水岩心伤害实验进行评价。通过岩心伤害实验表明,滑溜水对储层伤害较小,有利于致密油藏储层产能的发挥。
4 滑溜水现场应用
4.1 滑溜水压裂测试
吉林油田致密油气藏用滑溜水压裂,以改善水驱关系,增加储层改造体积为主线,应用大排量、大液量施工方式。
D-2井储层深度1373.4-1395.2m,射开厚度为12.8m,压裂方式以31/2″(88.9mm)N80油管单层压裂。本次改造是采用前置滑溜水和主压裂采用羟丙基胍胶压裂液体系,通过裂缝控制压裂技术,最大限度使储层改造体积最大化,提高单井产量,通过压裂建立注采关系,挖掘剩余油。压前进行滑溜水小型压裂测试,从测得结果可知:D-2井闭合应力29.82MPa,孔眼8.71MPa,通过对G函数曲线的分析确定该井存在多裂缝。对D-2井微地震事件俯视图和东西向剖面图进行研究,发现用滑溜水压裂裂缝波及面积广,有利于形成复杂的网络裂缝体系。
4.2 滑溜水现场摩阻测试
为了准确的监测滑溜水在压裂施工中的摩阻情况,选择三口不同管径的井,在压裂目的层下一个压力计,对现场的摩阻情况进行分析。发现同一直径管柱下,随着排量的增加滑溜水摩阻逐渐增大。在相同排量下,管柱直径越大,滑溜水摩阻越小。滑溜水现场摩阻测试试验,为大排量滑溜水压裂施工泵注排量的确定提供依据,对压裂施工管柱的选择也提供技术支撑。
4.3 滑溜水应用效果
滑溜水在Y区块应用6口井,统计分析其单井产能在2.7-8.2t/d,均获得工业油流,应用效果明显。
5、结论
滑溜水粘度低,减阻效果好,防膨性能优异,对储层伤害小;滑溜水在致密油藏压裂施工中减阻效果优异,施工成功率高;滑溜水压裂裂缝波及面积广,有利于形成复杂的网络裂缝;滑溜水现场摩阻测试试验结果说明,同一直径管柱下,随着排量的增加滑溜水摩阻逐渐增大;在相同排量下,管柱直径越大,滑溜水摩阻越小。滑溜水现场摩阻测试试验为大排量滑溜水压裂施工泵注排量的确定提供依据,对压裂施工管柱的选择也提供技术支撑。滑溜水在致密油藏应用均获得成功,压后效果明显。
参考文献
[1] 刘通义,黄趾海,赵众从,等。新型滑溜水压裂液的性能研究[J].钻井液与完井液,2014,31(1):80-83
[2] 蒋官澄,许伟星,李颖颖,等.国外减阻水压裂液技术及其研究进展[J].特种油气藏,2013,20(1):1-6.
[关键词]滑溜水 减阻率 致密油藏 非常规 防膨性能
中图分类号:TN913 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)07-0394-01
1、引言
随着勘探开发程度的深入,吉林油田油气藏品质越来越差,致密油气藏成为油田增产、稳产的主力,压裂技术成为保障致密油气藏有效开发的支撑技术,但常规压裂方式压后产量低、稳产水平低,成为致密油藏效益开发的技术瓶颈。借鉴国外页岩氣滑溜水压裂成功经验,参照吉林油田致密油气藏非常规压裂技术需求,针对吉林油田油气储层复杂性,需要筛选出适合吉林油田致密油气藏非常规压裂的滑溜水体系。目前滑溜水压裂液属于新兴压裂液,吉林油田通过前期现场实践并借鉴国内外其他相关压裂液的技术指标,对滑溜水性能做相关评价。
2、滑溜水体系
该滑溜水主要由减阻剂、助排剂和防膨剂组成。该滑溜水中减阻剂主要是聚丙烯酰胺衍生物类减阻剂,该减阻剂具有减阻性能高,使用浓度低,经济等优点。该滑溜水配制简单,粘度低(<5mPa·S)。该滑溜水在湍流中,流体质点的运动速度随机变化着,形成大大小小的旋涡,大尺度旋涡从流体中吸收能量发生变形、破碎,向小尺度旋涡转化[1]。
3、滑溜水性能评价
3.1 滑溜水减阻率的评价
压裂用的减阻剂作为减少压裂液流动时的摩阻,其减阻效率是滑溜水性能评价的主要指标[2]。
滑溜水减阻效率评价是在一定流量的情况下,管道内流体流动阻力的降低实际上是摩阻系数的降低,因此减阻率可以表示为:
对于输送确定流体并且长度和直径一定的管道,同一流速下摩阻系数只与摩阻压降相关。因此,减阻率可以用管道两端摩阻压降降低的百分率来表示:
根据(2)式,测出同一管道上,相同流量(流速)下同一流体在减阻流动和非减阻流动情况下的摩阻压降,就能计算出在该流量(流速)下的减阻率。
在抗剪切稳定性方面,滑溜水溶液在低剪切条件下减阻效果一般,在高剪切条件下减阻效果较好。
3.2 滑溜水防膨性能评价
滑溜水压裂施工,排量大,液量大,对粘土含量高的储层伤害大,为降低储层伤害率,要求滑溜水应具备较好的防膨效果。而表征滑溜水防膨效果好坏的直接手段,就是测定其防膨率。
测定其防膨率实验方法如下:采用离心法测定滑溜水的防膨率,通过测定膨润土在滑溜水、清水及煤油中的体积膨胀增量来评价防膨率。称取1.0g膨润土,装入10mL离心管中,加入10mL滑溜水,充分摇匀,在室温下静置2h,装入离心机内,在转速为1500r/min下离心分离15min,读出膨润土膨胀后的体积V1。分别用10mL清水和10mL煤油取代滑溜水,测定膨润土在清水和煤油中的膨胀体积V2和V0,按下式计算防膨率。
式中:
B1为防膨率,用百分数%表示;
V0为膨润土在煤油中的膨胀体积,mL;
V1为膨润土在滑溜水中的膨胀体积,mL;
V2为膨润土在清水中的膨胀体积,mL。
通过实验测定发现,滑溜水防膨率能达到85.5%,滑溜水对储层能起到有效的保护作用,对储层伤害小。
3.3 滑溜水静态滤失性能
滑溜水静态滤失性能是衡量滑溜水效率和在裂缝内的漏失量的主要指标。滑溜水滤失系数与该液体特性、油层岩性及油层所含流体的特性有关。参照《SY/T5107-2005水基压裂液性能评价方法》中压裂液静态滤失性测定,从滑溜水静态滤失性能实验可知,滑溜水滤失系数为0m/min0.5,说明该压裂液无造壁性,在压裂过程中滤失量大。该滑溜水粘度低、滤失大,更容易进入地层沟通天然裂缝,从而形成复杂的网络裂缝体系。
3.4 滑溜水对岩心伤害实验
虽然滑溜水中水不溶物少、基本不含有残渣,对低渗透储层伤害小,但是它对油层渗透率或多或少的会产生一定的伤害。因此,需要对滑溜水岩心伤害实验进行评价。通过岩心伤害实验表明,滑溜水对储层伤害较小,有利于致密油藏储层产能的发挥。
4 滑溜水现场应用
4.1 滑溜水压裂测试
吉林油田致密油气藏用滑溜水压裂,以改善水驱关系,增加储层改造体积为主线,应用大排量、大液量施工方式。
D-2井储层深度1373.4-1395.2m,射开厚度为12.8m,压裂方式以31/2″(88.9mm)N80油管单层压裂。本次改造是采用前置滑溜水和主压裂采用羟丙基胍胶压裂液体系,通过裂缝控制压裂技术,最大限度使储层改造体积最大化,提高单井产量,通过压裂建立注采关系,挖掘剩余油。压前进行滑溜水小型压裂测试,从测得结果可知:D-2井闭合应力29.82MPa,孔眼8.71MPa,通过对G函数曲线的分析确定该井存在多裂缝。对D-2井微地震事件俯视图和东西向剖面图进行研究,发现用滑溜水压裂裂缝波及面积广,有利于形成复杂的网络裂缝体系。
4.2 滑溜水现场摩阻测试
为了准确的监测滑溜水在压裂施工中的摩阻情况,选择三口不同管径的井,在压裂目的层下一个压力计,对现场的摩阻情况进行分析。发现同一直径管柱下,随着排量的增加滑溜水摩阻逐渐增大。在相同排量下,管柱直径越大,滑溜水摩阻越小。滑溜水现场摩阻测试试验,为大排量滑溜水压裂施工泵注排量的确定提供依据,对压裂施工管柱的选择也提供技术支撑。
4.3 滑溜水应用效果
滑溜水在Y区块应用6口井,统计分析其单井产能在2.7-8.2t/d,均获得工业油流,应用效果明显。
5、结论
滑溜水粘度低,减阻效果好,防膨性能优异,对储层伤害小;滑溜水在致密油藏压裂施工中减阻效果优异,施工成功率高;滑溜水压裂裂缝波及面积广,有利于形成复杂的网络裂缝;滑溜水现场摩阻测试试验结果说明,同一直径管柱下,随着排量的增加滑溜水摩阻逐渐增大;在相同排量下,管柱直径越大,滑溜水摩阻越小。滑溜水现场摩阻测试试验为大排量滑溜水压裂施工泵注排量的确定提供依据,对压裂施工管柱的选择也提供技术支撑。滑溜水在致密油藏应用均获得成功,压后效果明显。
参考文献
[1] 刘通义,黄趾海,赵众从,等。新型滑溜水压裂液的性能研究[J].钻井液与完井液,2014,31(1):80-83
[2] 蒋官澄,许伟星,李颖颖,等.国外减阻水压裂液技术及其研究进展[J].特种油气藏,2013,20(1):1-6.