吉林油田大规模压裂技术

吉林油田大规模压裂技术应用前言吉林油田是典型的低孔、低渗、低丰度油气藏，勘探开发对象95%以上为低渗透储量，资源丰富但资源品质差，压裂技术是提高单井产能的重要手段。“十二五”压裂改造对象向着非常规致密油气藏领域扩展，直井多层、水平井多段是压裂技术的发展方向，高排量、高砂量、高压力大规模改造是压裂工艺的发展趋势，加快大规模压裂配套技术发展，是吉林油田中长期发展的需求。一、资源现状对压裂技术的需求二、吉林油田大规模压裂技术发展历程三、大规模压裂配套工艺技术应用四、大规模压裂技术下步发展方向汇报提纲一、资源现状对压裂技术的需求油藏资源现状石油资源量36亿吨，已探明石油地质储量14.2亿吨，探明率39.4%，剩余石油资源量21.8亿吨；“十一五”以来，待动用资源对象主要为特低渗透和超低渗透油藏；压裂技术需求加强特低渗透油藏大规模压裂技术攻关与应用；提高单井产能和长期稳产水平，满足难采储量开发要求。已探明资源动用情况20937152020000400006000080000大于50mD10-50mD1-10mD小于1mD石油地质储量（万吨）020406080100动用率%总地质储量动用地质储量储量动用率未来十年开发油田渗透率情况况92.5%1.5%6.5%中高渗透低渗透特低渗透185.49640.27599.321290.1311285.00天然气资源分类图控制潜在预测探明低渗透储量,66.9%中高渗储量,33.1%探明储量分类图气藏资源现状天然气资源量2.2万亿，探明天然气地质储量825亿方，探明率3.75%，剩余天然气资源量2.1万亿方；“十二五”末天然气产能规划43亿方，动用资源80%为非常规致密气藏；压裂技术需求气藏特征复杂，具有三低、三高、三多特点（低孔、低渗、低丰度，高温、高应力、高含CO2，多岩性、多储集空间、多流体类型）；提高气藏横向与纵向改造程度，发挥单井产能，保证致密气藏开发要求。一、资源现状对压裂技术的需求汇报提纲一、资源现状对压裂技术的需求二、吉林油田大规模压裂技术发展历程三、大规模压裂配套工艺技术应用四、大规模压裂技术下步发展方向二、吉林油田大规模压裂技术发展历程小单元压裂2002年起步，2005年规模应用2005-2010年水平井重大专项攻关，技术不断发展进步井口投送器油管套管保护封隔器套管安全接头封隔器Ⅳ封隔器Ⅱ脱开机构定压滑套封隔器Ⅰ待压层段井口投送器油管套管保护封隔器套管安全接头封隔器Ⅳ封隔器Ⅱ脱开机构定压滑套封隔器Ⅰ待压层段横截缝1、吉林油田压裂技术发展历程大规模压裂技术攻关与应用之前，基本以低排量（2.0-3.5m3/min）、低砂量(＜30m3)、低加砂强度（1.0-5.0m3/m）压裂为主。①②⑤③④阶段1：以提高压裂施工成功率为目标的大规模压裂技术（2006年）时间(min)压力(MPa)排出流量(m3/min)液添流量(L/min)加砂速度(m3/min)0.036.072.0108.0144.0180.00.020.0040.0060.0080.00100.00.01.6003.2004.8006.4008.0000.040.0080.00120.0160.0200.0-0.0480.3620.7711.1811.5902.000长深1-3井压裂施工曲线初级阶段：压裂设计方法、压裂液体系、配套工具不能满足大规模压裂需求。长深1-3井，吉林油田第一口超3000米压裂井，确立保成功（支撑剂50m3）、低砂比（砂比17.5%）技术路线，压后试气获4.4×104m3工业气流，揭示了致密砂岩气藏开发潜力。GFunctionTimeMeas'dBtmh(MPa)压力(MPa)(d/dG)压力(MPa)(G穌/dG)压力(MPa)ImpliedSlurryEfficiency(%)0.0001.2602.5203.7805.0406.3000.024.048.072.096.0120.00.0018.6037.2055.8074.4093.000.0001.0002.0003.0004.0005.0000.0001.0402.0803.1204.1605.2000.0019.2038.4057.6076.8096.00BHClosureStress:59.72MPaClosureStressGradient:0.0169MPa/mSurfClosurePressure:25.07MPaClosureTime:16.0minPumpTime:7.8minImpliedSlurryEfficiency:53.4%EstimatedNetPressure:4.53MPa水力裂缝半长（m)164支撑裂缝半长（m)162水力裂缝高度（m)74支撑裂缝高度（m)73最大裂缝宽度(cm)1.88平均裂缝宽度(cm)1.26平均支撑缝宽(cm)0.248模拟净压力16.96地层渗透率(mD)0.03压裂液效率0.78FCD2.74平均铺置浓度4.22井底闭合压力：59.72MPa井底闭合压力梯度：0.0169MPa/m地层闭合压力：59.0MPa井底闭合压力梯度：0.0168MPa/m地层渗透率：0.03mD近井摩阻：9.84MPa长深1-3井压裂测试G函数曲线长深1-3井压裂裂缝拟合参数长深1-3井压裂测试解释参数50m32、大规模压裂技术发展历程（4个阶段）二、吉林油田大规模压裂技术发展历程时间(min)地面压力[油管](MPa)排出流量(m3/min)液添流量(m3/min)加砂速度(m3/min)0.040.080.0120.0160.0200.00.020.0040.0060.0080.00100.00.01.6003.2004.8006.4008.0000.040.0080.00120.0160.0200.00.00.4000.8001.2001.6002.000长深103井压裂施工曲线发展阶段：为提高单井产能，确立大规模、长人工裂缝、高导流能力的压裂技术思路。长深103井，压裂加入支撑剂90m3，施工砂比20.5%，压后试气获9×104m3高产气流，坚定了大规模提高产能思路，提升了登娄库组致密砂岩气藏产能形象。水力缝半长(m)170支撑缝半长(m)166水力缝高度(m)83支撑缝高度(m)81裂缝顶部深度(m)3477支撑缝顶部深度(m)3479裂缝底部深度(m)3560支撑缝底部深度(m)3560平均水力缝宽(cm)1.93平均支撑缝宽度(cm)0.384FCD4.11平均支撑剂铺置浓度(kg/m²)6.86长深103井压裂裂缝拟合参数阶段2：以提高横向改造程度为目标的大规模压裂技术(2007年)90m32、大规模压裂技术发展历程（4个阶段）二、吉林油田大规模压裂技术发展历程提高阶段：为提高储层纵向动用程度，确立大规模、高砂比、分层压裂工艺技术路线。长深D1-1井，吉林油田第一口机械分层压裂深井，加砂规模175m3，裂缝纵向支撑111m，改造程度83.5%。采用6.35mm油嘴试气，油压23.6MPa，日产气量11.6万方。完井式分层压裂管柱长深D1-1井40、25-26号层双层分压施工曲线井段：3547.0m-3553.0m、3492.0m-3500.6m日期：2009-6-13时间(min)地面压力[Tbg](MPa)携砂液排量(m3/min)交联剂排量(L/min)加砂速度(m3/min)加砂总量(m3)0.068.0136.0204.0272.0340.00.020.0040.0060.0080.00100.00.01.6003.2004.8006.4008.0000.040.0080.00120.0160.0200.00.00.8001.6002.4003.2004.0000.020.0040.0060.0080.00100.0长深D1-1井压裂施工曲线封隔器逐级座封、逐级解封；双向锚定技术，保证高压、大规模施工安全性；封隔器之间建立独立正洗、反洗通道，保障后期压井作业。技术指标：耐温185℃；耐压差85MPa；连续高压施工10小时。技术特点及指标阶段3：以提高纵向改造程度为目标的大规模分层压裂技术（2009年）2、大规模压裂技术发展历程（4个阶段）二、吉林油田大规模压裂技术发展历程造斜点3260mA点：3720m（垂深：3516m）9-5/8″技套水泥返深1884m尾管悬挂封隔器座封位置3001.48m15000PSI（105MPa）压裂井口837m5-1/2″套管回接13-3/8”表套495.68m9-5/8”技套下深3228mΦ508导管50m多级压裂工具串引鞋4536.28m65.8m78.5m78.3m124m77.8m132m100.6m101.1m89.8m155.7m837米水平段，10级压裂；累计加入支撑剂1260t，入井液4870方；单段最大加砂174t，三段加砂大于150t；最快单日施工4段；压力18.5MPa，日产气17.0万方，明确水平井+压裂开发方式；初步形成大型压裂施工工艺和现场质量控制技术。完善阶段：2010年应用裸眼封隔器+滑套分段压裂技术，在登娄库致密砂岩气藏长深D平2井取得了矿场先导性试验成功。阶段4：以实现“体积改造”为目标的大规模压裂技术（水平井多段）116m3101m3101m390m374.3m383.4m376.6m376m330m390m32、大规模压裂技术发展历程（4个阶段）二、吉林油田大规模压裂技术发展历程缝网——形成支裂缝泄流面积增5倍缝网+多裂缝——转向裂缝+支裂缝泄流面积增15倍泄油面积增加倍数151505101520常规压裂井缝网压裂缝网+多裂缝常规压裂井缝网压裂缝网+多裂缝阶段4：以实现“体积改造”为目标的大规模压裂技术（直井缝网压裂）应用分层压裂工艺实现储层纵向改造程度的最大化；在纵向细分层改造基础上，缝内暂堵，提高净压力，产生分支缝，实施缝网压裂；与常规压裂对比，海坨子地区缝网压裂加砂规模提高2.8倍%，单井稳产提高1.42倍；01234567月平均日产（t/d)123456时间（M）各项工艺技术效果对比常规压裂多裂缝压裂缝网+多裂缝2、大规模压裂技术发展历程（4个阶段）二、吉林油田大规模压裂技术发展历程汇报提纲一、资源现状对压裂技术的需求二、吉林油田大规模压裂技术发展历程三、大规模压裂配套工艺技术应用四、大规模压裂技术下步发展方向大规模压裂技术难点压裂设计要求高（规模优化、压力预测）施工安全风险大（地面安全、井筒安全、应急预案）现场组织协调难（工序组织、连续供砂供液组织）大规模压裂关键性技术大规模压裂优化设计技术大规模压裂工具研制大规模压裂现场施工工艺大规模压裂安全施工技术三、大规模压裂配套工艺技术应用为保证大规模压裂安全高效施工，提高压裂施工成功率和压裂效果，吉林油田形成了多项配套工艺技术：加强方案论证优化，压裂规模、施工参数合理，满足地质需求攻关火山岩降滤技术，减小天然裂缝带来裂缝复杂程度降低系统施工压力技术，提高地面泵效优化射孔工艺，保证裂缝有效开启及延伸大规模压裂节点受力分析技术，保证安全高效施工优化压裂施工地面工艺流程，提高大型压裂连续施工水平完善地面压裂液配置系统，保证连续供液能力优化压后管理制度，保证入井流体快速返排压裂方案优化压裂配套技术连续施工工艺安全保障措施攻关裂缝诊断技术，建立现场快速解释模版,提高压前储层认识加强压前风险评估，制定压裂现场组织管理和应急预案三、大规模压裂配套工艺技术应用1、加强压裂方案优化、裂缝监测与评价技术应用，保证设计科学性、合理性产能模拟大规模压裂优化设计技术储层评价与分析技术深化油藏认识，明确地质需求地应力剖面模拟技术加强地应力认识，准确预测井口压力产能模拟技术明确缝长、导流能力需求，实现规模与产能匹配裂缝模拟技术确定施工参数，保证压裂规模的实现地应力剖面模拟裂缝模拟图龙深平1井水平段砂体剖面图三、大规模压裂配套工艺技术应用控水！GFunctionTimeMeas'dBtmh(M