1、低渗透油气藏体积压裂技术低渗透油气藏体积压裂技术n主要内容：主要内容：q一、体积压裂的提出及概念q二、体积压裂作用机理q三、体积压裂在美国Barnett页岩气田的应用q四、我国体积压裂开展状况q五、总结一、体积压裂的提出及概念n随着低渗、超低渗油气藏的开发，由于受到储层条件、注采井网、压裂工艺等多重限制，单一增加缝长来提高超低渗油藏产量效果不明显，常规压裂工艺改造难以实现该类油气藏的商业开采，所以必须探索研究新型的压裂改造技术，“体积压裂”的提出具有深刻意义，国外已将此工艺技术应用于致密页岩气藏的成功开发，其必将逐渐成为低渗、超低渗油气藏、致密气、煤层气、页岩气经济有效开发的关键技术。一、体积
2、压裂的提出及概念所谓“体积压裂”就是指在水力压裂过程中，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络，从而增加改造体积，提高初始产量和最终采收率。 体积压裂概念：一、体积压裂的提出及概念 数值模拟研究表明，储层改造的体积越大（以页岩气为例），压后增产效果越明显，储层改造体积与增产效果具有显著的正相关性。 SRV： 改造体积，106ft3一、体积压裂的提出及概念体积压裂改造对象是基质孔隙性储层，天然裂缝不发育，低渗、超低渗油气藏。这类油气藏的压裂裂缝仅扩大了井控面积，但由于垂直于人工裂缝壁面方向的渗透性很差，不足以提供有效的垂向渗流能力，导致压裂产量低或者压
3、后产量递减快等问题。通过体积压裂在垂直于主裂缝方向形成人工人工多裂缝，改善了储层的渗流特性，提高了储层改造效果和增产有效期。“体积压裂”改造对象：二、体积压裂作用机理n体积压裂具体作用方式为：q通过压裂的方式对储层实施改造，在形成一条或者多条主裂缝的同时，通过分段多簇射孔、高排量、大液量、低粘液体、以及转向材料及技术的应用，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，实现对天然裂缝、岩石层理的沟通，以及在主裂缝的侧向强制形成次生裂缝，并在次生裂缝上继续分支形成二级次生裂缝，以此类推。让主裂缝与多级次生裂缝交织形成裂缝网络系统，将可以进行渗流的有效储层打碎，使裂缝壁面与储层基质的接触面积最大，使得
4、油气从任意方向的基质向裂缝的渗流距离最短，极大的提高储层的整体渗透率，实现对储层在长、宽、高三维方向的全面改造，提高初始产量和最终采收率。 二、体积压裂作用机理 水力压裂过程中,当裂缝延伸净压力大于两个水平主应力的差值与岩石的抗张强度之和时,容易产生分叉缝,多个分叉缝就会形成“缝网”系统,其中,以主裂缝为“缝网”系统的主干,分叉缝可能在距离主缝延伸一定长度后,又恢复到原来的裂缝方位,最终形成以主裂缝为主干的纵横“网状缝”系统。二、体积压裂作用机理 常规压裂技术是建立在以线弹性断裂力学为基础的经典理论的技术，该技术是假设人工裂缝起裂为张开型，且沿井筒射孔层段形成双翼对称裂缝，以一条主裂缝为主导实
5、现改善储层渗流能力，主裂缝的垂向上仍然是基质向裂缝的长距离渗流，主流通道无法改善储层的整体渗流能力，后期研究中尽管研究了裂缝的非平面扩展，但也仅限于多向缝、弯曲裂缝、T型缝等复杂裂缝的分析与表征，但理论上未有突破。 二、体积压裂作用机理 “体积压裂”理念的提出，颠覆了经典压裂理论，体积改造形成的已经不再是双翼对称裂缝，而是复杂的网状裂缝系统，裂缝的起裂与扩展不简单是裂缝的张性破坏，而且还存在着剪切、滑移、错段等复杂的力学行为。 三、体积压裂在美国Barnett页岩气的应用n体积压裂技术在美国Barnett页岩气的开发中最具代表性，储层改造的主体技术有：水平井套管完井+分段多簇射孔+快速可钻式桥
6、塞+滑溜水多段压裂。n储层改造技术关键体现在一下几个方面：q“分段多簇”射孔技术q 快速可钻式桥塞工具q 大型滑溜水压裂技术1、“分段多簇”射孔技术分段多簇射孔的特点是：一次装弹+电缆传输+液体输送+桥塞脱离+分级引爆，每级分46 簇射孔，每簇长度0.460.77m，簇间距2030m，孔密1620孔/m，孔径13mm，相位角60或者180 2、快速可钻式桥塞工具 该工具是从直井常规铸铁、可回收式桥塞发展而来，下入方式通常采用连续油管、水力爬行器或人工泵入。技术特点包括节省钻时（同时射孔及坐封压裂桥塞）；易钻，易排出（小于35min钻掉，常规铸铁大于4h）。适用于套管压裂，可满足所中套管尺寸需要
7、。 3、大型滑溜水压裂技术 技术特点为大排量、大液量、大砂量、小粒径、低砂比。主要施工参数为：排量10m3/min以上，每段压裂液量1000-1500m3，每段支撑剂量100-200t，支撑剂以40/70目为主，平均砂比3%-5%。 施工步骤为：1）第一段采用油管或连续油管传输射孔，提出射孔枪；2）从环空进行第一段压裂；3）凝胶冲洗井筒；4）用液体泵送电缆 射孔枪 桥塞工具入井；5）电引爆座封桥塞，射孔枪与桥塞分离，试压（约过射孔段25m）；6）拖动电缆带射孔枪至射孔段，射孔，拖出电缆；7）压裂第二层，重复步骤47，实现多层分段压裂。 三、体积压裂在美国Barnett页岩气的应用通过运用微地震
8、裂缝诊断技术，证实水平井分簇射孔分段压裂形成网络裂缝，提高了压裂体积。 井下微地震波裂缝监测结果 三、体积压裂在美国Barnett页岩气的应用压裂改造效果： 压裂改造后4个月的累计产量随着改造体积的增加而增加，压后3年增加的幅度更大，这充分说明体积改造对页岩气压后产量的重要作用。 四、我国体积压裂改造开展状况n 长庆油田从“体积压裂”理念出发，提出水平井分簇多段压裂思路，在国内外首次采用双级喷射器开展了“分簇多段”压裂，一趟管柱可连续施工4簇8段，施工效率大幅提升，促进了超低渗储层水平井的有效开发。目前已累计试验的9口井，最高实现了10簇20段压裂施工，其中3口水平井压后自喷，试排日产纯油最高
9、达122.4吨，已投产井与直井相比增产3.2倍至4.8倍，实现了超低渗油气藏水平井开发的突破。n 2010年12月13日，华北油田煤层气分公司在郑村区块首次实施体积压裂施工，首次把“整体压裂”理念引入到煤层气压裂领域。五、总结n “体积压裂”是有效改造超低渗储层的有效方法和途径， 我国石油储层渗透率动用下限不断降低，从20世纪80年代末的5md到目前不断攻关的0.3md，而致密气大多在0.01md以下，研究推广体积压裂技术，是不断提高储量动用率的最佳技术途径。n 近年来，我国低渗透油气藏压裂技术取得了长足进步，但与国际先进水平仍有较大差距，还需转变观念，紧跟国外压裂技术发展趋势，全力推动低渗透油气藏压裂增产技术上的创新进步。
