1、我国低渗透油气藏开采技术现状及存在主要问题中国石油大学（北京）中国石油大学（北京）28.201928.201933.690333.690310.548510.54854.8404.8402.2852.2853.15783.157817.302417.30242.88152.88151.9591.9590.64890.6489 全国有近全国有近3333亿吨未动用储量亿吨未动用储量,近万亿方低渗透气近万亿方低渗透气藏、凝析气藏藏、凝析气藏,需要增产改造投入经济有效开发。需要增产改造投入经济有效开发。1 1、特低渗透油气藏的大型压裂改造技术、特低渗透油气藏的大型压裂改造技术2 2、重复压裂技术（高含
2、水期）、重复压裂技术（高含水期）3 3、复杂结构井压裂改造技术、复杂结构井压裂改造技术4 4、高温、高压、深层改造技术、高温、高压、深层改造技术5 5、裂缝性致密油气藏增产改造技术、裂缝性致密油气藏增产改造技术6 6、复杂岩性地层增产改造技术、复杂岩性地层增产改造技术7 7、复杂断块油气藏整体压裂开发技术、复杂断块油气藏整体压裂开发技术8 8、新型压裂材料、新型压裂材料针对合适的油藏采用大型压裂是大幅度提高单井针对合适的油藏采用大型压裂是大幅度提高单井产量的关键，目前支撑剂用量达到产量的关键，目前支撑剂用量达到100m100m3 3以上大型压以上大型压裂技术尚不配套。裂技术尚不配套。u压前油藏
3、地应力研究压前油藏地应力研究u压裂优化设计压裂优化设计u压裂液支撑剂优选压裂液支撑剂优选u裂缝监测裂缝监测u连续输砂、连续配液连续输砂、连续配液u现场现场质量控制技术质量控制技术u有效率低有效率低u有效期短有效期短u增产幅度小增产幅度小u机理认识不清机理认识不清老井重复压裂一直是久攻不克的难题老井重复压裂一直是久攻不克的难题u重复压裂井的选井选层重复压裂井的选井选层 u重复压裂时机（含水）重复压裂时机（含水）u重复压裂的造缝机理重复压裂的造缝机理u裂缝转向条件裂缝转向条件u造新缝技术造新缝技术初次压裂井低产的原因的三种类型（之一）：初次压裂井低产的原因的三种类型（之一）：施工工艺及管理原因施工
4、工艺及管理原因 初次压裂施工中，各环节的质量控制初次压裂施工中，各环节的质量控制不到位、压裂液伤害、选择了不合适的支撑剂，不到位、压裂液伤害、选择了不合适的支撑剂，施工过程中形成砂堵；施工过程中形成砂堵；压裂设计方案不合理，如压裂规模过压裂设计方案不合理，如压裂规模过小，压裂液配伍性差；一次压裂多层时，出现小，压裂液配伍性差；一次压裂多层时，出现未处理的小层等。未处理的小层等。初次压裂井低产的原因的三种类型（之二）：初次压裂井低产的原因的三种类型（之二）：初次压裂井低产的原因的三种类型（之三）：初次压裂井低产的原因的三种类型（之三）：目前无论完井或压裂技术上，比过去目前无论完井或压裂技术上，比
5、过去都有长足的进步。初次压裂采用都有长足的进步。初次压裂采用“老老”技术技术的井，很可能成为复压的对象。从某种意义的井，很可能成为复压的对象。从某种意义上讲上讲“老老”技术就是初次压裂技术就是初次压裂“低效低效”的同的同义词。义词。若孔隙压力所引起应力差大于初始若孔隙压力所引起应力差大于初始最大与最小水平压力差值最大与最小水平压力差值,则复压则复压后的裂缝垂直于初始裂缝后的裂缝垂直于初始裂缝!井位、地质、钻井、完井、井位、地质、钻井、完井、增产、修井数据增产、修井数据参数输入参数输入人工神经网络人工神经网络输出参数（对产量的影响）输出参数（对产量的影响）评估复杂系统、用单评估复杂系统、用单变量
6、或多变量分析方变量或多变量分析方法得不出相同结果法得不出相同结果 神经网络方法神经网络方法遗传算法遗传算法真实动态与优化动态之间存在真实动态与优化动态之间存在巨大差异的井，视为复压对象巨大差异的井，视为复压对象 优化优化选井条件：选井条件：选井条件：选井条件：“85/15”“85/15”法法则则15%15%候选井候选井15%15%20%20%优先井优先井考虑多层中的潜力小层考虑多层中的潜力小层选择对象选择对象流体与地层间的配伍性及流体与地层间的配伍性及伤害机理的实验室研究伤害机理的实验室研究 候选井候选井制定出复压步骤与设计制定出复压步骤与设计 估算所需费用及进行增产量预测估算所需费用及进行增
7、产量预测 复压对象经济可行性分析复压对象经济可行性分析复压井新的试井方法证明措施的有效性复压井新的试井方法证明措施的有效性 大斜度井（大斜度井（中原、大港、长庆中原、大港、长庆）水平井、大位移井改造水平井、大位移井改造复杂断块油藏，由于受断层、构造等地质条件的控制，复杂断块油藏，由于受断层、构造等地质条件的控制，断块的复杂性和不规则性加剧、地应力场分布复杂，因此断块的复杂性和不规则性加剧、地应力场分布复杂，因此,井网与裂缝系统不能达到最优匹配，在很大程度上影响了井网与裂缝系统不能达到最优匹配，在很大程度上影响了压裂的潜能发挥。压裂的潜能发挥。minmaxminmaxConceptual sim
8、plification of near-wellbore tortuosity and multiple fracturesRegion of near wellbore tortuosity 在裂缝扩展过程中，在裂缝端部遭遇在裂缝扩展过程中，在裂缝端部遭遇额外的阻力，其中有：额外的阻力，其中有：是估计多缝的缝数，裂缝的大致尺寸及铺砂浓度；是估计多缝的缝数，裂缝的大致尺寸及铺砂浓度；即超高净压力及在低砂比下出现砂堵。即超高净压力及在低砂比下出现砂堵。时间时间(min)位置位置(m)事件事件因子因子0.00.0裂缝条数裂缝条数20.51.73裂缝条数裂缝条数30.71.94裂缝条数裂缝条数51.
9、713.6裂缝条数裂缝条数82.318.3天然裂缝天然裂缝54.016.8裂隙开启裂隙开启95.328.6裂缝条数裂缝条数36.639.7裂缝条数裂缝条数1 从压裂压力分析看来，在多缝条件下，单一平从压裂压力分析看来，在多缝条件下，单一平面裂缝模型不能解释异常高的净压力及经常出现的面裂缝模型不能解释异常高的净压力及经常出现的砂堵。砂堵。多缝、窄缝及短缝却能与实测压裂压力曲线相多缝、窄缝及短缝却能与实测压裂压力曲线相拟合。单一平面裂缝模式也不能解释多缝条件下的拟合。单一平面裂缝模式也不能解释多缝条件下的不稳定试井结果。不稳定试井结果。目前，对压裂中出现多缝的理论研究，目前，对压裂中出现多缝的理论
10、研究，尚处于尚处于探索阶段探索阶段。Before proppant slugAfter proppant slug注入支撑剂段塞注入支撑剂段塞 由于井底附近阻力损失只发生在起裂的数英由于井底附近阻力损失只发生在起裂的数英尺内，尺内，用高粘流体起裂，粘稠液体不易在多缝中用高粘流体起裂，粘稠液体不易在多缝中分流，只进入多裂缝中少数易吸收液体的裂缝并分流，只进入多裂缝中少数易吸收液体的裂缝并使之扩展，从而不易产生多缝。使之扩展，从而不易产生多缝。90 90 年代中期安纳达柯石油公司东得克萨斯棉花谷年代中期安纳达柯石油公司东得克萨斯棉花谷上侏罗纪博西尔砂层上侏罗纪博西尔砂层博西尔砂层位于棉花谷砂岩之下
11、，是黑灰色页岩间夹有博西尔砂层位于棉花谷砂岩之下，是黑灰色页岩间夹有细砂、粉细泥质砂岩的大厚层细砂、粉细泥质砂岩的大厚层粘土的主要成分是绿泥石与伊利石粘土的主要成分是绿泥石与伊利石平均孔隙度与渗透率为平均孔隙度与渗透率为6 610%10%及及0.0050.0050.050.05毫达西毫达西 低渗储层的含水饱和度为低渗储层的含水饱和度为50%50%，高渗透率储层为，高渗透率储层为5%5%清水压裂技术应用清水压裂技术应用混合清水压裂混合清水压裂清水压裂技术应用清水压裂技术应用混合清水压裂混合清水压裂在工艺实践中发现，对某些储层清水压裂导流在工艺实践中发现，对某些储层清水压裂导流能力得不到保证，采用
12、了混合清水压裂工艺：用清能力得不到保证，采用了混合清水压裂工艺：用清水造一定的缝长及缝宽后，继以硼交链的水造一定的缝长及缝宽后，继以硼交链的3.6 3.6 4.2 4.2 公斤公斤/方的胍胶压裂液，带有方的胍胶压裂液，带有20/4020/40、40/7040/70目砂目砂子，从而产生较高导流能力的水力裂缝。子，从而产生较高导流能力的水力裂缝。停泵时，停泵时，滤失区达滤失区达到了到了15英英尺尺平均进水深度平均进水深度5-10英尺英尺水侵入区域在井底周围已大大减少，但在水侵入区域在井底周围已大大减少，但在缝端部的含水饱和度仍然很高，此处的排缝端部的含水饱和度仍然很高，此处的排液程度较低，排液的初
13、速度与井底周围的液程度较低，排液的初速度与井底周围的水饱和度、滤失区的厚度有关，并受控于水饱和度、滤失区的厚度有关，并受控于随应力而变化的渗透率。随应力而变化的渗透率。清水压裂在这种情况下的成功与否，清水压裂在这种情况下的成功与否，是否存在着有利是否存在着有利的天然裂缝系统以及它们对压力及原有的就地应力的响应程度。的天然裂缝系统以及它们对压力及原有的就地应力的响应程度。质地强硬的岩石有许多粗糙的节理，很高的抗剪程度，很好的质地强硬的岩石有许多粗糙的节理，很高的抗剪程度，很好的剪切与裂缝导流能力的耦合性（剪切与裂缝导流能力的耦合性（等）等），清水压裂适用；，清水压裂适用；强度较弱的岩石如泥质砂岩
14、就不适合清水压裂；强度较弱的岩石如泥质砂岩就不适合清水压裂；储层的裂缝网状分布及流体流动过程都可以用以评价是否应该储层的裂缝网状分布及流体流动过程都可以用以评价是否应该采用清水压裂。采用清水压裂。清水压裂增产的适应性清水压裂增产的适应性新材料新材料压压裂裂条条件件地点地点美国德州某气田美国德州某气田气藏埋深气藏埋深2484 2484 米米闭合压力闭合压力35.2 MPa35.2 MPa层厚层厚40 40 米米滑溜水滑溜水738.2 738.2 方方排量排量1212方分方分支撑剂支撑剂OttawaOttawa砂、砂、ULW1.25ULW1.25模模拟拟结结果果由于砂重大部分砂子在井底附近很快沉到
15、气层以下，形成砂堤，由于砂重大部分砂子在井底附近很快沉到气层以下，形成砂堤，所以支撑长度也比压裂长度短很多。所以支撑长度也比压裂长度短很多。ULW1.25 ULW1.25 支撑剂则均匀地支撑剂则均匀地分布在裂缝内，改善了缝的支撑长度，从而无论在长度上还是分布在裂缝内，改善了缝的支撑长度，从而无论在长度上还是纵向上都改善了导流能力。纵向上都改善了导流能力。目前测得的井初产能力为每日目前测得的井初产能力为每日5667756677方，后来稳定在方，后来稳定在4534045340方。方。28077kg28077kg，基本沉入底层！基本沉入底层！ULW1.7ULW1.7支撑剂支撑剂支撑裂缝模拟结果支撑裂缝模拟结果28835kg28835kg支撑剂基支撑剂基本在产层内！本在产层内！
