1、油田控水压裂技术研究与应用,汇报提纲,一、技术应用背景 二、控水剂应用及效果分析 三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析 四、下步措施及建议,在砂岩地层中，储层流体可能油、气、水三相流动，也可能油水两相流动，由于水的粘度小，因此流动速度快，而油的速度最慢，这样就会出现了水淹层，或含水不断上升的现象。在油田开发进入中后期，一般油层含水增长。从6070%到100%不等。这是由于人工注入水、边底水锥进的结果。这种边水底水及注入水的“超前”流动，严重影响油产量。这也是困扰采油工程师的老大难问题，也是油田后期开采的主要矛盾。,一、技术应用背景,吐哈油田目前已进入油田开采中后期，整体含水量上升。主要表现在：温米
2、、鄯善、丘陵三大中高含水期低渗油田、吐鲁番红连油田边水底水快速上升，目前化学调剖技术是缓解注水开发油藏平面、剖面、层间三大开发矛盾，增加水驱动用储量，提高水驱采收率的最有效的技术手段之一。但对于单井的压裂改造，有没有更好的办法控制层间开采的矛盾呢？比如控制底水的上升和注水井的锥进？,一、技术应用背景,针对以上假设，假想在压裂裂缝壁面上的孔隙中，加入一种堵剂，这种堵剂是有选择性的，见水就死死堵住不放，见油则慢慢溶化，这样就会降低水的渗流速度，相对增加油的流动速度，也就是增加油井的产油量，减少出水量。目前已开发引用了这种堵剂，叫做压裂控水剂（YD-1），并在实际应用中取得了一定的效果。 另一种是通
3、过树脂覆膜陶粒表面的高分子材料的界面张力特性有效地控水增油。本技术在吐哈已应用了多口井，目前已取得了一定的效果。,一、技术应用背景,一、技术应用背景 二、控水剂应用及效果分析 三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析 四、下步措施及建议,选择性堵水剂在地层孔隙中作用方式如上图所示，堵水剂遇到油就被溶解，恢复被堵塞地层孔隙；遇到水则膨胀，使堵塞地层孔隙度大幅度下降，抑制了孔隙出水，起到了控水增油作用。,二、控水剂应用及效果,1、技术原理,2、控水剂使用情况,二、控水剂应用及效果,3、实施效果对比分析,二、控水剂应用及效果,牛15-5井是三塘湖盆地牛圈湖西山窑油藏整体直井试验区上的一口注水井。钻探目的是评
4、价牛圈湖中侏罗系西山窑组控制石油地质储量，验证超前注水提高单井产能的可行性。该井2005年11月5日投注，2007年12月16日停注，累计注水2.0485104m3。2008年4月6日至5月30日吞吐采油；5月31日至6月2日转抽，初期产液22.4m3/d，产油2.25t/d，含水71.1%。2010年1月4日至16日检泵，初期13.54m3/d，产油8.85t/d，含水23.08%；目前产液4.7m3/d，产油1.69t/d，含水57.69%。截至2010年6月30日累计产液5060.6m3，累计产油2015t。为发挥该井潜力，提高产能，决定压裂J2x：1545.8-1563.1m层段。,4
5、、牛15-5井案例分析,基础情况,二、控水剂应用及效果,对应注水井连通情况,二、控水剂应用及效果,该井为牛圈湖南区一口采油井井， 邻近注水井牛105和牛107井在J3q和J2x累计注水约为11万方， 2007年11月6日至18日对牛105井J2x进行压降监测，测试结果外推地层压力27.63MPa该井对应邻井注水井牛105井和牛107井，压裂过程中防止沟通注水前缘，要求设计缝长控制在70m以内。该井采用常规水基压裂液，为有效控制地层水，设计加入适量控水剂。为严格控制裂缝长度以及控制裂缝缝高延伸过高，排量控制在4.0m3/min左右。该井中部深度1554m，破裂压力按照0.02MPa/m计算，支撑
6、剂承受最大闭合压力为27MPa，选择中密高强度宜兴（或阳泉）陶粒，有效提高缝内裂缝导流能力。,(3)实施压裂对策,二、控水剂应用及效果,从现场施工曲线上分析，当加入0.8吨控水剂后泵压增加了2.5MPa，说明控水剂进地层后有效封堵了微裂缝壁面，起到了很好的降滤作用，同时迫使裂缝沿主要裂缝方向延伸。从压后效果来看，虽增液不明显，但含水量有明显下降。,(4)压后效果分析,二、控水剂应用及效果,1.对于高含水采油井，压裂时加入一定量的压裂堵水剂（YD-1）是有效的，一般可降低含水20-30%，增加油量2-3倍。2.油层物性，特别是渗透率，孔隙度对堵水剂用量影响较大，如果在高渗层施工首先要防滤失，如果
7、油层出砂还要采取压裂防砂措施。 3.控水增油有效期一般可达到六个月，有的可达到一年。含水上升后，可重复压裂控水工艺。4.为提高油田或断块整体采收率，建议进行断块整体压裂控水改造，效果会更理想。,5、结论及认识,二、控水剂应用及效果,一、技术应用背景 二、控水剂应用及效果分析 三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析 四、下步措施及建议,覆膜石英砂是通过特殊工艺将复合特种高分子材料镀膜在陶粒或石英砂颗粒表面，该材料镀膜在陶粒或石英砂颗粒表面后具有耐高温防脱落，在地层中促进油气透过、阻止地层中的水通过的功能。这种多层覆膜技术使覆膜石英砂的性能比同类产品具有更优异的性能：破碎率低、耐热湿性能好、酸溶解度小、
8、同压裂液匹配性好、石英砂表面覆膜后，石英砂表面均匀、表面更光滑，导流能力好。该镀膜材料能达到压裂支撑剂各项要求，长期导流能力好，有效期长。,20/40石英砂,20/40覆膜石英砂,三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析,1、覆膜石英砂技术特征,三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析,该陶粒是预固化树脂覆膜低密支撑剂，应用于油气田压裂增产技术。该产品使用覆膜专用设备和多层覆膜技术将化工材料覆膜在陶粒的表面。这种多层覆膜技术使树脂覆膜陶粒的性能比同类产品具有更优异的性能：破碎率低、耐热湿性能好、酸溶解度小、树脂对陶粒表面覆膜均匀、表面更光滑、同压裂液匹配性好、导流能力强。可提供从超低密到高密不同密度的树脂覆膜
9、陶粒。,树脂覆膜低密陶粒,三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析,3、覆膜陶粒基本特征,这种高分子覆膜材料在压裂中也可充当支撑剂使用同时又具有透油阻水功效，使用时利用压裂泵通过携砂液将其送入油气井的压裂裂缝中，当压裂地层闭合后，地层压力将高分子覆膜材料挤压一起，这时材料颗粒之间形成相互贯通的毛细管，当油气和水通过该毛细管时，由于该高分子覆膜材料是通过调配，通过高温处理的物质，及其亲油疏水。当油气迅速浸润毛细管壁，管中液面呈凹形，形成的弯曲液面产生的附加压力指向毛细管，试验发现该通道有利于油气通过高分子材料覆膜材料形成的毛细管；而水不能浸润该高分子覆膜材料毛细管壁，因毛细管中液面成凹形，形成的弯曲液面
10、产生的附加压力背离毛细管，阻止水通过毛细管，从而实现促进油气透过、阻止水通过的功能。,三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析,4、覆膜支撑剂控水原理,三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析,5、覆膜支撑剂导流能力对比,三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析,6、压裂施工参数及效果对比,三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析,7、温西3-5695井案例分析,油层基本数据,该井于2010.4.11完井。2010.4.26射s41投产，初期日产液15方，含水1.5%；目前不供液。为提高该井产能，现要求压裂s41。 从测井解释成果表上来看，目前S41层离下面水淹层仅1.9米，怎样有效控制底水上升是本次压裂的重点。,三、树脂覆
11、膜支撑剂应用及效果分析,(2)压裂设计思路与原则,该井压裂层段2394.3-2400m，从测井曲线来看，压裂目的层与下部水淹层仅相距1.9m，中间无隔层，因此，为抑制底水上升，保证压后效果，控制缝高是关键。 该井为二次开发井，常规压裂液残渣滞留伤害较大，为降低储层二次伤害，同时考虑缝高控制要求，采用低聚物压裂液体系。为控制缝高延伸，施工排量控制在3.0-3.5m3/min，同时采用二次加砂方式，其目的是让陶粒沉入裂缝底部，起到人工遮挡作用，以限制裂缝向下延伸。考虑到该井实际情况，施工排量受限，缝宽较窄，为保证施工成功，适当控制砂比施工，设计最高砂比45%左右，同时尾追涂履砂，以防支撑剂回流和地
12、层出砂。本次加砂所用陶粒采用控水支撑剂，有效控制水线推进。同时第一次加砂中采用变粘度方式施工，目的是有效地加大裂缝壁面滤失，防止缝高在纵向上向下延伸沟通下部水层。,三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析,从施工曲线上看：本次二次加砂，第一次施工施工排量2.8m3/min，从套压的延伸情况来看，缝高基本上在受控范围内。第二次施工排量3.3m3/min，总加砂量14.8方。压后由前期的不供液到日增油25.4方。而且有效期很长。充分说明控水支撑剂起到了很好的控制底水作用。,(3)压后效果分析,三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析,对比分析温西3-5602效果，该井情况类似于温西3-5695，该井压前日产液21
13、.6m3，含水100%，工艺上和5695一样，而且还是三次加砂，施工中严格控制缝高的延伸，所不同的是采用普通陶粒。该井压后日产液2.26m3，100%含水。为无效压裂。,三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析,一、技术应用背景 二、控水剂应用及效果分析 三、树脂覆膜支撑剂应用及效果分析 四、下步措施及思路,从本年度控水技术的效果来看，控水支撑剂的作用明显于控水剂。对比分析来两者如下：1、控水剂用量小于控水支撑剂，前者一井次才加1-2吨，而控水支撑剂是全井加砂方式。2、从现场实施来看，控水剂为粉末状，在加入过程中不好添加，一次加多容易堵塞压裂车上水效果。而控水支撑剂为陶粒，现场容易操作。3、控水支撑剂
14、为低密高强陶粒，密度1.47，远小于20-40目宜兴/阳泉陶粒密度(1.85)。这将有利于压裂液的携砂性能，而且在裂缝内的沉降速度也会远小于普通中密高强陶粒，这样可以在缝内铺砂强度更高，进一步增加了远井地带的裂缝导流能力。,四、下步措施及思路,从压后实施效果来看，个别井不是很明显。建议：1、进一步加强对储层油藏认识。对比效果来看压后并没有明显增液，从施工工艺上来看也达到了设计要求，这可能地层本身就没有多少可动用储量。2、从个别井来看压后增液明显，而且控水达到了意想的效果。论证从成本控制角度上分析有没有必要全程加控水支撑剂。能否在前期加控水支撑剂控水，后面尾追普通陶粒的可行性。3、进一步加大控水支撑剂的实验评价。对比分析类似于含水量很大而且单纯的工艺上很难控制边水底水的井。,四、下步措施及思路,汇报完毕请批评指正！,
