分段加入防滤失技术

分段加入防滤失技术第1页，共27页，2023年，2月20日，星期一多级注入防滤失技术

多级注入防滤失技术：进入地层的压裂液能量一部分在路途消耗了，一部分用于造缝，用于造缝的这一部分又有一部分滤失到地层，滤失量的多少与地层岩石的孔渗特性有关。当岩石渗透率大于30md就应考虑降低滤失问题。降滤失的方法很多，降滤失剂种类也多，但有一个最基本的要求，一是能够有效防住压裂液的滤失；二是对地层没污染；三是对裂缝导流能力影响小。

我公司研制的防滤失剂(JL_1)不是天然粉砂，而是人工水力研磨的石英颗粒加相应添加剂，不含任何杂质，密度强度中等，圆球度>90%，粒径约为0.142-0.106mm。所加添加剂具有防止粘土膨胀、并具有助排作用。第2页，共27页，2023年，2月20日，星期一表650℃时JL-1降滤失剂对C3、Cv、Csp的影响试验数据项目滤失系数C310-4m/min1/2滤失速度Vc10-4m/min初滤失量Vsp10-2ml/cm2备注降滤失剂%结果纯冻胶9.912.696.51滤失量大2.0粉砂4.831.224.29滤失减小0.8GD-14.711.184.03滤失减小JL-1降滤失剂4.621.164.01滤失最小实验数据多级注入防滤失技术第3页，共27页，2023年，2月20日，星期一应用于砂岩中高渗透层，一般在前置液中分２－３段加入。最成功范例是ｓｏｃｏ公司在蒙古国压裂施工。渗透率１００－３００ｍｄ，成功加砂平均３０ｍ３，砂比平均２５％，压裂二十口井，平均日产量４０吨。见施工曲线图多级注入防滤失技术第4页，共27页，2023年，2月20日，星期一38MPa破裂不明显42MPa蒙古国19-10井压裂施工曲线(没有滤失控制)多级注入防滤失技术第5页，共27页，2023年，2月20日，星期一48MPa破裂明显43MPa33MPa加砂顺利蒙古国19-12井压裂施工曲线(应用阶段式滤失控制)多级注入防滤失技术第6页，共27页，2023年，2月20日，星期一应用于煤层气压裂施工：当压裂液压开煤层，向前延伸时，一方面由于煤层的塑性难以形成裂缝，另一方面由于割理和发育的微裂隙，使得压裂液大量滤失，不能重新开启一条新缝，而是从一开始就沿着大的割理延伸，在延伸的过程中，不断有小割理微裂隙张开，使压裂液遭受损失，就需要不断加大施工排量和压裂液量，即使如此，由于设备能力、备液能力的限制，也不能满足造长缝的需要。多级注入防滤失技术第7页，共27页，2023年，2月20日，星期一所以要在煤层压裂时造长缝，必须防住小割理和微裂隙的滤失，或降低滤失的速度。这就是在前置液阶段，分几段加入较大量的降滤失剂。降滤失剂(JL_1)粒径约为0.142-0.106mm，而煤岩基质最大孔隙的直径约为0.001mm，所以降滤失剂的粒径比煤岩基质孔隙直径要大一百多倍，它不会对煤岩基质造成堵塞伤害。多级注入防滤失技术第8页，共27页，2023年，2月20日，星期一多级注入防滤失技术降滤失剂主要起五个作用：①减小压裂液向地层的滤失速度，使裂缝变宽变长，增加出气面积。②堵塞煤粉于微裂隙，或将煤粉“俘虏”，沉到裂缝底部，使其不能运动，减少煤粉的出量。③对裂缝向下延伸起到很好的遮挡作用，可在很大程度上防止裂缝向煤层以下延伸。④由于其颗粒小，所以对煤层嵌入不敏感，对闭合压力的压碎作用不敏感，这样它在裂缝底部沉积后对支撑裂缝宽度起到了大颗粒支撑剂不能起到的支撑作用。⑤堵塞微裂隙，消除弯曲效应，降低施工压力。实例：陕西韩城煤层气压裂降滤失剂第9页，共27页，2023年，2月20日，星期一多级注入防滤失技术陕西省王峰－龙亭地区，总面积461km2；主要为三个目的煤层：3＃、5＃、11＃煤层；埋深一般在300～500m之间；三个目的煤层煤类均为贫煤；煤层顶底板岩性为泥岩或砂质泥岩；

11＃煤层底部距离懊灰水层不足10米；如果利用活性水大排量施工，极有可能压开水层，造成单层甚至单井报废；如果利用冻胶压裂，虽然可以降低排量，保证压裂规模，但冻胶对煤层的伤害非常严重，对该地区求产评价不利。清洁压裂液的优点；可适当增大压裂规模韩城区块简介第10页，共27页，2023年，2月20日，星期一多级注入防滤失技术★已有三口井的8层煤压裂结束；★压裂液粘度在25～40mPa·s之间，返排液粘度＜5mPa·s，完全破胶；★降低了施工排量，排量控制在2.5~3.5m3/min，没有压穿懊灰水层；★1号井加砂量为63.55m3★平均砂比为32%，最高砂比达到55%

目前施工情况

第11页，共27页，2023年，2月20日，星期一★通过测试压裂，对摩阻进行计算表明：清洁压裂液的摩阻低，仅为活性水摩阻的38%。多级注入防滤失技术第12页，共27页，2023年，2月20日，星期一

★抽排求产，清洁压裂液压裂井的产气量是活性水的一倍多多级注入防滤失技术第13页，共27页，2023年，2月20日，星期一应用于微裂缝型油藏（砂砾岩）：对于砾岩和砂砾岩一直是压裂的难点，难就难在岩石本身存在大量弯曲的微裂缝，在压裂时其不断的张开，一是造成大量压裂液滤失，二是弯曲行进的压裂液多消耗了能量，这样两个不利影响，直接导致压裂所形成的裂缝几何形状不完善，缝短而窄，极易造成砂堵，而使施工失败。所以对于砾岩、砂砾岩压裂必须在前置液阶段小量多段加入ＪＬ－１降滤失剂微裂缝型油藏多级注入防滤失技术第14页，共27页，2023年，2月20日，星期一多级注入防滤失技术应用于裂缝孔洞型油藏（灰岩、泥灰岩、火山岩）灰岩、泥灰岩原来是压裂的禁区，自从发展了降滤失技术，已使其压裂成为现实。碳酸盐岩地层并不都是存在大溶洞、大裂缝，那样的地层是无法压裂的，但是此类油气层都存在微裂缝或隐形裂缝，并且可能是储油、出油的通道，这在压裂中会产生大量的滤失，所以碳酸盐岩压裂有其特殊性，一般设计思路如下：第15页，共27页，2023年，2月20日，星期一（塔河TK733井为例）多级注入防滤失技术第16页，共27页，2023年，2月20日，星期一多级注入防滤失技术

1、针对本井储层特征及较长裸眼段，加砂压裂施工采用较高排量，提高压裂液的造缝性能，尽可能提高缝宽；2、优化压裂液配方，针对稠油层特征，增强压裂液的防乳破乳性能；针对可能有泥岩层段及泥质成分的运移影响人造缝的导流能力，压裂液要防止粘土膨胀；

3、前置液阶段采用阶段降滤失加砂工艺，降低缝内摩阻，堵塞部分小裂缝，利于主导缝的生成并试验加砂难易程度；设计思路第17页，共27页，2023年，2月20日，星期一4、碳酸盐岩杨氏模量高，裂缝宽度窄，加砂难，支撑剂优选40-60目小粒径，砂液比以低起点、小台阶、多步骤、控制最高砂液比为原则。根据灰岩加砂压裂井例，增长20－25％砂液比段，试验30％以上砂比的加砂段，从而确保较高平均砂比；

5、低砂比条件下人造缝的导流能力保持措施：A采用低伤害压裂液配方，降低固体不溶物对人造缝导流能力的伤害；B优化现场施工时破胶剂加入工艺，确保支撑剖面的合理性；C确保支撑剂的质量及清洁干净；6、施工井段深度大，施工摩阻高。为降低施工摩阻和施工压力，提高排量，提高液体效率，使用可控延迟交联压裂液体系，同时采用89mm油管作为压裂施工管柱。多级注入防滤失技术第18页，共27页，2023年，2月20日，星期一

7、井深大，最后顶替阶段泵压将有大幅上升，为确保将高砂比段携砂液顶替到位，建议顶替阶段可据现场泵压变化情况适当减小排量；8、加强现场决策，根据实际施工情况可在现场调整加砂砂比、最终加砂量和顶替阶段降排量的必要性；

9、为了便于观察套压的变化情况，以时实监测井底压力变化情况，掌握人工裂缝延伸变化趋势，同时确保油管在高排量，高泵压下的安全，该井下入不带胶筒的CYY封隔器对油管进行锚定。同时为防套压超限，压井液提高密度；多级注入防滤失技术第19页，共27页，2023年，2月20日，星期一①施工排量考虑本井裸眼段较长，储层多裂缝发育可能性较大，为提高液体造缝性能及尽量保证缝宽，排量应适当提高；结合目的层第一次酸压情况，分析认为本井段压裂设计的泵注排量以5.5m3/min左右为宜。②砂液比充分分析碳酸盐加砂井例，考虑本井深度大、温度高、施工情况复杂等，加砂压裂应控制最高砂比在40％以下，主砂砂段控制在20％左右，平均砂液比控制在20%以内。10、施工结束后要严格放喷排液制度，用油咀控制放喷，减少支撑剂回流。优化压裂设计如下：

（1）地面施工参数设计多级注入防滤失技术第20页，共27页，2023年，2月20日，星期一③

前置液用量考虑储层段较长，且已进行过酸压，为保证有充分的造缝，前置液量要大于酸压时前置液量，并为降低砂堵风险，结合水力裂缝模拟以动态比60%以内来确定前置液用量。④延迟交联性能为降低施工摩阻，并确保压裂液的交联效果，现场配液结束后取各罐混合样调试交联比等，控制初交时间在50－60秒，交联时间控制在150－180秒。多级注入防滤失技术第21页，共27页，2023年，2月20日，星期一压裂设计采用的基础参数见下表：多级注入防滤失技术参数名称单位数值有效渗透率×10-3μm20.1厚度ｍ64有效孔隙度％5泊松比无因次0.3杨氏模量MPa30000地层压力MPa55闭合压力MPa83加砂强度m3/m<1储层综合滤失系数m/√min1×10-3泵注管径（内径）mm76泵注排量m3/min5.5泄油面积m×m1000×1000生产压差MPa5表4.3设计输入参数（2）油藏参数第22页，共27页，2023年，2月20日，星期一（3）模拟计算运用FracproPT三维压裂优化设计模拟器，对不同压裂规模分别进行了水力裂缝模拟计算，优选排量为5.5m3/min情况下，总液量为620方的施工规模，对应设计的加砂量96.4t(折55m3)，作为本次优化的压裂规模。模拟裂缝参数为：多级注入防滤失技术裂缝半长(m)281支撑裂缝半长(m)224裂缝总高(m)105支撑裂缝总高(m)81裂缝顶部深度(m)5436支撑裂缝顶部的深度(m)5458裂缝底部深度(m)5540支撑裂缝底部的深度(m)5539多裂缝等效条数2.0最大裂缝宽度(cm)0.87携砂液效率**0.79平均裂缝宽度(cm)0.37平均铺砂浓度(kg/m2)0.931、结合地层物性特征，确定压裂液配方如下：表4.4设计输出参数第23页，共27页，2023