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【摘要】油井压裂是储层改造和增产的重要工艺手段,压裂的目的是形成一条用支撑剂支撑的人工裂缝,从而达到使低渗储层获得较高产能的目的。目前压裂常用的支撑剂为普通石英砂和陶粒,但是他们最大的缺点是在地层条件下都会发生破碎,并且破碎的微粒在压裂液返排或油气生产过程中会发生运移.从而堵塞渗流通道,使裂缝的导流能力降低,甚至在压裂液返排过程中出现吐砂现象。本文主要阐述了树脂覆膜砂的性能及防砂、增产和稳产机理。
【关键词】压裂 覆膜砂 支撑剂
水力压裂对油气井增产和注水井增注的主要机理是由于支撑剂对裂缝的支撑作用,使其在地层中形成足够长的、具有一定导流能力的填砂裂缝。可见,支撑剂对压裂效果影响不可忽视,支撑剂材料的性能直接影响到裂缝导流能力,因此是影响压裂效果的关键因素,正确选择和使用合适的支撑剂是压裂增产措施的关键。
1 树脂覆膜砂压裂改造技术
树脂覆膜砂,是在石英砂或陶粒等常规骨料表面包覆一层高分子膜,目前已广泛应用于油田压裂及防砂工艺中。
1.1 树脂覆膜砂优点
树脂覆膜砂具有以下优点:
(1)树脂薄膜包裹砂粒,增加了砂粒间的接触面积,从而提高了支撑剂抗闭合压力的能力;
(2)树脂包衣砂的体积密度在1.5g/ cm3左右,比石英砂和陶粒要低,便于悬浮携带,有利于提高施工砂比;
(3)树脂包衣砂具有可变形的特点,这使其接触面积有所增加,从而提高了支撑剂的承压能力,同时可防止支撑剂在地层中的嵌入,以保持较高的导流能力;
(4)支撑剂在地层闭合压力下,即使砂粒在地层中破碎,其树脂薄层也可以将碎块、微粒包裹在一起,防止它们运移或堵塞支撑剂带的孔隙,使裂缝保持有较高导流能力。
1.2 树脂覆膜砂各项性能指标
树脂覆膜砂特性为低密度高强度,规格为0.45~0.90mm,强度为69MPa,破碎率低于4%,筛析(大颗粒含量)大于65%,筛析合格率不低于90%,体积密度为1.40~1.60g/cm3,视密度为2.50~2.58g/ cm3,圆度大于95%,球度大于95%,浊度(FTU)低于40,酸溶解度低于45。可以看出,覆膜砂具有相对密度小、强度高、低破碎率圆度、球度高,化学惰性好以及能在井下低温固结等特点。1.3 树脂覆膜砂增油降水机理
树脂覆膜砂支撑剂是在常规压裂砂表面包覆特殊改性树脂而成,砂粒表面润湿性由水湿表面变为油湿表面,形成的毛管力方向与注水驱替压差方向相反,形成对水的阻力,并利于油通过,从而达到增油降含水的目的。压裂工艺将覆膜砂携至裂缝中,生产时形成一条高含油饱和带,降低油井采出液的含水率。
2 树脂覆膜砂压裂改造技术现场应用
2012年我矿共压裂油井15口,其中14口井采用的是普通压裂支撑剂,1口井采用的是树脂覆膜砂支撑剂,升41-37井。
升41-37井为高含水井,于2000年10月投产,射开砂岩厚度9.4m,有效厚度3.9m(其中同层有效厚度1.3m),初期日产液5.0t,日产油4.7t,含水6.0%,动液面1339m。截止2010年3月,该井日产液6.0 t,日产油0.24t,含水96.0%,动液面1259m,累积产油4170t,采出程度19.1%。该井投产后日产油逐渐降低,到2005年7月日产油由1.3t下降到0.5t,含水由23.5%突升到66.7%。
分析含水上升的原因有三个:一是同层比例较高,射开同层比例占全井有效厚度的33.3%;二是弹性开采层产油能力逐渐降低;三是与注水井的连通层不受效,该井单向连通水井升41-35,偏II段(PI41-PI42)共连通4口采油井,而升41-37井与注水井的对应油层发育相对较差,由于平面矛盾突出致使地层能量不足。另外,该井PI41-42层层内矛盾也较突出,上部物性较下部差,注水受效慢。
考虑到该井的采出程度只有19.1%,2012年4月对升41-37井PI1-PI6层采用覆膜砂压裂,共压开砂岩厚度7.4m,有效厚度2.6m。压裂前后对比,日产液由6.0t上升到11.8t,日产油由0.2t上升到2.4t,含水由96.7%下降到80%,采油强度由0.06t/d.m上升到0.74t/d.m。截止目前日产液6.6t/d,日产油2.5t/d,含水62.0%,动液面1138m,累计有效天数490天,累积增油1135.0t,效果较好。该井压裂后关井扩散、放压、探砂面,井筒中未出现返吐砂现象。经覆膜砂压裂后,该井含水控制稳定,始终在70%左右,产油较稳定,而且始终保持在有效期内。3 结论
(1)树脂包衣砂支撑剂抗破碎能力较强,同时具备防砂和防支撑剂回流功效,提高了压裂施工效果。
(2)与陶粒相比树脂覆膜砂支撑剂相具有以下优点:对密度小、强度高、化学惰性好、能抵抗地层中酸的侵蚀;圆度、球度好,以便保持支撑剂颗粒间的空隙。
(3)树脂覆膜砂支撑剂在现场应用中能有效增油、稳产、控水。
参考文献
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[4] 张永成,等.树脂包衣砂在中原油田压裂施工中的应用,西部探矿工程,2010,1:40-41
作者简介
謝加宏,男,1986.6.23,第八采油厂第二油矿采油204队,工程技术员,毕业于东北石油大学石油工程专业。