我国火山岩油气藏压裂技术研究进展

0前言火山岩储集层作为一种特殊的油气储集层类型越来越受到关注［1］。

我国先后在克拉玛依、四川、渤海湾、辽河和松辽等盆地中发现火山岩气藏。

该类储层埋藏深，温度高，岩性复杂，岩石坚硬，基质致密，存在大量微裂缝和孔洞，自然产能低，必须通过有效的增产改造技术才能使其具有工业开采价值［2］。

总结我国近年来火山岩储层在压裂过程中采取的措施，对存在的问题进行分析，为将来的开发提出建议。

1新型压裂液根据火山岩深气层的地质特点和压裂工艺的总体需要，压裂液体系必须具备以下性能要求：a ）良好的流变性能；b ）延迟交联性；c ）良好的返排性能；d ）低滤失性能；e ）低摩阻性能。

1.1交联酸携砂压裂针对新疆油田石炭系深层火山岩油藏重复酸化效果变差，研制了由稠化剂、交联剂、交联延迟剂、破胶剂等组成的新型耐高温交联酸体系CYY-120。

该体系是由丙烯酰胺等单体共聚的高分子聚合物，易溶于水和盐酸水溶液，具有抗高温、抗盐性能。

交联酸携砂压裂成功应用于石西油田SH1132和井玛东3井［3］，证实其对深层火山岩气藏的有效性。

1.2超高温压裂液大庆徐家围子深层火山岩储气层，最高温度超过170℃，最大厚度超过120m 。

采用国产羟丙基瓜尔胶作稠化剂，有机硼、有机钛复配体系作交联剂，过硫酸盐作破胶剂配制压裂液。

2002～2005年，该液体系在徐家围子地区12口深气井24层进行压裂施工，施工工我国火山岩油气藏压裂技术研究进展郭洋杨胜来中国石油大学（北京），北京102249摘要：我国对火山岩油气藏的投入开发较少，整体研究程度较低。

为加快对火山岩储层的研究，探索有效的开发方式，对近年来火山岩储层的压裂技术进行了总结。

报告了新型压裂液、压裂诊断监测和压裂控制技术三方面的研究现状，分析其存在问题，对比各项技术的优缺点和适用性，展望其未来发展趋势。

提出我国火山岩压裂技术需加强的方面：研制清洁压裂液，提高压裂监测技术，建立完善的压裂理论模型，编制切实有效的压裂预测软件，积累丰富的压裂施工经验。

关键词：火山岩储层；压裂液；监测；控制；技术进展文献标识码：A文章编号：1006-5539（2012）02-0049-03收稿日期：2011-11-03基金项目：国家自然科学基金项目“超深层油气藏岩石物性垂向分布规律及渗流特征研究”（50874114）。

作者简介：郭洋（1986-），女，黑龙江宾县人，硕士研究生，从事油气田开发研究。

油气田开发第30卷第2期OIL AND GAS FIELD DEVELOPMENT 49天然气与石油NATURAL GAS AND OIL2012年4月艺成功率100%，单层最大规模加陶粒100m3，取得了良好的现场应用效果，大幅度提高了单井产能［4］。

针对松辽盆地南部深层火山岩气井埋藏深温度高的情况，合成了新型羧甲基胍胶超高温压裂液体系。

2008年，该压裂液体系应用在长深5井241号层［5］（储层埋藏深5200m，温度183℃），压裂施工取得成功且增产效果好。

1.3高温低浓度低伤害压裂液长岭火山岩气藏不仅埋藏深，地温高，而且粘土矿物含量高，易膨胀。

因此，通过实验优选出稠化剂、有机硼延缓交联剂、有机防膨剂、表活剂和螯合剂配制出新的压裂液，并采用胶囊分段破胶技术降低压裂液浓缩伤害。

室内评价其对岩心渗透率伤害率小于15%，其摩阻系数可降至清水的60%，在长岭火山岩气藏SN116井现成应用取得良好效果［6］。

1.4高防膨低伤害乳化压裂液因吐哈油田三塘湖盆地火山岩地层水敏性强，故采用乳化压裂液。

通过油相的乳化形成油水两相降低滤失，同时大大减少水相的用量，起到较好的防膨作用。

研究表明，油相∶水相=1∶1的乳化压裂液体系防膨效率可达76.15%，较水基压裂液提高50.0%，滤失系数降低60.0%～70.0%［7］。

同时，为解决压裂液在40℃以下破胶困难的难题，现场采用胶囊和APS双元破胶技术，应用效果良好［8］。

2压裂诊断监测技术火山岩气藏储层结构复杂，天然裂缝、孔洞发育和人工裂缝变化极其复杂，理论计算无法准确预测，故采用实时监测技术研究裂缝形态和扩展规律，指导压裂参数优化设计［9］。

2.1压裂诊断及控制技术针对火山岩储集层压裂成功率低的难题，谈光敏建立了地层压降曲线分析模型及测试压裂诊断解释图版，并阐述了导致缝内低净压、近井高摩阻、高停泵压力梯度、高滤失和无特征砂堵等疑难问题的机理和原因，形成了相应的5种不同类型储集层的诊断评价标准和控制处理技术［10］。

2.2裂缝性火山岩压裂诊断研究与应用针对裂缝性火山岩压裂中出现“三高”（高滤失、高停泵压力梯度以及近井高摩阻）等疑难问题，以大庆徐家围子深部火山岩储气层为例，在国内首次运用测试压裂解释技术，评价了火山岩储气层的定量特征参数，奠定了裂缝性火山岩储气层压裂控制措施研究与应用的基础［11］。

该技术先校核系统摩阻，然后利用Meyer和Castillo小型压裂解释模型对裂缝参数评估，得到诊断火山岩压裂施工评价参数标准。

2.3井下微地震探测裂缝技术美国Pinnacle公司的井下微地震裂缝检测技术，是目前判断裂缝缝长最准确的方法之一，原理见图1［12］。

该技术在国内有应用，但在火山岩油藏的应用还较少。

在牛东103井和牛东8-41井分别进行裂缝监测。

3压裂控制技术3.1裂缝的破裂和扩展控制技术为保证加砂压裂施工的顺利完成，必须形成一条足够宽度与长度的主裂缝，才能大幅度提高产能［13］。

但是，在火山岩中存在着大量的微裂缝，必须控制裂缝的延伸才能形成主裂缝。

三塘湖火山岩油藏压裂改造面临高应力、高滤失、高缝内扭曲、难控缝等技术难题。

崔彦立等提出并实施了火山岩劈裂法和全程加砂法，该技术效益显著，对国内同类油藏有借鉴作用。

3.1.1劈裂法压裂液以大于岩体滤失速度和破裂速度的大排量瞬间从孔眼高压喷射注入岩体。

当注入液净压力克服岩体的初始应力、流体压力和抗拉强度，在岩体中发生水力劈裂作用并形成新裂缝，保持注入压力和液量来提高压裂液扩散距离和穿透深度，并通过输入支撑剂保持裂缝张开［8］。

3.1.2全程加砂充填法压裂液以低于岩体破裂压力、大于裂隙张开压力的压力注入。

在注入全过程使用陶粒（砂）以保障人工主裂缝的延伸和支撑。

3.1.3“千层饼”和“仙人掌”型地层处理法刘合等针对“千层饼”型地层，采取措施保证只开启3条以内的主裂缝，并使其正常延伸；针对“仙人掌”型地层，在尽量减少“小掌”数量的同时，控制压裂图1井下微地震裂缝监测示意图50液的滤失是关键，防止因“小掌”过液不过砂导致裂缝内局部砂浓度过高而造成砂桥导致施工失败［14］。

3.1.4综合处理法大庆探区深层火山岩储集层孔洞-裂缝发育，施工中存在多条裂缝同时破裂延伸的特点，导致施工易早期砂堵、压裂成功率低、改造规模小、增产效果差。

张国亮等通过理论与现场实践结合，形成了以胶塞处理近井高摩阻、粉砂封堵天然裂缝以及调整前置液比例、多段粉砂段塞注入为主的综合处理措施，使火山岩气藏压裂成功率由36.0%提高到90.0%以上［15］，提高了火山岩气藏的压裂增产效果。

3.2降滤措施常规砂岩裂缝形成过程中压裂液的滤失速度基本不变，但在火山岩压裂施工中的压裂液的滤失速度变化较大，滤失速度随时间呈指数上升或梯度上升。

火山岩储层滤失主要发生在微裂缝，根据石油天然气行业标准SY/T621521996，将降滤失剂分为液态和固态两类。

3.2.1柴油乳化柴油降滤失的主要作用机理是将柴油加入压裂液中，与液体中的乳化物质形成稳定的乳化液，在裂缝延伸过程中，乳化液以整体进入缝隙，堵塞喉道从而减小液体滤失。

温度不同，混入的柴油比例也要调整［16］。

3.2.20.090～0.224mm粉陶或细陶粉陶或粉砂能在开启的微裂缝中形成堵塞起到降滤的作用，在裂缝闭合后支撑微裂缝。

3.2.3二元组合在火山岩储层中，微裂缝宽度不同，使用混合的支撑剂颗粒进行组合充填，大体积单元颗粒用于架桥，小颗粒单元进行滤失控制。

4结论a）针对火山岩多微裂缝且高滤失、低孔、低渗等特点，研制新型的压裂液，既满足制造裂缝的要求，又减少其对储层的污染。

b）火山岩储层裂缝起裂和延伸规律研究，是压裂设计的关键，故压裂实时监测技术有很大的发展空间。

c）需建立可反应火山岩破裂过程的力学数学模型，以便为压裂优化程序的编制提供理论依据。

d）通过优化压裂参数、裂缝高度控制技术、综合降滤失技术，优化支撑剖面和注入程序，达到水力裂缝形态和导流能力最优化。

e）不断积累火山岩储层压裂经验，分析总结，提高压裂技术的水平与适应性。

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In order to accelerate researches on volcanic gas reservoir and explore effective development methods，it is necessary to summarize domestic and overseas fracturing technologies for volcanic gas reservoir in recent years.Introduced are current situations of new fracturing liquids，fracturing diagnosis monitoring and fracturing control technologies，analyzed are problems existing in these researches，compared are advantages and disadvantages of different fracturing technologies and their applicability and forecast is development tendency of fracturing technologies.It is point out that such issues shall be strengthened as development of clean fracture fluid，improvement of fracturing monitoring technology，estab-lishment of thorough fracturing theory models，preparation of effective fracturing predictive software and accumulation of rich fracturing construction experience.KEYWORDS：Volcanic reservoir；Fracturing fluid；Monitoring；Control；Technical progressForeign New Methods for Analysis on Unconventional Gas Production Rate Decline and their Application Jiang Pei，Wang Nutao，Yao Fengsheng（Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuang，610500，China）Kui Mingqing，Deng Chenggang（Qinghai Oilfield Gas Development Company Geological Institute，Golmud，Qinghai，816000，China）NGO，2012，30（2）：52~55ABSTRACT：Such traditional decline methods as Arps production rate decline and its variations do not work for low permeability and super low permeability tight gas wells or shale gas wells where fracture flow is dominant.M ost of the production data from these wells exhibit fracture-dominated flow regimes and it is hard to reach later period flow regimes even after production of a few years.Without existence of pseudo radial flow and boundary control flow，it is very hard to determine permeability and oil drainage area of rock matrix.This indicates that compared with fracture contribution，ma-trix contribution is negligible and the expected ultimate recovery can not be based on the traditional concept of oil drainage area.Introduced a production rate decline approach for low permeability and super low permeability gas wells or shale gas wells，it can be used to estimate ultimate recovery for wells where fracture flow is dominant and matrix contri-bution is negligible and taken are some low permeability and super low permeability gas wells for example to verify this new model.All these examples showed a straight line trend and its gradient and intercept are relevant to fracture flow pattern.It has been demonstrated that reliable expected ultimate recovery can be obtained by using the new method and this method can be used to replace conventional decline method for unconventional gas reservoir and analyze production forecasts and reserves estimation of resources.KEYWORDS：Unconventional gas reservoir；Fracture flow；Production rate declineOptimization of Conglomerate Reservoir Modeling Algorithm and its Model VerificationZhang Qiang，Lv Jianrong，Wang Xiaoguang（PetroChina Xinjiang Oilfield Company Exploration and Development In-stitute，Kelamayi，Xinjiang，834000，China）NGO，2012，30（2）：56~58ABSTRACT：Conglomerate oil reservoir modeling is one of difficult points in tackling key problems in science and technology.In order to establish accurate three-dimensional geological model，analyze characteristics of Qizhong and Qi-dong Area1conglomerate oil reservoirs and comprehensively utilize information on geology and well logging，used are structure modeling，trend surface constraint modeling and model coarsening to establish a three-dimensional model which can accurately reflect underground structures and reservoir sedimentary characteristics.Analyzed are effects and。