储层改造技术
国外储层改造新技术
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1、非常规水平井压裂技术引领储层改造迅速发展
水平井压裂技术引领储层改造在储层评价、压裂机理认识、压裂材料、工艺技术等方面不断进步
技术名称 多级压裂 滑溜水压裂
水力喷射压裂 重复压裂 同步压裂
氮气泡沫压裂 大型水力压裂
技术特点
适用性
多段压裂，分段压裂，技术成熟，使用广泛
国国根西非大拿比哥西兰国威利度拉基利克典麦拉国洲伦尼兰耳洛内国撒陶
廷哥
利大亚拉
圭斯维兰
圭
其比斯
其哥瑞
哈宛
亚
坦亚
他亚
拉
拉
资料来源 ：EIA, 2011
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3、市场需求和集成创新是压裂技术进步的源动力
由常规油气勘探开发向非常规油气勘探开发的发展过程是地质认识、钻井及压裂工程不断进步的过 程
Source: Baker Hughes, IHS
Source: HPDI
水平井是页岩气开发的主要井型，水平井成本为直井的1.5～2.5倍，但初始开采速度、控制储量和最终评价可采
储量却是直井的3～4倍
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1、非常规水平井压裂技术引领储层改造迅速发展
在低渗透致密储层勘探开发过程中，水平井多级分段压裂技术已经成为主导，其技 术的复杂程度、施工的规模及成本投入远远大于常规直井的压裂及酸化措施
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3、市场需求和集成创新是压裂技术进步的源动力
集成创新决定了压裂的关键技术并不能够等待原始创新，市场需求决定了最新、最先进的 技术在某个地区不一定适用，必须有针对性地选择
压前地质研究
裂缝模式判断
低渗透储层改造要点
50
(d/dt) Delta Pressure (psi) Fracture closure
5 0.100
1.000 Time (mins)
10.00
100.0
B小型压裂G函数法分析结果
C小型压裂双对数法分析结果
测试压裂解释结果
井号
射孔段 MPa/100m
测试压裂及缝高控制技术
参数优化设计技术
压后评估技术
压后排液技术 改造工艺技术
二、压裂设计优化
压裂优化设计的主要内容
• １、压裂模型的选择； • ２、岩石力学参数、地应力参数的确定； • ３、压裂液、支撑剂的优选； • ４、储层物性参数的确定； • ５、裂缝几何形态优化； • ６、泵注参数优化等。
二、压裂设计优化
取的补救措施 配合井温测井以解释裂缝高度
结 果：获取地层参数，调整设计参数，建立优化设计模型
三、压裂评估及测试
测试压裂诊断步骤
裂缝闭合
地面施工压力
砂段 注入脉冲
排量
活性水 注入
活性水 注入
交联液 注入
泵注时间
支撑剂浓度 主压裂
三、压裂评估及测试
测试压裂诊断分析技术
地
平方根法
层
闭
合 应
G函数法
力
分 析
720
480 F racture closure
240
0
0
0.000
0.680
1.360
2.040
G Function T ime
2.720
0 3.400
5000 500
Delta Pressure (psi)
BH Closure Pressure: 5750 psi Closure Stress Gradient: 0.642 psi/ft Closure Time: 73.6 min Pump Time: 24.0 min Implied Slurry Efficiency: 60.4 % Estimated Net Pressure: 2095 psi
储层改造知识点总结
储层改造知识点总结一、储层改造的基本概念储层改造是指利用一定的技术手段对原有储层进行改造，以提高储层的产能、延长油田的生产寿命、提高采收率等目的。
储层改造通常包括改变储层有效渗透率、改变储层孔隙结构、改变储层流体性质等工程措施。
储层改造是油田开发中的重要环节，可以有效提高储层的产能，降低开采成本，对于油田的经济效益和社会效益具有重要的意义。
二、储层改造的影响因素1. 储层地质特征储层地质特征是储层改造的重要影响因素之一。
不同地质条件下的储层，在进行改造时需要采用不同的工程措施。
例如，对于孔隙度较高、渗透率较大的储层，可以采用填充材料封堵孔隙的方法来改变储层流体性质；而对于孔隙度较低、渗透率较小的储层，则需要采用增注技术来提高储层的产能。
2. 油藏开发阶段油藏开发阶段也对储层改造的影响很大。
不同开发阶段的油藏，需要采用不同的储层改造技术。
在初期开发阶段，主要是通过改变储层的渗透率和孔隙结构来提高储层的产能；而在后期开发阶段，由于油藏压力下降、产能减小等原因，需要采用增压技术或者增注技术来维持油藏的产能。
3. 工程技术条件工程技术条件也是影响储层改造的重要因素之一。
在进行储层改造时，需要考虑到油藏地质条件、岩石力学性质、流体性质等工程技术因素，选择合适的改造技术，并且在改造过程中要合理控制工程风险，确保改造效果。
4. 技术经济条件技术经济条件也是储层改造的重要因素之一。
在决定进行储层改造时，需要综合考虑改造成本、改造周期、增产效果等因素，从经济角度出发，合理选择改造技术和措施，确保改造的投入产出比。
5. 改造目标改造目标也是影响储层改造的重要因素。
不同的油藏有不同的改造目标，一般包括提高产能、延长生产寿命、提高采收率等。
根据改造目标的不同，需要采用不同的改造技术和措施，确保达到预期的改造效果。
三、常见的储层改造工程技术1. 增压技术增压技术是一种常见的储层改造技术，主要应用于油气藏的后期开发阶段。
通过增加油藏的注入压力，提高油藏的产能，延长油田的生产寿命。
储层改造技术--调剖堵水
等条件选择堵剂。
RE决策技术：通过专家系统的产生式推理方式选择堵剂。本决策系统将 常用的堵剂建成堵剂库，堵剂库中包含堵剂名称、堵剂粒径、堵剂对地 层矿化度的适应范围、堵剂对地层温度的适应范围、堵剂对地层pH值的 适应范围等堵剂的性能参数。堵剂类型选择时，系统将地层参数与堵剂
库匹配，寻求最佳的堵剂类型。
同层水
4． 其
他
原
因
窜层（槽）水 6
油 井 出 水 的 危 害 性
1．消
耗
地
层
能
量
2．油井大量出水，造成油井出砂更为严重
3．危 4．加 5．增
害 重 加
采 脱 污
油 水 水
设 泵 处
备 站 理 负 量
7
担
油井化学堵水的基本原理
将化学剂（堵剂）从 油井注入到高渗透出
使用选择性堵剂 选择性封堵同层水。 打隔板控制底水 锥进，封堵底水 。 封堵水层和高含 水层（准确确定水层和 高含水层） 。
非选择性堵剂主要分为冻胶类、颗粒类、凝胶类、树脂类和沉淀类
等五大类。该类堵剂无选择性，对油层和水层具有同样的封堵能力，应 用的先决条件是找准出水层段，并采取一定措施将油层和水层分隔开。
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四、堵水井的选择
依据油藏及开发资料选择堵水井 1、 油பைடு நூலகம்单层厚度较大(一般要求大于5m)。
砂 岩 油 田 选 井 条 件
适用于40 ℃ ～80℃（添加 临苯二胺：80 ℃ ～ 130℃） 、矿化度 ∠5000mg/L、渗透率∠ 0.3μm2的砂岩或碳酸盐岩 油藏堵水。
适用于40 ℃ ～90℃、空气 渗透率∠ 0.3μm2的砂岩油 层堵水。
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名称 F-HPAM堵 剂
储层改造技术(交流)
停泵 裂缝闭合
a b
排量不变，提高砂比，压力升高 反映了正常的裂缝延伸
E
a—致密岩石 b—微缝高渗岩石
井筒摩阻
净裂缝延伸压力 C
S 地层压力（静）
压裂施工典型曲线
时间
pF—破裂压力
pE —延伸压力
03:40 pS —地层压力
p井底>= pF时
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一、地应力分析
1 地应力场
地应力 存在于地壳内部的应力，是由于地 壳内部的垂直运动和水平运动及其它因素综 合作用引起介质内部单位面积上的作用力。
Ps )
1 2 1
h t
3 y
x
(Pi
Ps )
h t
当破裂时，Pi=PF
PF
3 y
x
h t
Ps
03:40
47
(2) 形成水平缝
岩石破坏条件
v t
最大有效周向应力大于垂直方向抗拉强度
03:40
48
3 破裂压力梯度
定义
理论计算
(垂直裂缝形态)
PF
H
F
pF H
2v z
1v H
1 3v 1v
03:40
6
各类储层中增产方法的使用
• 砂岩储层 Sandstone Formation
– 水力压裂、基质酸化
• 碳酸盐岩储层
– 水力压裂、基质酸化、酸压
• 特低渗储层
– MHF
• 特低渗坚硬储层
– 高能气体压裂
03:40
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第二节 水力压裂概述
• 水力压裂基本原理 • 水力压裂发展概况 • 水力压裂的作用
03:40
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由于泊松效应，垂向应力产生的侧向压力
砂岩储层改造技术
储层压裂改造技术致密油气的开发在国内外已经成为热点领域之一。
全球约有40多个国家拥有致密油资源，资源量规模巨大。
这类储层由于物性极差，孔喉细微，低孔、低渗，高毛管压力，局部微裂缝发育且局部存在超低含水饱和度现象，使得这类储层产量低、易发生储层损害，必须对储层进行必要的改造措施才能实现有效开发。
致密砂岩储层改造的关键是减轻储层损害和提高导流能力。
水力压裂是改造油气层的有效方法，是气井的重要增产措施[1]。
水力压裂最初是作为单井的强化采油措施、提高单井产量而提出的。
随着致密气藏的开发，发展了“大型水力压裂”技术，该技术被认为是压裂技术领域的突破性的进展，促进了由油气井增产、水井增注向油气藏整体开发、提高采收率方面转型。
水力压裂通过降低地层流体渗流阻力、改变流体渗流状态、降低能量消耗使油气井增产和注水井增注，还可解除近井带损害，应用较为广泛，逐步形成了适应各种储层条件的水力压裂工艺技术。
1 压裂改造工艺概况水力压裂增产原理主要是降低井底附近地层中流体的渗流阻力和改变流体的渗流状态，使原来的径向流动改变为油层与裂缝近似性的单向流动和裂缝与井筒间的单向流动，消除了径向节流损失，降低了能量消耗，因而油气井产量或注水井注入量就会大幅度提高[2.3]。
水力压裂首先是作为单井的强化采油措施、提高单井产量而提出的。
1970s美国在致力于致密气层开发时，提出只有使用“大型水力压裂”技术，使支撑缝半长在气层内有足够的延伸，才可使致密气层储量获得经济开发，成功地开发了一系列不具备自然产能的低渗透-致密油气田。
1980s以后，美国进行了以达到最大净现值为目的的优化压裂设计研究，并进一步对致密气层与处于二次采油期的低渗透油层，进行井网与水力裂缝组合优化对采收率的影响研究，提出此技术能提高致密气藏的最终采收率达40%~75%。
1960s中期以前，我国主要以油井解堵为目的开展小型压裂试验。
1960s中期的压裂目的是解堵和增产，即常规压裂。
列举五项非常规储层改造技术
列举五项非常规储层改造技术
1. 深水多段水平井：这种技术利用水力压裂和水平井钻探技术，可以在水平方向上延伸开发储层，提高油气产能，并减少应力差异带来的油藏损伤。
2. CO2驱油技术：这种技术通过注入二氧化碳气体来促进油
藏中的原油流动，提高采收率。
这种非常规储层改造技术可以将二氧化碳气体注入地下，使原油更容易流出。
3. 页岩气压裂：这种技术通过注入高压液体来破裂固态岩石，从而释放页岩储层中的天然气。
这种非常规储层改造技术可以提高页岩气的产量。
4. 重整烃制造：这种技术通过加氢和重整等化学反应，将低质油或高硫油转化为高质油和低硫油。
这种非常规储层改造技术可以改善油藏中的原油质量，并提高采收率。
5. 微生物采油：这种技术利用微生物来改造油藏，促进原油的流动。
微生物可以分解原油中的高分子化合物，使原油更容易被采出。
这种非常规储层改造技术可以提高采收率。
页岩油储层改造和高效开发技术
技术与检测Һ㊀页岩油储层改造和高效开发技术窦晓军摘㊀要：在页岩油勘探领域方面的成就不断积累的背景下，页岩油的可采量在朝着更加大规模的方向进展，并且有可能在未来成为战略性的替代资源㊂因此，文章积极对于页岩油储层改造和高效开发技术进行探讨，希望可以对于此方面的技术有着更加深刻的认知㊂关键词：页岩油储层；油层改造；高效开发一㊁引言社会的发展和进步，需要大量的能源作为支撑，页岩油作为重要的战略性资源，对于页岩油储层改造和高效开发技术的发展情况进行探讨，可以对于当前页岩油行业的发展问题有着更加清晰的认知㊂二㊁页岩油储层的特点分析作为非常规油气资源，其储层一般情况下都比较致密，加深与烃源岩之间处于相邻的状态，有时候还出现相互交叉的情况，这样就给予实际开发造成了一定的影响㊂详细来讲述，页岩油储层的特点可以归结为储层有砂岩层次，砂砾岩层次，石灰岩层次，白云岩层次，沉凝灰岩等，其中存在的孔喉系统，其空隙度比较小，部分地区还存在微米级别；页岩中含有很多脆性矿物，脆性比较高，此时如果有外力作用，就可能出现各种裂缝；再者此区域的地层压力比较高，压力系数处于１．２ ２．０之间，原油相对密度和黏度都比较适合流动和开采；储集层含油饱和度比较差，很容易使得饱和度处于比较高的状态；在部分区域还存在黏土矿物，使得实际的系统展现出脆弱性的特点，如果在实际开采过程中有不当行为，就可能演变为流动性损失㊂三㊁页岩油储层改造技术的进展（一）变排量压裂技术在变排量的过程中，排量可能从最高值变成最低值，然后迅速恢复到原始的状态，这样的快速变化中，会在储层内部出现压力脉冲，短时间内裂缝入口能量会不断提升，打开之前如果没有裂缝，就可能使得已经张开的裂缝不断拓展，继而使得波及面积不断提升，压裂的效果也会因此不断提升㊂在使用这种技术的过程中，需要关注不同储层条件下排量的改变范围和时机，由此做好对应的技术方案的优化设计㊂（二）重复压裂技术在开采工作开展之后，地层能量会慢慢降低，投产前形成人工裂缝，会从开启状态转变为闭合状态，也就是说重复压裂的过程中，应力区带会形成，由此慢慢延展到原有裂缝，此时还可以以提高砂量的方式来处理，以确保实际裂缝导流素质得到不断提升㊂也就是说，在重复压裂的过程中，会使用很多封堵剂，对于油层中的高渗裂缝进行处理，由此使得低渗裂缝能够处于开启状态，这样带来的结果就是压裂的效率得到不断提升㊂在实际压裂的过程中，如果压裂液向最小应力方向发展，此时实际的裂缝网络是没有成型的，储层的利用率也不高，在最小应力方向可以采取有效措施来进行促进，由此使得实际油层含水量不断提升，产量也会因此不断递减㊂（三）同步压裂技术同时对相邻的储层进行水力压裂的技术方式，在两个进口产生的压力，会对于实际裂缝密度或者复杂程度造成影响，继而导致体积会出现增加的情况㊂使用这样的技术方案，可以使得应力干扰的面积得以扩大，实际的强度也在增强，水平主要应力的差距会慢慢变小，地应力方向也会发生很大的改变，由此连接裂缝的环境朝着更加良性的方向进展㊂在这种技术贯彻执行的过程中，还需要考虑的是受激储层体积处于较大的状态，此时的网络环境是很复杂的㊂相比较一般情况下的裂缝，同步压裂技术可以更早突破，无论是生产效率，还是套管压力，都展现出更加稳定的特点，这样就可以使得整体的生产效率处于预期的状态㊂四㊁页岩油储层高效开发技术的进展（一）水平井钻进技术该技术最早诞生于１８６３年，主要使用在生产环节，在此过程中可以使得井筒和页岩储藏的接触面积不断提升，继而使得页岩产气量不断提升㊂在多年的技术实践之后，该方面的技术素质在不断提升，技术效益也不断提升㊂最近几年，关于此方面技术也在不断发展，主要表现在水平井轨迹设计技术方面，随钻测量技术，随钻测井技术，旋转导向钻进系统，钻井液技术等，当然也有很多开发方案在设计的时候，实现多种技术的融合，以发挥技术的集成效能㊂（二）工厂化作业技术工程化作业技术的使用，可以使得占地面积减少，由此使得钻井，压裂环节展现出批量化的特点，这样可以使得实际的生产效率不断提升，还可以使得设备动迁的成本处于可控的状态㊂再者在这样的技术架构中，大批量的作业距离控制比较严格，钻井液和压裂液的回收利用也更加便捷㊂以新疆油田玛湖凹陷为例，其层次为典型的页岩油出层，在此过程中，就将前置性酸预处理技术，滑溜水多段塞打磨技术，低伤害冻胶加砂技术使用其中，由此使得工厂化的效益得到最大化的呈现㊂五㊁结语综上所述，我国页岩油储层环改造技术和高效开发技术处于不断发展的状态，随着此方面技术实践的不断积累，技术创新成果的不断转化，实际的技术效益将会朝着更加理想的方向发展和进步，这将引导我国在此方面的能源开采和使用行业朝着可持续的方向进展㊂参考文献：［１］姜在兴，张文昭，梁超，王永诗，刘惠民，陈祥．页岩油储层基本特征及评价要素［Ｊ］．石油学报，２０１４，３５（１）：１８４－１９６．［２］高英，朱维耀，岳明，李爱山，张燎原，宋洪庆．体积压裂页岩油储层渗流规律及产能模型［Ｊ］．东北石油大学学报，２０１５，３９（１）：６，８０－８６．［３］邱小庆，杨文波．可钻桥塞分段压裂工艺在页岩油储层改造中的应用［Ｊ］．广东化工，２０１５，４２（６）：７０－７１，７７．［４］徐毓珠，张寅，韩玲，王国庆．页岩油储层改造用压裂液体系的研究及应用［Ｊ］．海洋石油，２０１５，３５（３）：４６－５０．作者简介：窦晓军，新疆油田黑油山有限责任公司油田工艺研究所㊂７６１。
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储层改造技术
中国石化报6月9日讯: 4月30日，勘探南方分公司在元坝12井长兴组储层采用射孔—酸压—测试三联作工艺技术，获高产工业气流，井深超过了6500米（井段6692米～6780米），这标志着勘探南方分公司超深井储层改造技术更趋成熟。
南方海相油气储层一般深度都在5500米～7400米，具有高温、高压、高含硫的特性，属于低孔特低渗气藏，尤其是近井带孔渗性较差，因此，储层改造技术是南方海相油气储层增储上产的关键。
实施储层改造技术，一方面可以解除近井地带钻完井污染堵塞，另一方面可以沟通地层深部渗流区域，增加供气面积，增加连通的天然裂缝，为高产创造必要的条件。
然而，川东北地区特殊的地质条件给储层改造带来一系列技术难题。
在元坝地区的超深井、超高压井进行测试施工中，要求测试工具的承压要高。
然而，目前大部分常规测试工具（包括封隔器）的工作压力都难以满足这一要求，存在刺漏和卡钻等隐患。
尤其是元坝地区储层渗透性差，需要的破裂
压力高，酸液很难挤入储层进行有效的酸蚀改造，而超高压酸压施工就存在更大的风险。
这些技术难题得不到解决，直接影响到测试能否成功。
一旦出现安全问题，轻则探井报废，重则造成重大事故，其损失难以估量。
围绕两大难题，探索6项工艺技术
勘探南方分公司通过研究发现，要搞好川东北地区高含硫气层的储层改造工作，就必须重点解决两大技术难题。
一是高温酸岩反应缓速及缓蚀方法，二是酸液与酸压工艺如何满足深部酸化和高导流能力裂缝的要求。
该公司创新储层改造技术，在成功推广应用川东北地区其他区块成熟测试技术的基础上，加强测试工艺技术攻关和精细管理，及时解决在施工中出现的各种难题。
他们通过大量的室内试验研究和现场试验应用，确定酸压配方及施工工
艺，形成了“胶凝酸+闭合酸压工艺技术、震荡酸压工艺技术、射孔酸压测试三联作工艺技术、加重酸压工艺技术、岩心伤害和岩石力学特性研究、复合助排技术”等6项具有推广应用价值的酸压改造工艺技术成果体系。
在推广应用中，该公司不断改进，不断完善，逐步形成了适应川东北探井特点的测试工艺技术，包括射孔测试（TCP+APR）、酸压测试（酸压＋APR）、射孔酸压测试（TCP+酸压＋APR）。
该公司在南方海相地层大力推广应用酸压改造工艺技术，在元坝地区、河坝场、鄂西渝东地区、通南巴地区马路背和金溪构造、普光构造及周边构造实现了突破，扩大了储量规模，为川气东送建设工程提供了可靠的资源基础。
河坝2井采用胶凝酸+闭合酸压工艺改造，日产量成倍提高，创造了储层改造的最佳效果。
这口井自2008年4月8日投产至2008年12月14日，已累计安全生产天然气2000万立方米，取得了良好的经济和社会效益。
元坝1-侧1井在7330.7
米～7367.6米井段采用常规射孔测试，仅获得日产天然气0.123万立方米。
他们采用射孔酸压测试三联作工艺技术进行储层改造后，获得了高产天然气流。
特殊地层储层改造工艺技术亟待完善
与先射孔测试，后酸压测试的二次施工模式相比，三联作测试工艺不仅能缩短试气周期，加快测试进度，有效压缩测试成本，还能减少射孔测试后压井液对地层的二次污染。
三联作测试工艺技术具有4个优点。
一是只需一次下入管柱，在地压系数还不十分清楚的情况下，可减小多次起下钻带来的井控风险。
二是管柱结构相对简单，可在清水下进行射孔和酸压作业，以避免多次压井伤害储层。
三是在高压、超深、含硫的工况下，由于施工作业时间相对较短，可以降低井控风险。
四是在正常作业的条件下，成本相对较低。
自2006年以来，勘探南方分公司先后在元坝区块的元坝1井、元坝2井、元坝4井、元坝5井、元坝101井、元坝12井等探井的测试中均采用了这一
工艺技术，成功率100%。
超正压射孔酸压联作测试工艺，可以充分利用超正压射孔产生的高压聚能流体对地层形成的部分微裂缝，降低注酸压力，射孔后可连续进行酸压，快速注入常规酸对井筒近井地带的地层进行处理。
该技术在元坝2井长兴组首次使用后，在7口井共8层酸化测试施工中进行了推广应用，均取得明显效果。
针对元坝区块的特殊情况，结合超深井井下管柱受力复杂的实际情况，勘探南方分公司优化工艺技术，在射孔酸压测试管柱上增加两组伸缩短节，一组平衡酸压时降温管柱收缩，一组平衡放喷时升温造成管柱伸长。
在元坝区块所有测试施工中，他们均采用伸缩短接的工艺，全部顺利完成了射孔酸压测试施工。
这一技术是川东北APR测试工艺管柱的一大技术创新，为大于7000米的高温、高压、大斜度、超深井的完井测试安全提供了技术保障。
由于南方海相探区的特殊性，目前这些测试工艺或酸化测试工艺技术还
远远不能满足勘探需要，针对不同情况可供选择的余地还不大。
勘探南方分公司将继续加强测试方式的优化研究，加大试气装备的配套完善力度，加快元坝区块的试气速度，助推南方海相油气勘探。
（。