长庆气田致密砂岩气藏压裂改造技术
基于致密砂岩气储层施工曲线图的压裂效果评价方法研究
基于致密砂岩气储层施工曲线图的压裂效果评价方法研究刘子雄;张静;周子惠;郭布民;李新发;陈玲
【期刊名称】《中国石油勘探》
【年(卷),期】2024(29)1
【摘要】压裂施工曲线中隐含了人工裂缝和储层信息,是压裂效果评价的基础,目前主要采用理论及统计的方法进行评价,对压裂工艺的改进和优化指导作用有限。
为了充分挖掘施工曲线中隐含的信息,对压裂施工曲线的图像按照压裂无阻流量分类构建样本库,采用人工智能中的卷积神经网络(CNN)进行训练,建立基于产能分类的施工曲线效果评价模型,然后应用Grad-CAM进行可解释性研究,找出人工智能进行识别的主要参考位置,进而指导压裂工艺优化和改进。
研究表明:采用CNN进行压裂曲线分类准确率能够达到85%以上,影响压裂效果的关键在压裂施工的初期和后期两个阶段,主要包括压裂初期的排量及对应的压力上升速度、停泵压力、段塞持续时间等,可以通过改变施工参数提高压裂产能。
因此采用该方法能针对性地进行压裂施工优化和改进。
【总页数】6页(P177-182)
【作者】刘子雄;张静;周子惠;郭布民;李新发;陈玲
【作者单位】中海油服油田生产研究院;中国石油玉门油田公司勘探开发研究院;中国石油玉门油田公司工程技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE19
【相关文献】
1.致密砂岩气藏压裂液体系对储层基质伤害性能评价
2.基于储层地应力大小与方向的致密砂岩压裂效果的评价方法
3.致密砂岩气储层水力压裂后产能测井评价技术——以鄂尔多斯盆地临兴区块为例
4.基于模糊推理的致密砂岩气储集层重复压裂井选择方法
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致密油藏体积压裂水平井参数优化研究
致密油藏体积压裂水平井参数优化研究苏皓;雷征东;张荻萩;李俊超;鞠斌山;张泽人【摘要】"水平井+体积压裂"技术是获取致密性储层中工业油流的重要手段.为了对影响体积压裂水平井开发效果的参数进行优化设计,基于离散裂缝模型的数值模拟方法,采用更为灵活的非结构化网格,建立了体积压裂水平井模拟模型,经Eclipse 软件及矿场实际井资料验证该模型可靠性较高,可准确地表征复杂裂缝的几何参数和描述流体在裂缝中的流动.利用长庆油田某致密油藏实际参数,对水平井方位、布缝方式、段间距、簇间距、改造体积等参数进行了优化设计,结果表明:当水平井方位与天然裂缝平行时,开发效果最好;根据累计产量的大小,哑铃型布缝方式优于交错型、均匀型、纺锤型布缝方式;段间距应大于相邻2段的泄油半径之和,避免段间干扰;簇间距应尽可能大,但要小于天然裂缝平均缝长;当改造体积一定时,细长形状的改造区域比短粗形状的改造区域开发效果更好,当工艺上难以增加压裂裂缝长度时,可通过增加段内簇数改善开发效果,簇数越多,初期累计产量越高,但最优簇数取决于开采时间的长短.研究结果可为致密油藏体积压裂水平井造缝设计提供依据.【期刊名称】《岩性油气藏》【年(卷),期】2018(030)004【总页数】9页(P140-148)【关键词】致密储层;水平井;体积压裂;数值模拟;离散裂缝模型;非结构化网格【作者】苏皓;雷征东;张荻萩;李俊超;鞠斌山;张泽人【作者单位】中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油经济技术研究院,北京100724;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司,河北涿州072750【正文语种】中文【中图分类】TE3190 引言近年来，随着非常规油气资源占比的增加，其勘探开发逐渐引起关注［1］。
低渗致密砂岩气藏低伤害压裂技术研究与应用——以苏里格气田东区开发为例
苏 里格 气 田为 近年来 长庆油 田勘探发 现 的典 型 的低孑 Ｌ 低渗 致密 砂岩 气藏 ，开 发 区域 已逐渐 由中区 向 东 西 区扩展 。与 中区相 比，东 区储层 物性 更 差 、产量 更 低 ，体 现 在岩 性 变差 （ 泥 质 含量 升 高 ） 、压 力 系
数 进一 步 降低 （ Ｏ ． ８ ８ 一Ｏ ． ８ ２ ） 、层 更 薄 、砂泥 岩 薄互层 现 象 更严 重 等方 面Ｌ 】 ］ 。上 述 原 因 导致 苏 里格 东 区 压裂 液 返排 更加 困难 ，储 层 与裂缝 更 易受 到 伤害 ，裂缝 支撑 剖 面更 为复 杂等 压裂 难点 ，大 大制 约 了压 裂
低 渗 致 密 砂 岩 气 藏 低 伤 害压 裂技 术研 究 与应 用
— —
以苏 里格 气 田东 区 开发 为例
邝聃 ，李达 ，白建文 张春 阳 ，朱 更 更 （ 中 石油 长庆油田分公司苏里格气田 研究中 心’ 陕西 西安 ’ 。 。 ’ 。 ）
［ 摘 要 ］ 针 对 苏 里格 气 田东 区低 渗 致 密砂 岩 气 藏 的 储 层 特 征 ，通 过 室 内试 验 、 油 藏 模 拟 、裂 缝 模 拟 等 手
石 油 天 然 气害 ；地 层能量 有 限 ，压 力 系数 低 ，压 裂 液 返 排难 度 大 ；④ 东 区储 层 薄互 层 特 征 明显 ，纵 向应 力 剖 面 复
杂 ，有 效遮 挡条 件差 ，缝高 不易 控制 ；⑤ 多数井 通过 工具分 层压 裂 ，全部层 施工 结束 后统一 返排 的施 工
段 ，分 别 从 气 藏 压 裂 地 质 难 点分 析 、低 伤 害压 裂 液 体 系研 制 、 低 伤 害 压 裂 优 化 设 计 方 法 等 方 面 进 行 深 入 研 究 ，最 终 优 选 并 优 化 了适 合 苏 里 格 气 田东 区 的 低 伤 害 羧 甲基 压 裂 液 体 系 ， 形 成 一 套 系 统 的 低 伤 害 压 裂 优 化 设 计 方 法 及低 伤 害 压 裂 改造 特 色 工 艺 技 术 。 经 过 ６ Ｏ余 井 次 的 现场 应 用 ，平 均 单 井无 阻 流 量 ７ ． ５ ５ ５ １ × １ ０ ｉ Ｔ ｌ 。 ／ ｄ ，较 邻 近 的 常规 羟 丙基 瓜 尔 胶 压 裂 液 改 造 井 单 井 无 阻流 量 提 高 ３ Ｏ 左 右 ，取 得 明 显 的 增 产 效 果 ，
致密砂岩油气藏开发技术
致密砂岩油气藏开发技术作者：刘国良朱丽君李朋来源：《科技资讯》2015年第15期摘要近年来，随着油气藏开采水平的提高，致密砂岩油气藏的勘探开发成为关注的焦点。
由于致密砂岩储层具有孔隙度小、渗透率低、粘土矿物类型丰富和岩性致密等特殊的地质特征，导致此类油气藏经济高效开发难度大。
虽然在国内外已有成功开发致密油气藏的先例，但目前对于致密砂岩油气藏的开发技术还未形成统一的认识。
本文对目前致密砂岩油气藏的开发技术进行了分析，希望借此文章达到对致密砂岩储集层开发技术能有一个较为明确的认识。
关键词致密砂岩；油气藏；开发技术中图分类号：TE34：P61 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（c）-0000-001引言目前国外所开发的大型致密砂岩气藏以深盆气藏为主，主要集中在加拿大西部和美国西部。
全球致密油资源量约为6900×108t；根据中国国土资源报（2014/1/9）公布的全国油气资源动态评价的结果，我国剩余天然气资源62×1012m3，其中非常规致密天然气资源量占天然气总资源的50%左右。
我国未来油气产量稳产增产将更多地依靠开采低渗透油气藏，致密砂岩油气藏是低渗透中重要的一种。
随着勘探程度的提高和油气资源需求的不断增长，对致密砂岩油气藏的开发将是中国油气开发建设的主战场之一，所以研究致密砂岩油气藏显得至关重要。
2致密砂岩油气藏的特点致密砂岩油气藏由于储层致密，油气逃逸速度低于生烃和排烃速度，原生油气藏均为高压油气藏，其油气水的关系十分复杂，这类油气藏当中都有一定程度天然裂缝的发育。
在对此类油气藏进行开发的过程中，往往出现以下特征：①不高的水驱动用程度；②油井动液面出现较低，采油井底流压太小；③采油速度降低很快；④地层压力降低很快。
3致密砂岩油气藏开发技术3.1多段压裂水平井技术多段压裂水平井技术结合了水平井技术和人工压裂技术的优点，有效改善了近井地带渗流条件，大幅提高了单井控制储量，已成为有效开发致密砂岩油气藏的重要技术手段。
长庆靖边气田碳酸盐岩储层加砂压裂工艺技术应用效果分析
酸化 改造等措施效果不好等情况， 出加砂压裂 改造。从碳酸盐岩人工裂缝形态的判识入手 ， 提 在设 计优 化 、 液体 性 能和 裂缝 导流 能力 的认 识上 取得 了突破 。前 置液 中加入 固相微 粒 段塞 ， 用 ４—０ 采 ０６
目的 陶粒作 为 主支撑 剂 ， 单井压 裂规 模超 过 了 ３ ， 本解 决 了碳 酸 盐 岩压 裂 的携 砂 、 化 、 使 ４ｍ３基 水 返
１５ １Ｉ ０ ．ｃ。天然气组分 和物理性质 稳定 ， 五 藏平 ＝ 马 气 均相对 密 度 ０ ６０ 甲烷 平 均 含 量 ９ ．９ ， 干气 。 ．１， ３８％ 属 天然气平 均视 临 界压 力 ４ ７ ａ平 均 视 临界 温度 ．６ＭＰ， １２４ 平均 Ｈ Ｓ ９ ．Ｋ， ２ 含量 ８４ ３ｍ ／ ￣０ ０４ ％ ）平均 ２ ． ｇｍ （．５３ ， Ｃ２ ０ 含量 ４．％ 。地层 水型 主要 为 ＣＣ２ 型 。碳酸 ６ ａｌ水 盐 岩储 层 中存在 的粘 土矿 物 主要 是伊 利石 和少量 伊
一
东侧扩边建产 ， 储层物性 变差 ， 隙充填程度增高 ， 孔 充填成份也随之发生变化 ， 由中部 的白云石逐渐过
碳酸盐岩气藏加砂压裂重复改造试验效果分析
关键 词
碳 酸盐岩
气藏
加砂压裂
重复改造
０ 前言
长 庆气 田 经过 “ 五 ” 期 间 的攻 关 研 究 ，在 八 靖边气 田主要 开发层 位— — 下古 生界 奥 陶系马家 沟 组碳 酸 岩 气层 ，形 成 了 以普 通 酸 酸 压 、稠 化 酸 酸
围，再结合地质和工程两方面进行单井选择。
・ 针对老井低压 ， 采用液氮排液技术 。
４ 现场施工简况
２０ ０４年 ９月 一 ０ ４ １ 月 ，从 ４口井 的化工 ２０ 年 １
料 、支撑剂准备到现场施工等各个环节层层把关 ， 进行现场质检监控 。 ４口井的现场施工全部顺利完 成 ，除 Ｇ一 ２井外 ，其余 ３口井都达到 了设计支撑 剂量 ，单井加 砂量最高达到 １．ｍ ，具体参数见 ８５ ’
维普资讯
第２ ９卷
第 ４期
天 然 气 勘 探 与 开 发
碳 酸盐 岩 气 藏 加 砂压 裂重 复 改造 试 验 效 果 分析
李 元 张 建 华 卢蜀秀 田建 峰
（．西安 石 油 大 学 ２ １ ．长庆油田分公 司）
摘
要 针对碳酸盐岩气藏部 分气 井生产效 能低 的状况 ，决定在长庆气 田下古生 界尝试开展加 砂压裂重 复
相对较好 ，且外围有供气能力的共性 。根据这些特 点，明确重复改造 目的为 ：改善近井地带物性 ，沟
通孔隙裂缝发育较好 的较远储层 ，实现储层连片 ，
・ 陶粒段塞降滤技术 ；
・ ／ 油管大排量施工技术 ； ３ ／ｔ ２
・ 有机硼锆交联技术 ；
提高稳产能力 ，获得更大的单井产能。 重复改造主体技术思路是增加储层改造深度 ， 这一点下古加砂压裂相比深度酸压工艺具有明显的 优势 ，且下古加砂压裂改造后 ，试验井表现出良好 的稳产能力。另外 ，通过几年的试验初步形成 了下 古加砂压裂工艺改造模式 ，提高了施工成功率 ，能
致密砂岩气藏控水压裂工艺效果分析及应用
第50卷第10期 辽 宁 化 工 Vol.50，No. 10 2021年10月 Liaoning Chemical Industry October，2021收稿日期： 2021-08-02 作者简介： 郝晨西（1991-），男，助理工程师，辽宁葫芦岛人，毕业于辽宁石油化工大学石油工程专业，研究方向： 油气藏增产改造技术。
致密砂岩气藏控水压裂工艺效果分析及应用郝晨西1，2，杜志栋2, 张嵩3（1. 中国石油集团长城钻探工程有限公司压裂公司页岩气压裂一项目部， 辽宁 盘锦 124000； 2. 中国石油集团长城钻探工程有限公司压裂公司长庆压裂一项目部， 辽宁 盘锦 124000； 3. 中国石油集团长城钻探工程有限公司压裂公司页岩气压裂二项目部， 辽宁 盘锦 124000）摘 要：致密砂岩气资源量巨大，部分致密砂岩储层气水关系复杂，严重制约了天然气有效开发。
前人针对控水压裂配套工艺，形成了多级加砂、液氮拌注、人工隔层等多工艺结合的控水压裂方案，有利于控制水体产出，提高天然气产量。
分析目前控水压裂工艺效果，分析压裂施工参数影响规律，选取苏里格某区块井，采用拟三维裂缝形态模型，通过改善二次加砂的停泵时间、射孔位置、施工参数等优化裂缝形态，抑制缝高延伸，进而形成了一套适用于该区块储层特征的控水压裂优化方案。
关 键 词：致密砂岩气藏； 控水压裂； 压裂工艺； 施工参数中图分类号：TE357.1 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2021）10-1548-03苏里格气田为复杂致密砂岩气藏，自2001年发现至今已有20年。
苏里格西区井区在苏里格气田的西部,气水同产是盒8气藏的典型特征[2]。
储层岩石类型以石英砂岩和岩屑砂岩为主，有效孔隙主要为粒内溶孔、粒间溶孔等类型，储层孔隙结构具有“小孔喉、分选差、排驱压力高、连续相饱和度偏低和主贡献喉道小”的特点，物性表现为特低孔特低渗储层。
其中气水同层主要与天然气的低效充注、砂体的非均质性、构造的后期抬升有很大关系[3]。
致密气藏压裂井定向射孔优化技术
致密气藏压裂井定向射孔优化技术致密气藏压裂井定向射孔优化技术是一种提高致密气藏压裂效果和生产能力的关键技术。
致密气藏具有孔隙度小、渗透率低的特点，通过常规钻井和裂缝压裂已经不能满足生产需求。
定向射孔技术可以在选取了适当位置后，使压裂液更加均匀地传递至致密气藏中，从而提高其储集层的渗流能力。
本文将从致密气藏特点、射孔优化技术和研究现状等方面来对这一技术进行详细讨论。
一、致密气藏的特点致密气藏又称为页岩气藏，其具有以下几个特点：孔隙度低、孔隙连通性差、渗透率低、地层应力大、储层管道效应差等。
这些特点使得致密气藏的压裂难度较大，常规压裂技术效果不佳。
因此，需要采取更加先进的技术手段来提高致密气藏的完井效果。
射孔优化技术是指通过合理选择射孔方案，使得压裂液能够更好地传递到致密气藏中，增加储集层的渗透能力。
射孔优化技术主要包括井径选择、射孔弹道控制、射孔间距和角度控制以及射孔穿透径向控制等方面。
（一）井径选择井径选择是指根据致密气藏的特点和工程需求，选择适当的井径。
井径对射孔效果有很大影响，太小的井径会导致射孔弹道偏离目标区域，降低射孔质量；太大的井径会导致压裂液在裂缝中的流动速度过快，降低压裂效果。
因此，需要根据具体情况进行合理选择。
（二）射孔弹道控制射孔弹道控制是指在射孔作业中，通过合理选择炸药种类、装药量以及射孔深度等参数，来调整射孔弹道。
通过控制射孔弹道，可以使射孔点更加集中在目标区域内，从而提高射孔质量。
（三）射孔间距和角度控制射孔间距和角度控制是指在射孔作业中，通过合理选择射孔间距和射孔角度，来控制压裂液的传递路径。
较大的射孔间距可以增加裂缝长度，提高裂缝面积；而较小的射孔间距可以使压裂液更加集中，提高渗流能力。
射孔角度的选择也是根据具体情况来确定，一般来说，射孔角度要与地层主要应力方向垂直，以便更好地控制裂缝扩展方向。
（四）射孔穿透径向控制射孔穿透径向控制是指通过调整射孔深度和射孔径向位置，来实现对储集层的穿透和裂缝扩展控制。
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苏里格东区 苏里格中区 苏里格西区
2
3
4
5
6 （层）
盒8下 盒8下 山1 山1 山2
太原
马五4
4.压裂是提高单井产量的有效手段
多年来，以提高单井产量为目标，大力开展压裂新技术攻关
与试验，形成了长庆致密砂岩气藏压裂技术系列。
两大技术系列
致密砂岩气藏 直井改造技术系列
致密砂岩气藏 水平井改造技术系
列
气田 盒8 山1
岩心分析岩石力学参数
岩 性
围压 孔隙压力 杨氏模量
MPa MPa
×104MPa
泊松比
体积压缩系数 10-4 1/MPa
砂岩 57
28
1.84-3.42 0.2-0.4
1.425
砂岩 45
24
1.94- 0.77 0.84
岩性 泥岩 砂岩 砂泥岩
近年来，长庆气区进入大规模勘探开
发阶段，天然气产量达到210×108m3,其
中上古致密砂岩占51.9%。
秦
吕 梁 山
岭
图例
天然气 储量面积
石油 储量面积
构造单元 区域断层
2.储层物性差，自然产能低
上古生界砂岩气藏普遍具有低 孔、低渗、低压的特征，储层致密，
鄂尔多斯盆地致密气典型井压汞曲线特征
1000
地区 中区 东区 西区
苏里格气田各区块岩性数据对比表
层位
石英
碎屑组分（%） 岩屑
盒8
86.0
13.7
山1
85.1
14.8
盒8
79.1
20.7
山1
84.3
15.6
盒8
90.8
9.2
山1
86.5
13.2
长石 0.3 0.1 0.2 0.1 0.1 0.3
2.岩石力学及地应力研究
室内岩心测试表明，盒8、山1砂岩杨氏模量为18400～34200MPa， 泊松比为0.2～0.4，砂岩最小主应力为50.4MPa，泥岩为56.6MPa。
离子表面活性剂压裂液体系，成本降低40%，应用33口井，平均无阻流量 8.87×104m3/d。
评价内容
压裂液性能对比表
常规胍胶压 阴离子表活剂
裂液
压裂液
分子量
300万左右
700
表面张力 33.82 mn/m 28.21mn/m
大于临界 胶束浓度
球状胶束
网状冻胶
阴离子表面活性剂压裂液原理图
破胶液粘度 ＜10mP.s
100
频率（个数） P(MPa)
孔喉结构差，启动压力高，单井产
10
量低。
1
•气藏埋深：2800.0～3800.0m •孔隙度：5.0%～12.0% •渗透率：0.1～3×10-3μm2 •含气饱和度：44.0%～66.1% •压力系数：0.8～0.9MPa/100m
100
80
60
40
20
SHg(%)
4、低伤害压裂液体系研究
针对致密储层微观孔喉细、启动压力高的特点，在“核磁共振+岩芯 流动实验”的试验确定压裂液伤害主控因素的基础上，形成了适用不同 区块储层的多套低伤害压裂液体系。
压裂液类型
近年气田新开发的压裂液体系
适用储层特征
主要适用区块
羟丙基胍胶压裂液 以石英砂岩、岩屑石英砂岩为主的低渗储层
＜5mP.s
岩心伤害率 27.4％
18.3%
阴离子表面活性剂压裂液体系
（2）羧甲基低伤害压裂液 从提高压裂液稠化剂水溶性、降低稠化剂浓度的角度出发开展羧甲
基压裂液体系试验，应用29口井，见到较好效果。
评价内容
压裂液性能对比表
常规胍胶压 羧甲基低伤害
裂液
压裂液
苏里格东区羧甲基压裂液试验井效果
12
10.28 10
长期导流能力μm2.cm
300
250
中密度陶粒长期导流能力
200
中密度陶粒短期导流能力
150
100
50
0
0
10
20
30
40
50
60
70
闭合应力 MPa
300
中密陶粒
250
200
150
100
50
0 0
50 100 150 200 250 300 承压时间 h
认识：长期导流能力约为短期的14-25%；
随时间延长导流能力呈下降趋势，300h时降为初期的12-14%。
0.1 0
苏里格气田典型井吼道分布
500
400
300
200
100
0 012345678 喉道半径（微米）
3.普遍发育多套含气层系，具有一井多层的特征
苏里格气田储层纵向多层现象比
较普遍，一井多层比例高。
盒8上
多层井占总井数百分比（%）
苏里格气田各区块多层井占总井数比例
50 40 30 20 10 0
六项主体技术
机械分层压裂 多薄层压裂 低伤害压裂液 控缝高压裂 不动管柱水力喷射
分段压裂 裸眼封隔器分段
压裂
六项配套技术
压裂优化设计 支撑剂优选
液氮伴注排液 分层压裂同步破胶
裂缝监测技术 深穿透射孔
二、直井多层压裂改造技术研究及试验
1.岩矿特征
室内研究表明，长庆致密砂岩气藏岩性总体上以石英砂岩为主，但 区域上岩性存在明显差异。苏里格气田中区以岩屑石英砂岩+石英砂岩为 主；东区以岩屑砂岩为主；则西区以石英砂岩为主。
岩心分析地应力大小
最大水平主应力 68.99 61.84 65.04
最小水平主应力 56.62 50.43 54.90
3. 导流能力研究
为深入研究支撑剂导流能力随时间长周期条件下变化规律与产量递 减的关系问题，从模拟生产实际条件出发，开展了 “定压定温、长周 期”导流能力实验。
导流能力 (um2.cm).
试验井无阻流量
邻井平均无阻流量
水不溶物% 水溶性
9.65 3小时
8
0.92
6
1小时
4
4.76
5.78 3.24
7.21 4.2
破胶液粘度 ＜10mP.s
＜5mP.s
2 0
苏东38-61
苏东60-60
苏东44-38
5、机械封隔器分层压裂工艺
一次下入分压合采完井管柱，通 过投球座封，逐级打开滑套，实现多层 压裂，合层排液生产。 •两套分压管柱：Y241、K344 •两 种 适 用 规 格 ： 51/2″套管、7″套 管 •耐温能力：120℃，承受压差：70MPa •分压段数：51/2″套管井最高分压7段
长庆气田致密砂岩气藏 多层多段压裂改造技术
二○一一年九月
报告内容
一、基本概况 二、直井多层压裂改造技术研究及试验 三、水平井多段改造技术研究及试验 四、结论
一、基本概况
1.盆地资源丰富
鄂尔多斯盆地油气资源丰富，天然 气资源量10.7×1012m3，气田发育上、下 古生界两套含气层系，以苏里格气田为 代表的致密砂岩储层占总资源量61.7%。
苏里格中区、榆林-子洲地区
阴离子表面活性剂 岩屑含量高、孔喉细微的致密储层
苏里格东区盒8
超低浓度胍胶压裂液 吼道细小、压力系数低、返排难度大的致密储层 苏里格地区、盆地东部
羧甲基胍胶压裂液 低孔、低渗，岩屑含量高的致密储层
苏里格东区盒8
高温无机硼压裂液 深井、高温、低渗储层
高桥地区
（1）阴离子表面活性剂压裂液 从降低分子结构、降低破胶液表面张力的角度出发，开发了新型阴