岩性油气藏 ›› 2018, Vol. 30 ›› Issue (3): 1–11.doi: 10.12108/yxyqc.20180301

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水平井体积压裂技术研究与应用

蒋廷学1,2, 王海涛1,2, 卞晓冰1,2, 李洪春1,2, 刘建坤1,2, 吴春方1,2, 周林波1,2   

  1. 1. 页岩油气富集规律与有效开发国家重点实验室, 北京 100101;
    2. 中国石化石油工程技术研究院, 北京 100101
  • 收稿日期:2017-11-18 修回日期:2018-02-18 出版日期:2018-05-21 发布日期:2018-05-21
  • 第一作者:蒋廷学(1969-),男,博士,教授级高级工程师,主要从事储层改造技术研究及应用工作。地址:(100101)北京市朝阳区北辰东路8号北辰时代大厦612室。Email:jiangtx.sripe@sinopec.com。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目“页岩地层动态随机裂缝控制机理与无水压裂理论”(编号:51490653)、国家重大科技专项“彭水地区常压页岩气勘探开发示范工程”(编号:2016ZX05061)和中国石化科技攻关项目“深层页岩气多尺度裂缝压裂技术”(编号:P17014-6)联合资助

Volume fracturing technology for horizontal well and its application

JIANG Tingxue1,2, WANG Haitao1,2, BIAN Xiaobing1,2, LI Hongchun1,2, LIU Jiankun1,2, WU Chunfang1,2, ZHOU Linbo1,2   

  1. 1. State Key Laboratory of Shale Oil and Gas Enrichment Mechanisms and Effective Development, Beijing 100101, China;
    2. Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering, Beijing 100101, China
  • Received:2017-11-18 Revised:2018-02-18 Online:2018-05-21 Published:2018-05-21

摘要: 水平井体积压裂技术是有效开发低渗致密油气藏的关键技术。在深层及超深层碳酸盐岩油藏、致密砂岩油气藏和页岩气等领域,持续开展了裂缝与起裂扩展规律描述方法、裂缝参数优化方法、射孔工艺参数优化、多尺度压裂工艺参数优化方法、分段压裂工具、低伤害压裂酸化工作液体系、压后同步破胶及返排优化、体积裂缝诊断及效果评估方法等研究工作。在调研水平井体积压裂技术研究与现场应用最新进展的基础上,形成了以压前储层综合评价、油藏数值模拟、体积压裂优化设计方法、高效压裂液酸液体系、分段压裂工具/裂缝监测与诊断、压后返排优化控制等为主要内容的储层改造技术链,经华北鄂尔多斯致密砂岩气藏、新疆塔河超深层油藏及四川盆地深层页岩气等试验及推广,效果显著,极大地提高了裂缝的有效改造体积和勘探开发效果。对国内类似油气藏的压裂改造和增储上产均具有重要的借鉴和指导意义。

关键词: 低渗致密油气藏, 水平井, 体积压裂, 有效裂缝

Abstract: The volume fracturing for horizontal well is the key technology for effective exploitation of low permeability tight reservoir. The significant progress has been made in the area of deep and ultra-deep carbonate reservoir,tight sandstone and shale reservoir etc. The research work on description of fracture initiation and propagation, optimization of fracture parameters, optimization of perforation parameters, multi-scales fracturing optimization,staged fracturing tool,low damage fracturing and acid fluids system, synchronous gel breaking and flow back optimizing and fracture monitoring and diagnosing have been carried out. The formation stimulation technical chain with proprietary intellectual property rights has been established,including comprehensive assessment of formation,numerical reservoir simulation,optimum design method of hydraulic fracturing,efficient fracturing and acid fluids system,staged fracturing tool and fracture monitoring and diagnosing and flow back control etc. The latest progress of horizontal well fracturing technic and field applications in SINOPEC were summarized, which have been tested and generalized in tight sandstone gas reservoir in Ordos in North China, ultra-deep reservoir in Tahe Xinjiang and deep shale gas reservoir in Sichuan Basin. The effective stimulation reservoir volume and enhanced production of the low permeability reservoir above were significantly improved. These latest technics are important reference and guidance for the formation stimulation and enhancement work of similar domestic reservoirs.

Key words: low permeability reservoir, horizontal well, volume fracturing, efficient fracture

中图分类号: 

  • TE357.1
[1] 贾长贵, 路保平, 蒋廷学, 等. DY2 HF深层页岩气水平井分段压裂技术. 石油钻探技术, 2014, 42(2):85-90. JIA C G, LU B P, JIANG T X, et al. Multi-stage horizontal well fracturing technology in deep shale gas well DY2 HF. Petroleum Drilling Techniques, 2014, 42(2):85-90.
[2] 姚中辉, 张俊华. 体积压裂技术在石油开发中的应用. 中国新技术新产品, 2013(3):173. YAO Z H, ZHANG J H. Application of volume fracturing technology in petroleum development. China New Technologies and New Products, 2013(3):173.
[3] 潘林华, 程礼军, 陆朝晖, 等. 页岩储层水力压裂裂缝扩展模拟进展. 特种油气藏, 2014, 21(4):1-6. PAN L H, CHENG L J, LU Z H, et al. Simulation of hydraulic fracture propagation in shale reservoir. Special Oil and Gas Reservoirs, 2014, 21(4):1-6.
[4] 蒋廷学. 页岩油气水平井压裂裂缝复杂性指数研究及应用展望. 石油钻探技术, 2013, 41(2):7-12. JIANG T X. The fracture complexity index of horizontal wells in shale oil and gas reservoirs. Petroleum Drilling Techniques, 2013, 41(2):7-12.
[5] 赵万春, 马云朋, 王婷婷, 等. 不同脆性岩石的声发射特征. 岩性油气藏, 2017, 29(4):124-130. ZHAO W C, MA Y P, WANG T T, et al. Acoustic emission characteristics of rocks with different brittleness. Lithologic Reservoirs, 2017, 29(4):124-130.
[6] 张旭, 蒋廷学, 贾长贵, 等. 页岩气储层水力压裂物理模拟试验研究. 石油钻探技术, 2013, 41(2):70-74. ZHANG X, JIANG T X, JIA C G, et al. Physical simulation of hydraulic fracturing of shale gas reservoir. Petroleum Drilling Techniques, 2013, 41(2):70-74.
[7] 蒋廷学, 卞晓冰, 袁凯, 等. 页岩气水平井分段压裂优化设计新方法. 石油钻探技术, 2014, 42(2):1-6. JIANG T X, BIAN X B, YUAN K, et al. A new method in staged fracturing design optimization for shale gas horizontal wells. Petroleum Drilling Techniques, 2014, 42(2):1-6.
[8] 王新杰, 唐海, 佘龙, 等. 低渗透油藏水平井裂缝参数优化研究. 岩性油气藏, 2014, 26(5):129-132. WANG X J, TANG H, SHE L, et al. Optimization of fracture parameters of horizontal well in low permeability reservoir. Lithologic Reservoirs, 2014, 26(5):129-132.
[9] 何吉祥, 姜瑞忠, 毛瑜, 等. 致密气藏气水两相压裂水平井产能计算方法. 岩性油气藏, 2017, 29(4):154-161. HE J X, JIANG R Z, MAO Y, et al. Productivity calculation method for gas-water two phase fractured horizontal wells in tight gas reservoir. Lithologic Reservoirs, 2017, 29(4):154-161.
[10] 龚万兴, 廖天彬, 王燕, 等. 水力喷射分层压裂技术研究与应用. 西部探矿工程, 2012, 24(10):81-84. GONG W X, LIAO T B, WANG Y, et al. Study and application on hydraulic jet separate layer fracturing. West-China Exploration Engineering, 2012, 24(10):81-84.
[11] 刘建坤, 蒋廷学, 万有余, 等. 致密砂岩薄层压裂工艺技术研究及应用. 岩性油气藏, 2018, 30(1):165-172. LIU J K, JIANG T X, WAN Y Y, et al. Fracturing technology for thin layer in tight sandstone reservoir and its application. Lithologic Reservoirs, 2018, 30(1):165-172.
[12] 陈平, 刘阳, 马天寿. 页岩气"井工厂" 钻井技术现状及展望. 石油钻探技术, 2014, 42(3):1-7. CHEN P, LIU Y, MA T S. Status and prospect of multi-well pad drilling technology in shale gas. Petroleum Drilling Techniques, 2014, 42(3):1-7.
[13] 杨东兰, 王培义, 张傲霜, 等. 中原油田水平井水力喷射压裂技术研究及应用. 石油天然气学报, 2011, 33(9):134-136. YANG D L, WANG P Y, ZHANG A S, et al. Study and application on hydro-jet fracturing technique in horizontal wells of Zhongyuan Oilfield. Journal of Oil and Gas Technology, 2011, 33(9):134-136.
[14] 曹阳, 陈琛, 史雪枝, 等. 川西致密气藏裸眼水平井分段压裂技术. 石油钻探技术, 2012, 40(3):13-17. CAO Y, CHEN C, SHI X Z, et al. Multi-stage fracturing techniques for open hole horizontal wells in western Sichuan tight gas reservoirs. Petroleum Drilling Techniques, 2012, 40(3):13-17.
[15] 易勇刚, 张传新, 于会永, 等. 新疆油田水平井分段完井注汽技术. 石油钻探技术, 2012, 40(6):79-83. YI Y G, ZHANG C X, YU H Y, et al. Segregated completion and subsection steam injection for horizontal wells in Xinjiang Oilfield. Petroleum Drilling Techniques, 2012, 40(6):79-83.
[16] 吕玮, 张建, 董建国, 等. 水平井固井预置滑套多级分段压裂完井技术. 石油机械, 2013, 41(11):88-90. LYU W, ZHANG J, DONG J G, et al. Preset sliding sleeve multistage fracturing completion technology in horizontal well. China Petroleum Machinery, 2013, 41(11):88-90.
[17] 殷桂琴, 陈宝春, 李川, 等. 水平井不动管柱多级水力喷砂分段压裂技术. 石油机械, 2014, 42(7):73-76. YIN G Q, CHEN B C, LI C, et al. Horizontal well single-trip multistage sand jet fracturing technology. China Petroleum Machinery, 2014, 42(7):73-76.
[18] 张军涛, 赵逸, 张国东, 等. 延长陆相页岩气水平井体积压裂新进展及其应用. 延安大学学报(自然科学版), 2016, 35(1):68-70. ZHANG J T, ZHAO Y, ZHANG G D, et al. New development and application of Yanchang continental shale gas horizontal well with volume fracturing technology. Journal of Yanan University(Natural Science Edition), 2016, 35(1):68-70.
[19] 许剑川. 关于水平井分段压裂技术的研究. 科技创新与应用, 2014(2):103. XU J C. Research on horizontal well fracturing technology. Technology Innovation and Application, 2014(2):103.
[20] 卞晓冰, 蒋廷学, 王海涛, 等. 裂缝参数对压裂后页岩气水平井排采影响. 特种油气藏, 2014, 21(4):126-129. BIAN X B, JIANG T X, WANG H T, et al. Influence of fracture parameters on post-fracturing shale gas production in horizontal well. Special Oil and Gas Reservoirs, 2014, 21(4):126-129.
[21] 周文胜, 王凯, 刘晨, 等. 清洁压裂液返排液再利用驱油体系研究. 岩性油气藏, 2017, 29(2):160-166. ZHOU W S, WANG K, LIU C, et al. Laboratory study on surfactant flooding system based on clean fracturing flowback fluid. Lithologic Reservoirs, 2017, 29(2):160-166.
[1] 闫建平, 来思俣, 郭伟, 石学文, 廖茂杰, 唐洪明, 胡钦红, 黄毅. 页岩气井地质工程套管变形类型及影响因素研究进展[J]. 岩性油气藏, 2024, 36(5): 1-14.
[2] 周浩, 梁利侠. 水平井探测半径计算方法[J]. 岩性油气藏, 2024, 36(1): 157-168.
[3] 杨兆臣, 卢迎波, 杨果, 黄纯, 弋大琳, 贾嵩, 吴永彬, 王桂庆. 中深层稠油水平井前置CO2蓄能压裂技术[J]. 岩性油气藏, 2024, 36(1): 178-184.
[4] 蔡晖, 屈丹, 陈民锋. 组合井网储量动用规律及水平井加密合理技术策略——以渤海HD油田为例[J]. 岩性油气藏, 2021, 33(4): 147-155.
[5] 张运来, 陈建波, 周海燕, 张吉磊, 章威. 海上底水油藏水平井水驱波及系数定量表征[J]. 岩性油气藏, 2020, 32(6): 146-153.
[6] 刘博, 徐刚, 纪拥军, 魏路路, 梁雪莉, 何金玉. 页岩油水平井体积压裂及微地震监测技术实践[J]. 岩性油气藏, 2020, 32(6): 172-180.
[7] 周瑞, 苏玉亮, 马兵, 张琪, 王文东. 随机分形体积压裂水平井CO2吞吐模拟[J]. 岩性油气藏, 2020, 32(1): 161-168.
[8] 姜瑞忠, 张春光, 郜益华, 耿艳宏, 余辉, 李昊远. 缝洞型碳酸盐岩油藏水平井分形非线性渗流[J]. 岩性油气藏, 2019, 31(6): 118-126.
[9] 安杰, 唐梅荣, 曹宗熊, 王文雄, 陈文斌, 吴顺林. 超低渗透低压油藏水平井转变开发方式试验[J]. 岩性油气藏, 2019, 31(5): 134-140.
[10] 徐有杰, 刘启国, 王瑞, 刘义成. 复合油藏压裂水平井复杂裂缝分布压力动态特征[J]. 岩性油气藏, 2019, 31(5): 161-168.
[11] 王蓓, 刘向君, 司马立强, 徐伟, 李骞, 梁瀚. 磨溪龙王庙组碳酸盐岩储层多尺度离散裂缝建模技术及其应用[J]. 岩性油气藏, 2019, 31(2): 124-133.
[12] 黄全华, 林星宇, 童凯, 陆云, 付云辉. 非达西渗流边水气藏水平井见水时间预测[J]. 岩性油气藏, 2019, 31(1): 147-152.
[13] 李传亮, 朱苏阳, 柴改建, 董凤玲. 直井与水平井的产能对比[J]. 岩性油气藏, 2018, 30(N): 12-16.
[14] 李继庆, 刘曰武, 黄灿, 高大鹏. 页岩气水平井试井模型及井间干扰特征[J]. 岩性油气藏, 2018, 30(6): 138-144.
[15] 王新杰. 致密气藏压裂水平井产能计算方法[J]. 岩性油气藏, 2018, 30(5): 161-168.
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[1] . 2022年 34卷 2 期 封面[J]. 岩性油气藏, 2022, 34(2): 0 .
[2] 李在光, 李琳. 以井数据为基础的AutoCAD 自动编绘图方法[J]. 岩性油气藏, 2007, 19(2): 84 -89 .
[3] 程玉红, 郭彦如, 郑希民, 房乃珍, 马玉虎. 井震多因素综合确定的解释方法与应用效果[J]. 岩性油气藏, 2007, 19(2): 97 -101 .
[4] 刘俊田,靳振家,李在光,覃新平,郭 林,王 波,刘玉香. 小草湖地区岩性油气藏主控因素分析及油气勘探方向[J]. 岩性油气藏, 2007, 19(3): 44 -47 .
[5] 商昌亮,付守献. 黄土塬山地三维地震勘探应用实例[J]. 岩性油气藏, 2007, 19(3): 106 -110 .
[6] 王昌勇, 郑荣才, 王建国, 曹少芳, 肖明国. 准噶尔盆地西北缘八区下侏罗统八道湾组沉积特征及演化[J]. 岩性油气藏, 2008, 20(2): 37 -42 .
[7] 王克, 刘显阳, 赵卫卫, 宋江海, 时振峰, 向惠. 济阳坳陷阳信洼陷古近纪震积岩特征及其地质意义[J]. 岩性油气藏, 2008, 20(2): 54 -59 .
[8] 孙洪斌, 张凤莲. 辽河坳陷古近系构造-沉积演化特征[J]. 岩性油气藏, 2008, 20(2): 60 -65 .
[9] 李传亮. 地层抬升会导致异常高压吗?[J]. 岩性油气藏, 2008, 20(2): 124 -126 .
[10] 魏钦廉,郑荣才,肖玲,马国富,窦世杰,田宝忠. 阿尔及利亚438b 区块三叠系Serie Inferiere 段储层平面非均质性研究[J]. 岩性油气藏, 2009, 21(2): 24 -28 .