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【压裂增产】支撑剂更新永不止步,增产降本唾手可得(上)

【本周专题:压裂增产】支撑剂更新永不止步,增产降本唾手可得(上)

开发商正在努力优化完井作业,以期进一步降低开发成本。在当前进行的大多数水力压裂作业中,开发商都选择使用无涂层的压裂砂,虽然这些井也能够正常生产,但实际研究表明,通过使用新型的树脂涂层支撑剂,井筒的经济效益将进一步提高。

来自 | World Oil
编译 | 张德凯

石油和天然气价格剧烈波动,迫使开发商寻找降低桶油成本的新方法,以期在行业低潮期改善经济效益。因此,开发商在此时更加关注提高产量和降低运营成本的技术。诸如Hexion这样的支撑剂供应商,正努力开发新技术,希望可以提高生产效率、降低成本,帮助开发商优化生产。

传统的树脂涂层的支撑剂具有很多优点,包括减少支撑剂颗粒反排、磨损和嵌入地层等问题。然而,油气行业的领军企业希望支撑剂能够发挥更大的作用,提高油井的最终采收率 (EUR),降低开发成本。

低油价环境中开采状况

以更高的收益为目标,以创新技术为动力,优化工作已经成为大多数开发商的标准流程。因此,一些新的趋势出现了。

优化支撑剂用量

北美的许多运营商一直在增加单位水平段长度内的支撑剂用量。例如,Permain盆地的开发商将支撑剂用量从600 lb/ft增加到1600 lb/ft,30天的IP率提高了60%,为了进一步降低桶油成本,该公司正在测试3000lb/ft支撑剂用量的可行性。目前来看,增加水平段单位长度支撑剂用量能够显著提高产量。

最小化支撑剂反排量

支撑剂反排会造成设备损坏,由此引起的维修和停机时间会增加作业成本,此外,压裂裂缝的导流能力也会被削减,因此该问题必须解决。开发商们正专注于将地层支撑剂反排最小化,并采取了一系列措施防止反排发生。

最大化裂缝导流能力

支撑剂是一种多孔介质,实验表明,由于凝胶损伤、碎屑迁移、多相流、摩擦阻力、毛细作用力以及支撑剂破碎、嵌入和反排问题,其会造成流体动力损失(β因素),降低裂缝导流能力,为了最大化裂缝导流能力,以上问题必须解决。

细微裂缝的增产措施

在高泵速下使用低粘度压裂液将100目的压裂砂泵入井中能够有效激活边际裂缝的导流能力。

树脂涂层支撑剂的优势

选择最适合完井设计的支撑剂至关重要。在实际作业中,支撑剂的选择可能会成为完井成功与否的关键因素,因为支撑剂在井筒整个生产周期内发挥作用。尽管非涂层的支撑剂在浅井内能够发挥一定作用,但不能解决反排、磨损加剧、嵌入、堆积和循环问题。光敏固化树脂涂层支撑剂颗粒间会建立连接,形成统一的支撑剂填充层,帮助解决以上问题。

支撑剂反排控制

在油井投产后,支撑剂(如无涂层的压裂砂和陶瓷颗粒)有从地层中流出的趋势。支撑剂往往从近井筒区域裂缝中流出,而同时该区域的流速往往最高,那么可能会发生裂缝坍塌,导致整个产层的生产性能降低。

反排的支撑剂会在水平段沉积,导致与清洗、修复相关作业的成本增加。例如对ESP电缆造成的损坏会引起大量的修井工作和停井时间。

光敏固化树脂涂层支撑剂通过建立支撑剂间连接,建立统一、粘结的支撑剂填充层,将支撑剂固定在原位。基于该特点,开发商通常将此类支撑剂用在所有支撑剂的尾部,将裂缝内的所有支撑剂固定。

【本周专题:压裂增产】支撑剂更新永不止步,增产降本唾手可得(上)

图1.裂缝内的支撑剂相互连接,防止反排发生

在德克萨斯州的Dimmit和Zavala,一项研究比较了34口使用100%无涂层压裂砂和35口使用光敏固化涂层支撑剂的井。结果显示,固化涂层支撑剂有效的防止了支撑剂反排的发生,由于新型支撑剂发挥了作用,压裂砂反排引起的产量下降得到抑制。

支撑剂碎屑减少,裂缝的孔隙度和渗透率提高。支撑剂磨损会造成裂缝宽度降低,并产生小碎片,即支撑剂碎屑。这些碎屑会穿过支撑剂填充层,堵塞油气流动通道。研究显示,支撑剂碎屑增加5%,支撑剂填充层的导流性能就会降低60%。

支撑剂的树脂涂层包裹了所有的破裂碎片,并将其固定,防止碎屑迁移、堵塞支撑剂填充层。光敏固化树脂涂层支撑剂可以创建统一、粘合的填充层,将作用力分配到不同的颗粒上,降低了支撑剂碎屑的产生。

循环应力&支撑剂填充层完整性

在井筒生命周期内,每次停井进行修井、管串连接或其他作业是,通常会发生多次循环应力相关故障。如果压裂作业中使用了非涂层支撑剂,在封闭条件下的压力变化会产生大量的支撑剂碎屑。最近的一项研究显示,循环压力会降低支撑剂充填段导流性能和裂缝宽度,同时产生大量支撑剂碎屑。

因此,如上文所述,固化树脂涂层支撑剂形成的填充层连接性更强,对于压力循环造成损坏的抗性较强,保持油气流动通道的导流性能。新型支撑剂会将一点的作用力平均分布于所有支撑上,支撑剂填充层就能够经受循环压力的变化,碎屑产生量降低。

裂缝支撑剂嵌入量减少

由于封闭裂缝内支撑剂承受压力增加,非涂层/陶瓷支撑剂填充层的大部分压力都会集中于某些颗粒上,导致颗粒嵌入地层,在松软的页岩区尤其明显。当支撑剂嵌入地层后,裂缝宽度将减小,产量降低。

由于固化涂层支撑剂颗粒间相互连接形成完整性更强的填充层,应力的分布更加平均,防止某一点压力过大,降低颗粒嵌入地层内几率。

明天的【石油科技】板块,小编将继续介绍最新的支撑剂前言技术,敬请期待。

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