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转向剂可挖掘出非常规油藏中尘封的宝藏(下)

转向剂可挖掘出非常规油藏中尘封的宝藏(下)

摘要:在油藏渗透率降至新低之际,可生物降解的压裂转向剂提高了产量,降低了完井作业成本。

编译丨TOM

大多数用于增产作业的可生物降解转向剂,都是由不溶于水的聚乳酸(PLA)配制而成,这种化合物基本上不受专利保护,因此吸引了众多市场参与者。同样,由于PLA具有降解成良性乳酸的能力,它也常用作为医疗植入物中的锚、螺钉、板、销、杆等零件。重要的是,当其用于压裂作业时,这种可降解的材料是水溶性的,有利于后续的洗井作业。

专利的大规模到期,吸引了供应商争先恐后的进入压裂市场,但如何保持产品质量并提供订制设计,这就是一门学问了。首先,颗粒需符合压裂作业要求,体积要小、强度要够。这种主要以玉米为基础的合成物,必须在低温环境中研磨,以硬化材料,同时保持其性能。

设计出的材料,能够以合适的方式充分封堵与分流流体,这并非易事,需要特定的专业知识。例如,必须谨小慎微,确保颗粒大小足以穿过阀门,而不会卡在阀座上,也不会堵塞泵。

通常,可生物降解的PLA转向剂的正确设计需要至少三种不同的尺寸。简单介绍一下该流程,首先使用大尺寸材料,然后使用中等尺寸的材料,来堵塞大尺寸材料留下的孔隙。最后,使用非常小的材料,来填补压裂充填层中剩余接近微观的孔隙。

最后一步是分析压力变化趋势,以确定材料确实堵住了预计位置,并暴露出新地层,从而实现压裂液的分流。分析人员通过净压力拟合,能够了解转向剂所影响的环境。简单地说,在某些情况下,转向剂可以轻松地封堵射孔孔眼,并将流体扩散至,当不使用转向剂时流体难以进入的孔眼。封堵裂缝产生的压力,足以张开那些闭合的射孔孔眼/裂缝。

压裂后观察

压裂后进行储层性能评估,验证在完井作业期间,可生物降解转向剂改善裂缝接触的能力,以及对产量的积极影响。寻根朔源,转向剂与油藏动态之间的最终关系,来源于Frac Diagnostics公司参与的诸多微地震测绘项目。在研究这些项目时,特别是在非常规完井作业的早期阶段,发现了一种奇怪的现象。

转向剂可挖掘出非常规油藏中尘封的宝藏(下)

虽然原计划假设裂缝将沿井筒均匀地扩展,但微地震测绘结果显示,整个区块的趋势基本一致,与中部以及趾端位置处的射孔簇相比,跟部射孔簇/裂缝可扩展为更长的裂缝。本研究的后期,使用了可生物降解的转向剂,在段长相同的情况下,裂缝形状分布更为均匀,如上体,添加转向剂后,压裂液的流动形式从圣诞树形状(上左图)变成了更均匀的瓶刷形状(上右图),产量显著提高(如下图)。

转向剂可挖掘出非常规油藏中尘封的宝藏(下)

另一种解释,在未使用转向剂的压裂作业中,跟部段的裂缝明显长于使用转向剂的裂缝,每段内的有效裂缝长度(定义为产生导流性并可增加产量的裂缝段)明显更长。

裂缝长度的这种不平衡,不能被视为一种无关紧要的异常现象,因为压裂后的生产数据表明,在载荷恢复与洗井结束、油井投产之间的时间段中,使用转向剂的油井的产量,比对比井高出8%至18%。从理论上讲,考虑到支撑剂充填带来的导流性与地层损伤等问题,这是有道理的。

最终,可生物降解的转向剂在提高产量、降低完井作业成本、资产价值最大化方面,具有独到的优势。然而,与非常规完井作业的其他方面一样,需要对设计与施工都加以仔细关注,避免潜在的风险。

通常,可生物降解的转向剂用于将压裂段的长度加倍,同时实现段间过渡,如前所述,所需桥塞更少,且管柱完整性风险更小。使用“扩展率”成本系统与泵速更高的作业,以缩短延长每个压裂段所需的作业时间。更少的桥塞与更短的现场时间相结合,可节省高达28%的成本。相反,若由于物流效率低下,无法在现场提供所需的所有材料,而且不能准确地设计出针对目标应用与储层特性的转向剂,则可能会损害经济效益。

当其用于逆转产量下降与提高最终采收率时,转向剂通常有助于打开射孔孔眼,并重新分配压裂液与支撑剂。根据现场应用情况,最终采收率上涨了12%至40%。然而,如果转向剂或应用设计不当,或者发现只张开了少部分孔眼,则会显著增加脱砂风险。

综上所述,从数学的角度来看,在非常规井的投资价值收益方程中,可生物降解的转向剂是降低分母(成本)、提高分子(产量)的唯一工具。

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