二氧化碳前置蓄能体积压裂优化设计研究

发布时间：2020-06-03 12:24

【摘要】：和常规油气储层相比,非常规油气储层物性差,低孔、低渗,不经过压裂改造很难有工业价值,而常规水力压裂又会因为对与储层的水敏效应使得储层受到损害,降低低渗透油田的开发效果。而CO_2压裂由于其独特的性质,不会引发粘土膨胀、乳化、相对渗透率伤害、残渣等问题而成为低渗透油藏改造的良好压裂液选择。因此,本论文以S油田K区块为研究对象,通过储层地质建模和油藏数值模拟的技术,对该油藏区块的CO_2注入增加蓄能压裂施工设计参数进行优化研究。通过相态模拟的方法建立了S87-7井的井流物模型,各项实验的回归误差均控制在5%以内,达到了应用的条件。且通过对单井以及井组的蓄能压裂施工参数模拟观察压裂施工效果,对于井间干扰较弱的单井,主缝长越长,次生缝越多表明动用规模越大,开发效果越好,合理的裂缝导流能力在30D·cm左右开发效果最优。对于反九点井网边井合理的缝长在180米左右,角井合理缝长在160米左右开发效果最优,导流能力30D·cm左右开发效果最优。并且优选了九点法井网压裂顺序,对于一个井网单元边井压裂效果要好于角井,同时压裂边井效果最好,边角井同时压裂时应该保证一定的距离,减少井间因压力导致的干扰,最优的压裂方式为同时压裂2口边井和同时压裂3口脚井。优化了S87-13-3井合理的排量和注入量,累产油并没有随着排量和注入量的增加而线性增加,而是有所减缓,排量增大到6m~3/min后开发效果反而变差,这是由于二氧化碳蓄能压裂与水力压裂相比具有置换原油的作用,排量和注入量的增大会减弱这种作用,导致开发效果变差,优选87-13-3井合理的注入量应该在600m~3左右,合理的排量在4-5m~3/min左右。
【图文】：

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图 1.1 二氧化碳的相态变化图.2.2 超临界二氧化碳压裂的特点超临界二氧化碳是目前应用较为广泛的超临界流体。当超临界二氧化碳液用于压裂改造时，它体现出了与滑溜水压裂和泡沫压裂等不同的优势①二氧化碳价格低、容易得到，超临界二氧化碳不易燃易爆，无腐蚀性②超临界二氧化碳的黏度低，接近于气体，表面张力很低，接近于零，、摩阻系数低；③超临界二氧化碳流体不会导致储层中黏土膨胀，从根本上避免了水锁润湿性反转等危害的发生，有效保护储层不受损害；④用超临界二氧化碳进行压裂，返排迅速而彻底，是一种低伤害的清洁还能缩短生产周期；⑤相对于常规压裂液，超临界二氧化碳压裂流体扩散能力强，渗透能力易渗入储层中的孔隙和微裂缝，有利于产生大量的微裂缝网络。超临界二氧化碳压裂也存在一些不利因素，主要表现在以下几个方面：施工时，二氧化碳在井筒中随温度和压力的改变存在相态变化，压裂设

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东北石油大学工程硕士专业学位论文5图 1.1 二氧化碳的相态变化图1.2.2.2 超临界二氧化碳压裂的特点超临界二氧化碳是目前应用较为广泛的超临界流体。当超临界二氧化碳作为压裂液用于压裂改造时，它体现出了与滑溜水压裂和泡沫压裂等不同的优势：①二氧化碳价格低、容易得到，超临界二氧化碳不易燃易爆，无腐蚀性；②超临界二氧化碳的黏度低，接近于气体，表面张力很低，接近于零，容易流动、摩阻系数低；③超临界二氧化碳流体不会导致储层中黏土膨胀，从根本上避免了水锁效应、岩石润湿性反转等危害的发生，有效保护储层不受损害；④用超临界二氧化碳进行压裂，返排迅速而彻底，是一种低伤害的清洁压裂液，还能缩短生产周期；⑤相对于常规压裂液，超临界二氧化碳压裂流体扩散能力强，渗透能力强，很容易渗入储层中的孔隙和微裂缝，，有利于产生大量的微裂缝网络。超临界二氧化碳压裂也存在一些不利因素，主要表现在以下几个方面：①在压裂施工时，二氧化碳在井筒中随温度和压力的改变存在相态变化，压裂设计复杂；②对于浅井，地面需要安装加热设备，并且存在不均匀加热的问题；③由于二氧化碳的穿透性强，对压裂设备的密封性与防穿刺性能要求高；④超临界二氧化碳的黏度低，导致其携砂能力差，同时，超临界二氧化碳流动性能好，在地层中的滤失速度快，因此需要较多的压裂设备进行大排量泵入。1.2.2.3 超临界二氧化碳压裂增产机理超临界二氧化碳压裂是重要的无水压裂技术之一，在压裂改造中，使用超临界二氧化碳作为压裂介质进行施工，其增产机理主要为：（1）由于超临界二氧化碳压裂流体黏度低、扩散性能强、表面张力接近零。因此，容易渗入较小的孔隙和微裂缝中，有利于微裂缝网络的
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE357

【参考文献】