李小刚, 秦杨, 朱静怡, 刘紫微, 金心岫, 高晨轩, 靳文博, 杜博迪

2022, 29(6): 1-10. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.001

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自生酸酸化技术是高温(超高温)低渗致密油气藏主要增产措施之一。对自生酸酸化技术研究进展进行了综合分析,介绍了自生酸的酸岩反应特性,自生酸的主要生酸机理,以及自生有机酸、自生盐酸、自生氢氟酸和复合类自生酸的研究进展,分析了自生酸类型、供氢能力、成本、缓速能力、缓蚀能力等因素对酸化工作液现场应用的影响,并对自生酸在酸化作业中的应用进行了展望。该研究可为自生酸酸化技术的发展和推广应用提供参考。

稠油改质助剂研究进展

郭红霞, 解玉科, 陆建峰, 靳广兴, 赵开良, 杨勇, 张金柏, 何俊丽

2022, 29(6): 11-19. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.002

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针对稠油油藏原油黏度大、流动阻力大、流动能力差,采用常规技术难以开采的问题,总结了稠油改质助剂(催化剂和供氢剂)的研究现状,指明目前存在的问题,并对未来进行展望。研究表明:目前稠油改质催化剂存在催化机理不明确、普适性差、成本偏高、再生困难、易失活以及环境污染等问题;供氢剂在稠油改质反应中传质不均匀、反应条件严苛也会造成供氢效果受限。因此,稠油改质助剂未来研究重点为在分子层面进一步探索稠油改质机理的同时,要紧密结合复杂的地层条件,开发普适性广、活性高、成本可控的改质助剂。该研究可为稠油改质助剂的研发和油田提高采收率技术的应用提供参考。

泸州区块龙一₁⁴小层页岩气勘探开发潜力

周安富, 谢伟, 邱峋晰, 吴伟, 蒋裕强, 戴赟, 胡曦, 尹兴平

2022, 29(6): 20-28. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.003

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为了明确泸州区块龙马溪组龙一₁⁴小层页岩储层特征及勘探开发潜力,实现川南龙马溪组页岩纵向立体开发,将泸州区块龙一₁⁴小层划分为a、b、c 3个单层,对各单层页岩厚度、有机质丰度、矿物组分、物性特征、储集空间类型及含气性特征进行分析。结果表明:泸州区块龙一₁⁴小层I类储层平均厚度为35.6 m,分布面积约为1 900 km²,地质资源量超过8 000×10⁸m³,具有良好的勘探开发前景。其中,b单层页岩储层厚度大于20 m,TOC平均值大于2.5%,脆性矿物含量大于55%,孔隙度平均值为4.9%,含气量平均值为4.5 m³/t,展示出优越的储层条件。龙一₁⁴小层b单层页岩储层相较于现阶段主产层龙一₁¹小层,具有更高的黏土含量和无机孔占比,在开采过程中需采用科学的压裂工艺和闷排措施,以取得更好的开发效果。研究成果将为拓展页岩气勘探开发层位,提高泸州区块龙马溪组页岩气资源动用程度提供技术支撑。

鄂尔多斯盆地宜川-黄龙地区上古生界储层特征及其对天然气成藏的影响

单俊峰, 吴炳伟, 金科, 董德胜, 刘媛媛, 崔晓磊, 迟润龙, 聂文彬

2022, 29(6): 29-38. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.004

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宜川-黄龙地区上古生界本溪组、山西组和石盒子组是勘探开发主要目的层,天然气富集成藏主要受沉积相带和储层物性控制。由于晚古生代经历了海相—海陆过渡相—陆相沉积体系演化,沉积相类型不同,储层物性变化规律尚不明晰。为此,通过沉积演化史分析,利用野外露头、钻井岩心、微观储层分析、测井曲线等资料,对宜川-黄龙地区上古生界储层特征进行综合研究。结果表明:本溪组主要发育潮坪相,山西组和石盒子组盒₈段主要发育曲流河—辫状河三角洲相,本溪组潮汐水道、山西组和盒₈段水下分流河道为最有利储集相带。本溪组潮汐水道砂体呈透镜状,分布局限,山西组曲流河三角洲前缘水下分流河道砂体多期迁移叠加,有一定规模,盒₈段辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体纵向叠置、横向连片,呈“毯式”分布。本溪组储层以石英砂岩为主,孔隙类型以原生粒间孔、次生溶孔为主;山西组和盒₈段储层以岩屑石英砂岩为主,孔隙类型以岩屑溶孔为主。上古生界砂岩储层的岩性和孔隙结构是影响含气性的主要因素,储层整体具有特低孔、超低渗特征,但自下而上岩石组分中石英含量逐渐降低,岩屑和填隙物含量逐渐升高,自本溪组至山西组、盒₈段储层的岩性和孔隙结构逐渐变差。本溪组厚层状的潮汐水道和山西组、盒₈段连续叠置型分流河道砂体岩性纯、粒度粗、物性好、含气丰度高,为优势储集体,本溪组优质孔隙相对更发育,易于天然气富集高产。研究结果对宜川-黄龙地区勘探开发的深入及增储上产具有一定的指导意义。

四川盆地井研地区火山岩岩相类型及储层分布

李素华, 贾霍甫, 胡昊, 李蓉, 余洋

2022, 29(6): 39-46. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.005

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四川盆地西南部井研地区二叠系火山岩勘探领域取得油气突破,但火山岩岩相类型多样、地震反射特征差异明显、取心资料少、储层薄且分布规律不清,因此,进一步落实井研地区火山岩岩相及优质储层分布对该区火山岩油气勘探具有重要意义。根据实钻井数据建立火山岩储层正演模型,模拟影响火山岩地震反射特征变化的因素,建立火山岩岩相和储层识别模式;在单井旋回期次、岩性、岩相和地震波形分析基础上,利用地震相、地层厚度、相干体、三维可视化等多种手段确定火山岩岩相类型及分布;在火山岩储层精细标定基础上,利用波阻抗和神经网络反演多种方法确定火山岩上、下储层分布;最终结合火山岩有利岩相、储层厚度、断裂、裂缝分布,圈定优质储层发育区。研究结果表明:井研地区发育爆发相、火山通道相和溢流相3种岩相类型,火山岩分布相对稳定,内部发育2套储层,爆发相下储层发育时明显影响火山岩底部地震反射;多种方法综合预测火山岩优质储层主要分布在工区西部和西南部,基底断裂、裂缝发育叠合区是下一步有利勘探目标区。研究结果对井研地区火山岩油气勘探具有一定指导意义。

白云凹陷中深层古近系砂岩储层特征及溶蚀作用对优质储层的控制作用

文静, 赵靖舟, 李军, 耳闯

2022, 29(6): 47-55. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.006

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为明确南海珠江口盆地白云凹陷中深层储层特征及溶蚀作用对优质储层的控制作用,基于岩心观察、铸体薄片、场发射扫描电镜等观察结果,结合X-射线衍射、压汞分析等资料和技术手段,对白云凹陷古近系砂岩储层岩石学特征、储集空间特征和物性特征进行描述,并对影响储层物性、储集性的相关成岩作用进行深入研究。结果表明:白云东洼的储层砂岩类型主要为长石质石英砂岩和岩屑质石英砂岩;白云北坡岩性较东洼复杂,主要以长石质石英砂岩为主,含少量长石岩屑质石英砂岩;白云东洼中深层储层孔隙类型由粒间溶孔、粒内溶孔组成,白云北坡储层孔隙发育程度较白云东洼略高,粒间溶孔、粒内溶孔以及铸模孔含量较高;白云凹陷储层总体呈现低孔低渗特征,有机酸与长石和火成岩岩屑相互作用形成的溶蚀孔隙是控制研究区古近系砂岩储层物性的最主要因素。研究结果对珠江口盆地白云凹陷砂岩储层的勘探开发具有一定借鉴指导作用。

滚动扩边稀井区的沉积微相刻画方法研究

南金浩, 沙宗伦, 贾红兵, 刘少然, 熊向东, 林彤

2022, 29(6): 56-64. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.007

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针对开发区周边稀井区井控程度低,沉积刻画精度与已开发区存在较大差距的问题,分析不同沉积微相在砂岩厚度、地震波阻抗等方面存在的差异,统计开发区不同沉积微相的砂岩参数,建立不同微相所对应的砂岩数据库;以地震属性预测的平面上扇体展布控制规模为基础,通过微相知识库分析地震反演所表征的稀井区沉积砂体发育特征,确定砂体的微相类型;从顺物源、垂直物源砂体延伸规模作为微相展布范围,实现稀井区沉积微相的定量刻画。研究表明:通过A区块密井网区辫状河三角洲微相的单砂体厚度、累积概率、反演的波阻抗值等参数可有效表征不同沉积微相砂体发育特征,其中,水下分流河道和河口坝在砂岩参数上具有明显的优势;建立沉积微相知识库结合地震属性预测的稀井区沉积微相刻画方法可以有效提高稀井区沉积微相刻画精度,符合率达到91%,稀井区有利沉积微相类型主要富集在A5和A02等井区。研究成果应用于A区块周边的稀井区滚动评价部署及方案部署,取得较好效果,累计建成产能2.35×10⁴t,提交探明储量超过200×10⁴t。研究成果可为老油田稳产增产提供有力支撑。

临兴致密砂岩气藏地质特征及开发潜力分析

米洪刚, 张兵, 朱光辉, 苏羽, 张海锋

2022, 29(6): 65-72. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.008

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针对鄂尔多斯盆地临兴地区致密砂岩气藏非均质性强、储量动用不充分的技术难题,以临兴地区石盒子组盒四段为研究对象,利用钻井、测井与地震资料相结合的方法,进行立体空间层序地层格架精细刻画,并在此基础上开展石盒子组小层级别沉积微相精细描述和致密砂岩“甜点”优质储层定性与定量预测。研究结果表明:临兴地区致密砂岩优质储层主要为孔隙度大于6%、密度小于2.55 g/cm³、v_P/v_S小于1.8的厚层致密砂岩河道砂体,其地震反射特征为中低频连续中强反射;根据优质储层“甜点”预测结果,部署空间立体井位,临兴地区致密气藏储量动用程度提高15.3个百分点,优化井位部署50口,预计增加天然气可采储量100×10⁸m³。研究成果可为临兴地区致密气藏未动用储量立体勘探开发部署提供有利的技术支撑,对同类型致密砂岩气藏的勘探及储量有效动用具有重要的参考和借鉴意义。

辽河坳陷成熟探区油气深化勘探认识及实践

李晓光, 陈昌, 韩宏伟

2022, 29(6): 73-82. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.009

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针对传统油气勘探领域难以实现油气规模发现、传统勘探思路难以适应非常规油气新目标等问题,运用深化地质认识及重建成藏模式的思路,开展成熟探区勘探研究与实践。辽河坳陷已然进入勘探高成熟阶段,成熟探区的深化勘探不能仅仅局限于在地球物理技术进步、钻探水平的提高和油气层改造技术等领域,更应该体现在对地下地质条件客观存在的精准把握和创新认识。在西部凹陷清水洼陷创新成藏模式,新发现岩性油气藏石油储量2 800×10⁴t;在雷家地区创建“双要素”新评价模型,实现了非常规油气目标评价由面到体的转变;在东部凹陷沙三段重建勘探单元,发现新的勘探单元并部署实施X47井获高产气流。辽河坳陷成熟探区油气勘探实现多项突破,并对同类型成熟探区的勘探提供借鉴。

海陆过渡相不同页岩岩相的岩石力学特性及能量演化特征

刘峻杰, 吴建军, 熊健, 李兵, 刘向君, 梁利喜

2022, 29(6): 83-90. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.010

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针对海陆过渡相不同页岩岩相岩石力学特性及能量演化特征认识不足的问题,以鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组山₂³亚段井下岩样为研究对象,开展了系列实验研究。结果表明:不同页岩岩相的力学特性差异较大,在单轴压缩实验下,硅质页岩相、黏土质页岩相抗压强度平均值分别为58.5、17.9 MPa;在单轴压缩条件下不同页岩岩相均有较强的脆性且为劈裂破坏,随围压增大,塑性增强且转变为剪切破坏,硅质页岩相破坏最严重;不同页岩岩相在峰值强度点处的能量参数有较大差异且受围压的影响程度不同,单轴压缩条件下硅质页岩相、黏土质页岩相、混合质页岩相的平均总能量分别为0.071、0.016、0.044 J/cm³。研究成果对海陆过渡相页岩储层井壁稳定和压裂优化研究具有一定的参考意义。

低渗砂岩油藏CO₂驱相态及组分变化规律

刘建仪, 杨雪, 刘勇

2022, 29(6): 91-96. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.011

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为了解低渗砂岩油藏W区块注气开发过程中的相态、油气组分变化和储层原油对注气的反应,利用质量守恒和状态方程等经典理论,以CO₂气体为注入介质,通过注气膨胀、气相色谱实验和PVT相平衡模拟软件进行原油组分变化特征研究。结果表明:CO₂注入量增至0.814 mol时,泡点压力升高了0.96倍,样品体积膨胀了2.09倍,流体中CO₂含量由背景值的0.6%逐渐升至81.0%,说明该区泡点压力主要受轻烃组分控制,原油组分因气体的溶解和分离发生明显改变。该研究可为东濮凹陷低渗砂岩油藏注气提高采收率、油气输运工艺设计、开发方案编制提供技术支持,对其开发具有重要的实际意义。

薄互层超稠油油藏蒸汽驱技术研究与试验

刘奇鹿

2022, 29(6): 97-103. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.012

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薄互层超稠油油藏具有净总厚度比小、纵向非均质性强及蒸汽超覆严重的特点,为明确该类油藏蒸汽驱提高采收率的可行性及影响因素,以杜80块兴隆台油层为目标,借鉴其他类型超稠油油藏蒸汽驱的成功经验,以数值模拟技术和动态分析为手段,开展油藏工程优化设计研究。结果表明:杜80块兴隆台油层中稳定发育5 m左右的泥岩隔层,可细分为2套开发层系独立开发;井网井距为70 m井距反九点井网,注汽速率为1.7～1.9 t/(d·m·hm²),采注比为1.1～1.2,井底蒸汽干度以大于50%为最佳,确定转驱时机为油藏温度大于80 ℃;根据小层厚度及级差界限,分别采用4、8、12、16 孔/m的孔密射孔。蒸汽驱现场先导试验取得了单井日产油、采油速度翻倍的良好效果。研究结果为薄互层超稠油油藏蒸汽吞吐后转换开发方式提供了技术支持。

低渗透油藏再生氮气泡沫驱实验与应用

程宏杰, 陈玉琨, 李铁栓, 张翰清, 张基朋, 吴永彬

2022, 29(6): 104-110. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.013

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针对常规氮气泡沫在地层消泡后难以再次起泡,严重制约泡沫驱效果的问题,开展室内实验,采用多因素评价方法,从发泡能力、再次起泡性能、耐盐、耐温耐压等方面优选出廉价高效的再生氮气泡沫驱油配方体系。在模拟油藏条件下,开展了一维岩心驱替实验,证实了再生泡沫的可行性,对比并优选出合理的注入参数:气液比为3∶1,注入速度为0.3～0.4 mL/min,气液同注。在新疆油田SN井区开展了2个井组的先导试验,累计注入0.43倍孔隙体积的再生氮气泡沫段塞,日增油8 t/d以上,井组含水下降6.6个百分点,并在后续水驱中通过再次起泡持续增油,累计增油4 947 t,投入产出比达到1.0∶1.6。该研究表明再生氮气泡沫驱能有效提高原油产量和采收率,在同类油藏具有重要应用潜力。

浅层超稠油水平井微压裂扩容技术及应用

申婷婷

2022, 29(6): 111-118. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.014

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针对新疆油田F油田齐古组非均质油藏驱泄复合井网加密水平井与老井不均匀连通的问题,从改善水平段井筒周围渗流条件出发,提出水平井微压裂扩容改造技术。通过室内岩心实验、地质力学有限元模拟及热采数值模拟技术,分析了微压裂扩容技术的可行性及扩容后储层变化特征。结果表明:储层石英含量高,黏土矿物含量低且孔隙结构发育,有利于注水扩容改造;稳定提压过程中扩大挤注液的波及范围,进而降低周围储层有效围压,可大幅提升扩容改造程度;扩容后储层纵向位移量和孔隙度增大幅度明显优于横向,有助于上下注采井连通。微压裂扩容后经过5周期吞吐预热,油井间可快速建立热连通,预热期间周期产油、油汽比明显提升,且水平段动用程度大幅改善。研究结果可为提高驱泄复合井网的注采井间连通性提供借鉴。

非常规气井产量递减与EUR预测方法评述

崔英敏, 郭红霞, 陆建峰, 杨勇, 张金柏, 刘伟, 靳广兴, 赵开良

2022, 29(6): 119-126. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.015

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针对非常规气井产量递减与EUR(预测最终采收率)结果差别大、准确率不高的问题,对Wattenbarger线性流法、PLE幂指数递减模型法、SEPD扩展指数递减模型法等各种方法的理论基础和优缺点进行对比分析,评价各种方法的使用对象、所需数据和适用条件。同时,通过对PLE、SEPD、Duong、LGM 4种模型在线性流阶段和拟边界流阶段的预测结果与数值模拟井的预测结果进行对比,并进行实际应用。结果表明:各种常用的非常规气井产量递减方法均适用于不同的地层流态;Wattenbarger线性流、拟恒定流动压力、水平井多级压裂模型3种方法更适用于变产量、变井底流压的流动状况;PLE和Duong模型在生产时间为2 a内预测比较准确。该研究为非常规气井产量预测提供了借鉴。

火驱原油活性氢组分变化规律认识

杨洪, 苏日古, 陈莉娟, 王旭生, 陈龙, 潘竟军, 郭勇

2022, 29(6): 127-132. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.016

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为识别火驱开发中是否发生高温氧化以及高温氧化程度,应用实沸点蒸馏法对新疆油田红浅试验区火驱受效前后的原油进行分离,绘制相应的实沸点蒸馏曲线,测定各馏分的酸值,并用超高分辨质谱仪对不同类型酸性化合物在负离子模式电喷雾电离源条件下进行分析,对O2类组分的等效双键指数(DBE)和碳数分布进行了详细归类。结果表明:虽然火驱受效前后原油酸值波动范围小于1.0 mg/g,但受效原油中的中低沸点组分含量和实沸点蒸馏质量收率明显提高,受效原油的部分组分氧化生成了含有活性氢官能团的化合物,在200～250 ℃、300～420 ℃沸点范围出现2个波峰;质谱分析表明,火驱见效原油O2类组分中DBE为3和4的相对丰度增大,二元、三元环烷酸占比增加。研究成果可为分析原油火驱过程和馏分产品精制提供指导。

CO₂辅助重力驱油开发效果影响因素分析

雷梦, 屈亚光, 万翠蓉, 杨博, 何登辉, 马国庆, 巩旭

2022, 29(6): 133-140. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.017

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针对各类地质参数对CO₂辅助重力驱油技术开发效果影响规律尚不明确的问题,以某中低渗油藏为研究对象,建立多个一注一采机理模型研究地层沉积韵律、倾角、渗透率、孔隙度、垂直渗透率与水平渗透率比值、渗透率级差对CO₂辅助重力驱油效果的影响。结果表明:正韵律沉积地层相较于反韵律地层更适用于CO₂辅助重力驱油;地层倾角有利于重力分异和形成气顶;中低渗低孔油藏开展CO₂辅助重力驱油,对抑制气窜突破具有一定作用;垂直渗透率与水平渗透率比值越小,越有利于抑制气体的纵向快速扩散;渗透率级差对CO₂辅助重力驱油影响不大;不同地质因素对采出程度影响由大到小依次为垂直渗透率与水平渗透率的比值、地层倾角、地层渗透率、地层孔隙度、地层渗透率级差。A油藏矿场实践表明,CO₂辅助重力驱油能够使其阶段累计产油量提高3倍以上,可取得明显的增产效果。研究成果可为同类油田的CO₂驱开发提供理论指导。

四川盆地威远区块页岩气单井产量预测方法及应用

韩珊, 车明光, 苏旺, 肖毓祥, 吴忠宝, 陈建阳, 汪莉彬

2022, 29(6): 141-149. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.018

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针对四川盆地威远区块页岩气单井产量主控因素不明的问题,基于该区132口投产1 a以上气井的地质与工程数据及生产数据,使用灰色关联法对影响页岩气单井产量的主控因素进行分析研究。研究表明:影响页岩气单井首年累计产量的主控因素为支撑剂量、压裂改造段数、水平井垂深的中值、压裂段长度、压裂液量、孔隙度、压力系数和加砂强度。通过机器学习方法与传统经验公式法对比预测首年累计产量及初期产量,明确了机器学习法精度更高。同时,基于主控因素分析的基础上,优选出适用于研究区的机器学习法为支持向量机法,其预测精度高于90%。研究结果对同类页岩气区块产能评价具有重要意义。

基于CFD-DEM方法的迂曲裂缝中支撑剂运移关键影响因素分析

王雪飞, 王素玲, 侯峰, 王明, 李雪梅, 孙丹丹

2022, 29(6): 150-158. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.019

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裂缝中支撑剂的运移和铺置是维持裂缝开放和增强裂缝导流能力的关键,但支撑剂在迂曲裂缝中的运移机理尚不明确。为此,基于计算流体力学原理,利用离散单元法建立支撑剂在迂曲裂缝中运移的数值模型,研究携砂液注入速度、压裂液砂比、支撑剂粒径等因素对迂曲裂缝中支撑剂运移铺置规律的影响。结果表明:裂缝迂曲度越大、支撑剂铺置距离越短,流速损失越大;在距裂缝入口20 mm处,与迂曲度为1.0的裂缝相比,迂曲度为1.2、1.5、2.0的裂缝中的流速损失率增大2.2、3.7、4.5倍;迂曲裂缝内支撑剂铺置距离随支撑剂注入速度的增大而增大,随压裂液砂比、支撑剂粒径的增大而缩短。该研究可为支撑剂在迂曲裂缝中运移的相关研究提供理论指导。

耐温耐盐低伤害压裂液聚合物稠化剂的研制及应用

张伟, 任登峰, 周进, 刘爽, 王艳, 王桥

2022, 29(6): 159-164. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2022.06.020

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塔里木库车山前区块属于超深高温高压区块,具有埋藏深、温度高、地层压力高的特点,常规的压裂液不能满足该区块的施工要求。为此,以丙烯酰胺(AM)、三甲基(3-丙烯酰胺丙基)氯化铵(APTAC)、3-丙烯酰乙醇基-3-甲基丙磺酸(AEMS)为单体,通过优化添加剂用量和反应参数,合成了具有耐温、耐盐、低伤害性能的聚合物稠化剂JAS-3,并对其性能进行了评价。研究表明:JAS-3配制的聚合物压裂液具有良好的耐温耐剪切性、携砂性能及对储层的低伤害性能,加入质量分数为30%～40%的NaBr后,在温度为180 ℃、转速为170 r/s下,黏度仍能保持在85 mPa·s以上;聚合物压裂液具有较大的弹性模量、较小的黏性模量,刚度更大,携砂性能好,同时破胶后残渣含量低,对储层伤害小。该压裂液在塔里木库车山前区块实验6口井,取得了良好的增产效果。JAS-3稠化剂的研制对于超深高温高压区块的压裂具有重要的借鉴意义。

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