1、專題編號:合同編號：性質代碼：專業代碼中國石油化工股份有限公司2001年提高采收率先導試驗項目開題報告項目名稱課題名稱低滲透油藏整體壓裂改造技術專題名稱負責單位位：中原油田分公司專題負責人人：劉一江職稱：局總工程師研究開發年限：2001年1月至2005年12月2001年8月6日編制編制須知一、向總部申請承擔科學研究開發項目、課題和專題時，應先向科技開發部申報本開題報告。二、申報開題者均須同時附送相應資料：1 .新技術探索及小試專題須附查新報告、文獻調查總結及探索試驗情況介紹。2 .中試及工業試驗專題均須按研究開發項目管理辦法的規定報相應材料。三、科技開發部根據收到的開題報告及其相應附件進行審議

2、，經審議選定的專題可簽訂科學技術研究開發項目委托開發合同。四、本開題報告版本自2001年2月起啟用。五、幾點注意事項：1 .專題名稱不得超過20個漢字（一格一字）。2 .專題負責人應是高級工程師（及相當專業技術職務）以上的專業技術職務人員。3 .開題報告經申請單位科技處初審，單位科技負責人審定同意，加蓋申請單位（或其科技處）公章后，報科技開發部（一式四份）。4 .本報告紙張規格為A4。3）合注、合采井多，層間矛盾大，分層治理難度大4）歷史上欠賬多受對外合作的影響，濮城油田三年沒有進行過重大開發調整，加之井況不斷惡化，油田自然遞減由“九五”初期上升到“九五”末的26.20%。對于衛22塊油藏一、

3、國內外現狀、發展趨勢及開題意義1、國內外現狀及發展趨勢水力壓裂技術研究由單井壓裂進展為低滲透率油藏整體壓裂，是水力壓裂近期技術的重大發展。單井壓裂技術作為強化采油措施，提出研究的主要目標是增加單井產量；而低滲透率油藏整體壓裂技術研究不僅限于提高采油速度范圍，它將進一步研究如何與開發并網優化組合以實現提高采收率，以及滿足低滲油藏最大限度的獲得經濟開發的效果。整體壓裂技術的基本特點是以油藏作為一個工作單元，進行開發并網與水力裂縫的優化組合設計，并預測其一、二次采油期產量、掃油效率、以及采出程度等動態變化結果；并使用近期發展的水力裂縫診斷與評估方法，檢驗實際的水力裂縫偏離優化設計所預測的程度，與壓后

4、實際效果偏離優化設計預測的程度，使優化設計轉化為優化施工，并為進一步改進設計方案與認識地層系性質提供有關資料。這樣，就有可能形成：1）抽稀開發井網密度，這也就大幅度降低低滲透率油藏開發井的鉆井數量,減少開發投入；非常顯然，以口井的壓裂成本將遠遠小于鉆井成本。2）在一定程度上成為低滲透率油藏提高采收率的一種方法。低滲透率油藏整體壓裂技術是建立在壓裂技術與油藏工程的相互交叉研究基礎上的邊緣技術，也是壓裂總體水平有了明顯提高的標志。使用整體壓裂技術，研究當油藏存在井網與水力裂縫系統及其不同組合時，對低滲透率油藏開發過程的產量與采收率的基本作用：1）只有當水力裂縫的特性與方位適應與低滲透率藏油藏性質與

5、開發并網系統時，才能在油田開發系統中取得較長期的增產與提高采收率；2）應用整體壓裂技術，能以水力裂縫來合理抽稀并網密度，實現少投入、多產出，使不具備經濟開發的低滲透率邊際油藏獲得工業應用。中原油田自1985年開始，在油田開發的高速上產階段，就研究和應用了水力壓裂工藝技術，并且成為油田開發與上產的主導措施之一，逐步形成了一套適應于中原油田地質開發特征的改造低滲油（氣）層的壓裂工藝技術。中原油田已投入開發地質儲量3.84億噸，采出程度為22%二、三類儲層儲量合計為1.8億噸，其中空氣滲透率小于55父1。9吊的低滲油藏地質儲量有1.27億噸，占投入地質儲量的33.1%;另外，從兩個剖面上看，目前產出

6、厚度僅占射孔厚度的58.4%,吸水厚度占射孔厚度的48.9%。中原油田在開發過程中，經過反復的井網層系細分和注采調整，大部分油層已進入高含水開發期，綜合含水已達到85%目前開發對象正向二、三類儲層轉移，必須采用先進適用的壓裂工藝技術，以便適應油田開發新形勢的需要，來保證措施的經濟效果。2、開題意義中原油田具有油藏埋藏深、斷塊小、滲透率低等特點，尤其對于濮城油田，是一個埋藏深、含油層系多、油藏類型多、非均質嚴重的斷塊油田。1980年投入開發，是一億噸級整裝大油田，構造相對簡單。截止到2000年底，上報探明含油面積89.4km2,探明石油地質儲量為15526X104t,動用含油面積71.9km2,

7、石油地質儲量為13593X104to2000年7月，綜合含水91.17%,采出程度28.22%,標定采收率34.98%,可采儲量4755X104t,剩余可采儲量983.77X104t。目前濮城油田開發面臨的主要問題是：1）井況的惡化和復雜，使很多的配套治理和挖潛工作難以實現目前濮城油田事故井726口，占總井數的45.7%,造成水驅控制儲量損失1458X104t,水驅動用儲量損失1195X104to2）層間挖潛難度大，工藝不配套層間挖潛的卡堵、化堵措施無論是工作量還是增產效果仍沒取得大的突破，實現老井穩產的難度也越來越大。針對以上問題，對低滲透率油藏進行整體壓裂改造，通過壓前地層評估，充分應用地

8、質、油藏描述、測井等資料，取得能覆蓋油藏整體的輸入數據，考慮注采井網以及水力裂縫系統的優化組合，使用水力裂縫與油藏模擬確定優化組合結果，取得最優化設計方案，使整體壓裂優化設計覆蓋油藏整體，通過水力裂縫診斷與壓后評估技術，最大限度地準確取得在油層中實際形成的水力裂縫幾何形狀、尺寸、特性與方向等資料，檢驗優化設計實施的結果，使用現場水力裂縫實時模擬分析技術將優化設計轉化為優化施工，達到最佳的經濟效果。二、研究開發和創新內容、技術路線、技術指標及技術關鍵根據中原濮城油田及衛22塊重點區塊地質概況和開發特點，本項目下設幾個專題：（1）地應力場及天然裂縫發育研究（2）深井整體壓裂優化設計軟件的引進與開發

9、（3）深井高壓分層壓裂管柱研究（4）耐高溫粉砂液支撐劑的研究（5）大排量高砂比壓裂施工工藝研究（6）不關井速返排液工藝研究（7）壓裂裂縫監測技術。研究目標區塊為濮城油田沙二上2+3油藏，含油面積14.18Km2,石油地質儲量2776.14X104t,目前剩余儲量130.66X104t。專題一：地應力場及天然裂縫發育研究一、主要研究內容1 、地應力場分布規律研究2、天然裂縫發育研究3、地層縱向應力剖面研究二、創新內容1 、地應力場分布規律研究2、地層縱向應力剖面研究三、技術路線6四、技術關鍵1 、油藏數值模擬技術2、地層縱向應力剖面的建立專題二深井整體壓裂優化設計軟件的引進與開發一、研究內容1、

10、適合于濮城油田深層整體壓裂優化設計軟件的引進2、壓裂數據采集和模塊整理(1) 三維裂縫模塊(2) 壓裂液濾失模塊(3) 支撐劑運移模塊(4) 井眼及裂縫溫度計算模塊(5) 裂縫導流能力模塊(6) 油藏模擬及壓后產能預測模塊3 、壓裂液和支撐劑數據庫的建立4 、裂縫實施監測模塊。二、創新內容1、壓裂液和支撐劑數據庫的建立2、裂縫實時監測模塊建立選擇適合該地層的壓裂優化設計軟件三、技術路線模塊整理22塊地質概況分析建立壓裂液、撐劑數據庫支7建立裂縫實時監測模塊壓裂液、支撐劑資料收集四、技術關鍵1、適合于深層整體壓裂優化設計軟件2、模塊整理3、數據庫的建立專題三深井高壓分層壓裂管柱的研究一、研究內容

11、1 、根據地層不同區塊的破裂壓力選擇封隔器2、優選適合低深地層的耐高壓封隔器3、選擇最佳的管竄結合方式二、創新內容耐高壓封隔器三、技術路線1 、不同區塊地層地質資料錄取2、歷年來壓裂數據（破裂壓力、停泵壓力等）的錄取3、優選適合低滲地層的耐高壓封隔器；4、選擇最佳的管竄結合方式四、技術關鍵低滲透地層耐高壓封隔器的優選。專題四耐高溫粉砂液、支撐劑的優選一、研究內容（二）、耐高溫粉砂液的優選：1、不同種類壓裂液的初評價；2、增稠劑的優選;3、交聯劑的優化；4、助排劑的優化；5、洗井方式的確定；6、預前置液的應用；7、壓裂的潤濕性的研究；8、壓裂液的綜合性能評價；9、適用于濮城油田的壓裂液體系研究（

12、二）、支撐劑的優選：1 、不同粒徑的支撐劑破碎率研究；2、不同粒徑下的導流能力研究；3、單顆粒強度的篩選評價；4、支撐劑加工工藝的優化。、創新內容1、壓裂液潤濕性研究2、單顆粒支撐劑強度的篩選評價;三、技術路線1、耐高溫粉砂液2、支撐劑的優選不同粒徑的支撐劑破碎率研究不同粒徑下的導流能力研究9單顆粒強度的篩選評價支撐劑加工工藝的優化四、技術指標1、壓裂預前置液表面張力020mN/m界面張力00.1mN/m,巖心傷害率05%2、壓裂液在160c條件下、剪切速率170S1、剪切2小時粘度100mPas；壓裂液抗鹽10萬mg/L;壓裂液殘渣0300mg/L;巖心傷害率010%。3、支撐劑80MPa下

13、破碎率07%;導流能力40仙m2-cm。五、技術關鍵改善壓裂液潤濕性專題五大排量高砂比壓裂施工工藝研究一、研究內容1 、分析整體區塊井網布局對壓裂施工規模的影響；2、不同排量、砂比情況下對裂縫幾何尺寸的影響；3、不同排量、砂比情況下對施工的影響；4、優化壓裂施工參數，確定大排量、高砂比壓裂施工工藝；5、整體壓裂優化方案的研究；6、經濟評價技術研究。二、創新內容整體區塊井網布局對壓裂施工規模的影響三、技術路線四、技術指標排量3.5m3/min,平均砂比30%。10專題六不關井速返排液工藝研究一、研究內容1、不同破膠劑對快速返排的影響；2、復合破膠工藝技術的研究；3、壓裂過程中液體溫度在井筒中的變

14、化情況;4、壓裂過程中液體溫度在裂縫中的變化情況;5、返排最佳時機的確定；6、現場施工工藝研究。二、創新內容1、壓裂過程中液體溫度在井筒中的變化情況；2、壓裂過程中液體溫度在裂縫中的變化情況；三、技術路線復合破膠工藝技術的研究壓裂過程中液體溫度在裂縫中的變化情況壓裂過程中液體溫度在裂縫中的變化情況現場施工工藝研究四、技術指標1、破膠化水液粘度04mPas；2、破膠化水時間01.5h0五、技術關鍵返排最佳時機的確定。專題七壓裂裂縫監測技術一、研究內容1、裂縫測試手段分析與優選;11返排最佳時機的確定2、裂縫方位預測；3、裂縫方位的擬合；4、監測結果對比二、創新內容裂縫方位擬合。三、技術指標測試符

15、合率達到80%四、技術路線1、收集裂縫監測資料，分析測試結果；2、分析對比各種測試技術的測試原理；3、現場裂縫監測；4、分析壓裂區塊的裂縫大體走向，預測壓裂方位，為壓裂設計提供依據。五、技術關鍵分析壓裂區塊的裂縫大體走向，預測壓裂方位。12三、查新說明，國內外文獻和專利檢索、分析報告書摘要（另附國內外文獻和專利檢索、分析報告書及本專題已申請和授權的專利清單）13四、市場和需求，技術經濟分析及經濟效益、社會效益預測通過該項目的展開，為濮城油田的整體開發提供合理依據，提出整體壓裂改造的技術方案，具有重要的經濟效益和社會效益，并在中原油田同類油田推廣應用，預計投入產出比1:2.2。14五、開題條件（

16、包括技術準備、人員情況*、現有儀器設備及實驗室條件）（一）、技術準備我們是從事壓裂工藝技術研究室是專業化的科研攻關隊伍，近10年來，先后取得15項局級以上科研成果，其中國家科技進步獎1項，省部級3項；另外已同過總公司鑒定的有2項（待評獎），其中“深層特低滲壓裂工藝優化技術”為“國際先進水平”；“系列消防垢工藝技術”為“國內先進水平”。曾研究出HT-21高溫低傷害壓裂液，羥丙基月瓜膠與有機硼交聯凍膠壓裂液，HSMP-1型及STB型高強度支撐劑等為代表的當時處于國內領先水平的一批科研成果，為我國油層改造工藝技術的發展做出了應有的貢獻。現有壓裂設計軟件FracPraSTIMX等；多年來，通過多項科研

17、成果的研究，科研儀器、設備系列配套，人員素質科研能力不斷提高，已成為中原油田科技攻關的主力軍。目前，對該專題的研究已調研、收集、整理了一批有關的技術資料，掌握了國內外現有技術狀況與研究發展動態。在壓裂優化設計的研究與應用方面已進行了多年的探索與應用；在裂縫強制閉合技術方面一在現場進行了應用，現在需要進一步完善；在壓裂液研究方面，已進行了高溫低傷害壓裂液的研究；在1996引進了AEO-4A裂縫檢測儀進行過多口井的現場裂縫檢測試驗。該項目現根據研究內容、技術路線、技術指標等要求，制定了相應的研究試驗方案，做好了正式立項后開展全面研究的一切技術準備。（二）、人員情況1、中原油田分公司項目領導組組長：

18、劉一江副組長：王法軒15成員：李宗田吳信榮劉長松李明志李鳳霞趙宇新苗宏王安培李興應張玉堅2、專題負責人：李明志3、主要研究人員名單序號姓名職務技術職稱主要科研成果1劉一江分公司副經理高級工程師多次獲總公司科技進步獎2王法軒分公司副總師教授級局，多次獲總公司科技進步獎3李宗田采油院院長高級工程師多次獲總公司科技進步獎4吳信榮采油院副院長高級工程師多次獲總公司科技進步獎5劉長松科長工程師多次獲總公司科技進步獎6李明志室主任高級工程師多次獲總公司科技進步獎7李鳳霞工程師多次獲局級科技進步獎8苗宏工程師多次獲局級科技進步獎9趙宇新工程師多次獲局級科技進步獎10王安培高級工程師多次獲局級科技進步獎11李

19、興應高級工程師多次獲局級科技進步獎12張玉堅工程師多次獲局級科技進步獎三、儀器設備為開展該專題研究，擁有的相應的主要進口和國產儀器設備28種31臺套（詳見下表），有水電配備齊全、通風排氣設備良好的實驗室二十余間，可系統有效的開展該專題的室內研究試驗工作。16序號名稱數量備注序號名稱數量備注1Fann-50旋轉粘度“1臺美國產16AEO-4E裂縫監測儀1臺國產2Fann-35旋轉粘度計2臺美國產17分光光度計2臺國產3RV-20旋轉粘度計1臺德國產18MYL壓力機1臺國產4RV-2旋轉粘度計1臺德國產1944C2-A單顆粒強度儀1臺國產5剪切歷史模擬器1套美國產20標準分樣篩1套國產6大管道流變

20、儀1套美國產21WGE-III密度計1臺國產7滲透率測定儀1套美國產22Emm-7實體顯微鏡1臺國產8動態巖芯傷害儀1套美國產23萬分之一天平2臺國產9恢復滲透率測定儀1套國產24千分之一天平3臺國產10高溫高壓濾失儀2套美國產25干燥、恒溫加熱設備1批國產11MTE導流儀1套美國產26泡沫壓裂液試驗評價裝置1套美國產12巖芯加工機1臺美國產27K12界面張力儀1臺德國產13表面潤濕儀1臺美國產28RS150流變儀1臺德國產14超低界面張力儀1臺國產15高壓反應釜1臺國產合計：28種31臺套17六、計劃進度和考核目標（按年度寫出各年度安排，跨年度的內容分年度填寫；負責單位應包括協作單位。）年份

21、序號工作內容試驗規模及應達到的指標起止時間（月一月）試驗地點驗收方式*負責單位及負責人備注20011地應力場及天館縫發K究地應力場分布規律研究。1-12采油二廠、采油三廠審查中原油田分公司采油工程事業部，王法軒2整體壓裂設計軟件弓進與開發壓裂數據集M模塊整理。1-12采油二廠、采油三廠審查中原油田分公司采油工程事業部，王法軒3深井高壓分層壓裂管柱研究據不同區塊的破裂壓力選擇封隔器19采油二廠、采油三廠審查中原油田分公司采油工程事業部，王法軒4耐高溫粉砂液支撐齊朧選1、優選壓裂液，進行壓裂夜地初評價。2、優選支撐劑：不同粒涇的破5W研究、導流能力研究。1-10米油工程技術研究院采油二廠、采油三廠

22、審查中原油田分公司采油工程事業部，王法軒5月jE量、高砂比壓裂位L上M究1、分析整體區塊井網布局對壓裂施工規模的影響；2、不向排量、砂比情況下對裂縫幾何尺寸的影響分析；1-12采油二廠、采油三廠審查中原油田分公司采油工程事業部，王法軒6不關井速訓液工藝研究破膠劑的篩選與破膠劑的現場施工nw究，冊次，破膠外液粘度w4mPas；硼交化ZW間W1.5h112采油工程設研究院、采油二廠、采油三廠審查中原油田分公司采油工程事業部，王法軒7壓裂裂縫監測技術優選裂縫監測手段，現場進行裂縫監測的次，符合率達90%1-12采油工程設研究院、采油二廠、采油三廠審查中原油田分公司采油工程事業部，王法軒8現場實施優化

23、設計與施工5井次，工2成功率90%112采油二廠、采油三廠審查中原油田分公司采油工程事業部，王法軒18200211、天然裂縫發育研究2、深井高壓分層壓裂管柱研究3、壓裂液的優選4、他工藝碇完5、裂縫監測技研究1、研究濮城油田、衛2如火區塊天然裂縫發育情況；2、增榔RJ、交聯通助排劑的優選；在160c條件下、剪切速1700、剪切2、時粘度K00mPa；&排量、砂比對施X的影:向。4破膠工藝技術研究1-12米油工程技術研究院采油二廠、采油三廠審查中原油田分公司采油工程事業部，王法軒200321、地應力場冊£2、軟件的開發3、井速返排泣L藝研究1、地層縱向應力剖面研究；2、軟件模塊整理；&支撐劑強度的優選；4整體壓裂優化方案的臉及現