重復(fù)壓裂技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析研究—大學(xué)畢業(yè)論文范文模板參考資料

1、重復(fù)壓裂發(fā)展現(xiàn)狀分析摘要：重復(fù)壓裂技術(shù)是低滲透油田增加單井產(chǎn)量確保油田穩(wěn)產(chǎn)提高經(jīng)濟(jì)效益的重要措施。論文詳細(xì)分析和研究了原有裂縫失效的可能原因、重復(fù)壓裂的造縫機(jī)理；提出了重復(fù)壓裂的選井選層原則、重復(fù)壓裂的工藝技術(shù)特點(diǎn)和相應(yīng)措施；提出了堵老縫壓新縫的重復(fù)壓裂技術(shù)，介紹了重復(fù)壓裂在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合國內(nèi)外重復(fù)壓裂的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況分析了壓裂效果及存在的難題，從中明確了低滲透油田重復(fù)壓裂技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：重復(fù)壓裂；機(jī)理；現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用；效果分析。目 錄1 緒論11.1 水利壓裂技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀31.2 水力壓裂新工藝和新技術(shù)52 重復(fù)壓裂的涵義及其機(jī)理分析92.1 重復(fù)壓裂涵義92.2 重復(fù)壓裂機(jī)理102

2、.2.1 閉合壓力變化102.2.2 重復(fù)壓裂裂縫張開平面的方位102.2.3 重復(fù)壓裂最優(yōu)時(shí)間確定112.2.4 裂縫失效原因112.2.5 重復(fù)壓裂評(píng)估112.2.6 重復(fù)壓裂選井選層的原則123 重復(fù)壓裂技術(shù)應(yīng)用效果分析143.1 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用143.1.1 rangely 油田143.1.2 阿南油藏153.1.3 安塞坪橋油田163.2 應(yīng)用效果分析163.3 存在的問題174結(jié)論與建議184.1 結(jié)論184.2 建議18參考文獻(xiàn)191 緒論水力壓裂技術(shù)經(jīng)過了近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，特別是自80年代末以來，在壓裂設(shè)計(jì)、壓裂液和添加劑支撐劑、壓裂設(shè)備和監(jiān)測(cè)儀器以及裂縫檢測(cè)等方面都獲得了迅速的發(fā)展

3、，使水力壓裂技術(shù)在縫高控制技術(shù)、高滲層防砂壓裂、重復(fù)壓裂、深穿透壓裂以及大砂量多級(jí)壓裂等方面都出現(xiàn)了新的突破?，F(xiàn)在水力壓裂技術(shù)作為油水井增產(chǎn)增注的主要措施，已廣泛應(yīng)用于低滲透油氣田的開發(fā)中，通過水力壓裂改善了井底附近的滲流條件，提高了油井產(chǎn)能，在美國有30%的原油產(chǎn)量是通過壓裂獲得的國內(nèi)低滲油田的產(chǎn)量和通過水力壓裂改造獲得的產(chǎn)量也在逐漸增加，水力壓裂技術(shù)的最優(yōu)實(shí)施和關(guān)鍵性技術(shù)的突破，將給石油工業(yè)帶來不可估量的前景。水力壓裂技術(shù)自發(fā)展半個(gè)多世紀(jì)以來，為增加油氣井產(chǎn)量、提高油氣田開發(fā)水平作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。但不是所有的壓裂措施都能達(dá)到預(yù)期的增產(chǎn)效果，許多油氣井壓裂以后增產(chǎn)效果不理想甚至沒有增產(chǎn)效

4、果，其中一個(gè)重要原因就是壓裂過程中壓裂本身對(duì)油氣層造成了損害。因此有必要對(duì)壓裂過程中的裂縫損害進(jìn)行研究并找出相應(yīng)的解決措施。水力壓裂過程中存在的損害主要包括粘土膨脹與顆粒運(yùn)移損害、機(jī)械雜質(zhì)引起堵塞損害、支撐裂縫導(dǎo)流能力的損害等。所以，要提高壓裂效果，可以從改進(jìn)壓后裂縫導(dǎo)流能力和提高裂縫壁面附近地層的滲透率兩個(gè)方面入手，這就是要進(jìn)行水力壓裂復(fù)合酸化技術(shù)研究的依據(jù)。酸液體系是否合理是能否消除壓裂液對(duì)裂縫壁面及支撐劑層損害的關(guān)鍵因素，因此也是水力壓裂復(fù)合酸化技術(shù)能否取得成功的關(guān)鍵。本文對(duì)己有的幾種酸液配方分別進(jìn)行壓裂液傷害的解堵效果實(shí)驗(yàn)，篩選出最合理有效的酸液配方，并進(jìn)行了對(duì)地層的酸化效果評(píng)價(jià)和對(duì)支

5、撐劑層的解堵效果評(píng)價(jià)。經(jīng)分析對(duì)比表明，通過實(shí)驗(yàn)篩選出的合理的酸液配方能較好的改善裂縫壁面附近地層的滲透率和支撐裂縫的導(dǎo)流能力。通過酸液處理后，如果返排徹底，其導(dǎo)流能力可以恢復(fù)到裂縫初始導(dǎo)流能力。同樣水力壓裂技術(shù)自應(yīng)用以來，已被證明是一項(xiàng)行之有效的增產(chǎn)工藝技術(shù)，但是，隨著壓裂井(層)的開發(fā)生產(chǎn)，第一次產(chǎn)生的水力裂縫會(huì)逐漸失去作用，因此必須進(jìn)行重復(fù)壓裂來提高油氣井的產(chǎn)量，以保證油氣藏實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的開發(fā)目標(biāo)。所謂重復(fù)壓裂是指同層的第二次或更多次的壓裂。早在50年代，國內(nèi)外就已開始進(jìn)行重復(fù)壓裂，在美國將近30%的壓裂屬于重復(fù)壓裂，我國則更普遍一些。受當(dāng)時(shí)技術(shù)與認(rèn)識(shí)水平的限制，一般認(rèn)為，重復(fù)壓裂是原有水

6、力裂縫的進(jìn)一步延伸或重新張開已經(jīng)閉合的水力裂縫，且施工規(guī)模必須大于第一次壓裂作業(yè)的24倍，才能獲得與前次持平的產(chǎn)量，否則，重復(fù)壓裂是無效的。到了80年代中、后期，隨著油氣價(jià)格的變化和現(xiàn)代水力壓裂技術(shù)的發(fā)展，國外(主要是美國)又將重復(fù)壓裂作為一項(xiàng)重要的技術(shù)研究課題，從重復(fù)壓裂機(jī)制、油藏?cái)?shù)值模擬、壓裂材料、壓裂設(shè)計(jì)、施工等方面進(jìn)行研究攻關(guān)，獲得的主要認(rèn)識(shí)有：(1)重復(fù)壓裂的水力裂縫方位可能與第一次形成的裂縫方位有所不同，即重復(fù)壓裂可能產(chǎn)生出新的水力裂縫；(2)重復(fù)壓裂應(yīng)重新優(yōu)選壓裂材料；(3)對(duì)于致密氣藏，重復(fù)壓裂設(shè)計(jì)的原則是增加裂縫長度，對(duì)于高滲透性氣藏，則應(yīng)提高裂縫的導(dǎo)流能力。這些研究成果獲得

7、了現(xiàn)場(chǎng)證實(shí)，如美國在阿拉斯加的kuparukriver油田在380口生產(chǎn)井中重復(fù)壓裂了185口，壓后采油指數(shù)平均提高了2倍，取得了非常好的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)效果。目前我國主要油田已進(jìn)入中、高含水期的開發(fā)階段，重復(fù)壓裂作為老油田綜合治理、控水穩(wěn)油的重要組成部分，急需以技術(shù)進(jìn)步來克服我國重復(fù)壓裂成功率低、增產(chǎn)量低、有效期短、科研落后于現(xiàn)場(chǎng)施工等被動(dòng)局面。本文結(jié)合了勝利樁74斷塊油藏的特點(diǎn)，研究了不同含水期低滲透油藏的重復(fù)壓裂技術(shù)。借助復(fù)壓前油藏評(píng)估和水力裂縫診斷，對(duì)原有水力裂縫失效原因、潛力所在、改進(jìn)途徑進(jìn)行了研究論證，提出高砂液比進(jìn)行重復(fù)壓裂的技術(shù)路線；使用油藏模擬、水力裂縫模擬研究了不同含水階段對(duì)重復(fù)壓

8、裂后產(chǎn)油量和產(chǎn)水量增長幅度的影響及重復(fù)壓裂設(shè)計(jì)；在先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的支持下選擇了適用于兩油藏的重復(fù)壓裂材料；并在兩油藏的8口井(層)上開展了重復(fù)壓裂現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取得了較好的效果，其中在勝利樁74斷塊的3口試驗(yàn)井，復(fù)壓8個(gè)月后已累計(jì)增產(chǎn)原油4251.0t，獲得166.9萬元的經(jīng)濟(jì)效益。這些初步研究成果將進(jìn)一步推動(dòng)重復(fù)壓裂技術(shù)研究，對(duì)注水開發(fā)老油田綜合治理，實(shí)現(xiàn)控水穩(wěn)油具有重要意義。水力壓裂技術(shù)是有效開發(fā)低滲透油氣藏必不可少的主要技術(shù)措施，但經(jīng)過水力壓裂后的油氣井，在生產(chǎn)過程中由于種種原因可能導(dǎo)致水力裂縫失效對(duì)這類油氣井很自然就會(huì)采取重復(fù)壓裂措施以保證油氣藏穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)、提高油氣田采收率。早在五、六十年代國內(nèi)

9、外就開展了大量的重復(fù)壓裂實(shí)踐，但由于重復(fù)壓裂開展的理論研究工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)場(chǎng)要求，使重復(fù)壓裂缺乏必要的、科學(xué)的、系統(tǒng)的理論指導(dǎo)，導(dǎo)致大量的重復(fù)壓裂作業(yè)沒有取得理想的效果主要表現(xiàn)在施工成功率低、增產(chǎn)效果差、增產(chǎn)有效期短，部分重復(fù)壓裂甚至無效。我國許多油氣田在投入開發(fā)初期就普遍進(jìn)行了壓裂改造，獲得了很好的開發(fā)效果。目前多數(shù)主力油氣田都已進(jìn)入開發(fā)中后期，重復(fù)壓裂作為老油氣田綜合治理的技術(shù)措施，是急待解決的重大課題。本文從原有裂縫失效的可能原因與重復(fù)壓裂的系統(tǒng)評(píng)估技術(shù)、重復(fù)壓裂裂縫延伸方式及判斷方法、重復(fù)壓裂的選井選層原則與方法以及重復(fù)壓裂裂縫延伸模擬方法等方面系統(tǒng)進(jìn)行了研究，對(duì)于指導(dǎo)和實(shí)施重復(fù)壓裂具

10、有重要意義。1.1 水利壓裂技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀水力壓裂就是利用地面大功率高壓機(jī)泵組，以大大超過地層吸收能力的排量將高粘液體注入井中，隨即在井底憋起高壓而劈開地層形成裂縫；繼續(xù)注入液體，促使裂縫延伸擴(kuò)張，而后將帶有支撐劑的液體注入地層。這樣停泵卸壓后即可在地層中形成具有一定長度、一定寬度和高度的填砂裂縫。由于壓裂形成的裂縫有很高的導(dǎo)流能力，有效地改善了油氣層的滲流條件，為流體提供了很好的滲流通道，降低了流體滲流阻力，從而大幅度提高油、氣、水井的產(chǎn)液、產(chǎn)氣量或吸水能力。隨著油田開發(fā)水平的提高，水力壓裂技術(shù)越來越受到人們的重視。水力壓裂自1947年在美國堪薩斯州胡果頓氣田試驗(yàn)成功以來經(jīng)過50多年的發(fā)展，不

11、僅已成為油氣井增產(chǎn)、水井增注的重要技術(shù)措施，而且是油藏整體開發(fā)的重要組成部分和評(píng)價(jià)認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層的重要方法。近年來，水力壓裂己廣泛用于調(diào)整油氣層開采中的三大矛盾、提高注水效果和加快油氣田的開發(fā)速度等領(lǐng)域。此外，它可用于極低滲透率氣田的開發(fā)，使本來沒有工業(yè)價(jià)值的氣田成為具有相當(dāng)工業(yè)儲(chǔ)量和開發(fā)規(guī)模的大氣田。如今，水力壓裂技術(shù)在裂縫模型、壓裂井動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、壓裂液、支撐劑、壓裂施工設(shè)備、應(yīng)用領(lǐng)域等方面均取得了驚人的發(fā)展。壓裂液方面：目前，國內(nèi)壓裂液已形成系列，品種達(dá)30多種，常見的水基壓裂液，占90%，泡沫壓裂液占約10%，油基壓裂液使用很少。90年代，研制出了延遲交聯(lián)技術(shù)和新型膠囊破膠劑技術(shù)，從而研制出低傷

12、害壓裂液，但如前所述，硼酸鹽交聯(lián)壓裂液溶具有10%20%的傷害率，這對(duì)于低滲透油層乃是十分有害的，于是國外一些公司有相繼研制出新型無傷害壓裂液。這類壓裂液的最大特點(diǎn)是不含聚合物綢化劑，或綢化劑濃度極低。如液態(tài)co2壓裂液就是用100%的純液態(tài)co2，它具有返排徹底、無殘?jiān)?、?duì)地層無傷害等特點(diǎn)。再如粘彈性表面活性劑基壓裂液不含聚合物而是含有一種從長鏈脂肪酸得來的基胺鹽，這種壓裂液也具有不需要破膠劑，壓后返徘徹底、無傷害等特點(diǎn)。自進(jìn)行大規(guī)模水力壓裂以來，壓裂液無論從單項(xiàng)添加劑研制、整體壓裂液配方體系的形成、室內(nèi)研究儀器設(shè)備和方法以及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工藝技術(shù)等均發(fā)生了重大變化，特別是20世紀(jì)90年代以來，壓

13、裂液體系研究趨于完善，在壓裂液化學(xué)和應(yīng)用工藝技術(shù)方面又取得了許多新的突破，并在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。支撐劑方面：近年來，中等強(qiáng)度和高強(qiáng)度支撐劑發(fā)展較快，與石英砂形成了支撐劑系列，可滿足不同目的的壓裂要求。中等強(qiáng)度的支撐劑有樹脂包層石英砂。樹脂包層支撐劑是70年代末研究出來的，80年代發(fā)展完善，目前己代替燒結(jié)鋁鋇土支撐劑。它有兩種：固化和預(yù)固化。固化砂在地層溫度下固結(jié)，這對(duì)于防止壓后裂縫吐砂和防止地層出砂有一定效果；預(yù)固化砂則是在地面上已形成完好的樹脂薄膜包囊，它的優(yōu)點(diǎn)是：樹脂薄膜包囊起來的砂子，增加了粒間的接觸面積，提高了抵抗閉合應(yīng)力的能力；樹脂薄膜可將壓碎的砂粒小塊、粉砂包囊起來，減少了

14、微粒的運(yùn)移與堵塞孔道的機(jī)會(huì)；樹脂包層砂總的體積密度比高強(qiáng)度人造支撐劑要低，便于懸浮，降低了對(duì)攜砂液的要求。支撐劑回流一直是困擾油氣采輸?shù)碾y題之一，也是支撐劑發(fā)展急需解決的問題。近年來，國外包膠支撐劑及支撐劑回流控制技術(shù)得到了不斷完善和發(fā)展。近期支撐劑的技術(shù)進(jìn)展是：a雙涂層技術(shù)；b部分固化支撐劑：c吠喃樹脂包層支撐劑；dhtl-pcp支撐劑系統(tǒng)；e支撐劑返排控制技術(shù)；f支撐劑的優(yōu)化設(shè)計(jì)。壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展：近幾年來，各種壓裂監(jiān)測(cè)設(shè)備和監(jiān)測(cè)技術(shù)都得到了較大的發(fā)展。裂縫高度檢測(cè)方法包括井溫測(cè)量法和放射性同位素示蹤法。裂縫方位和幾何尺寸的主要檢測(cè)方法是在裸眼井中下井下電視測(cè)量、微地震測(cè)量、無線電脈沖測(cè)

15、量等方法對(duì)裂縫進(jìn)行探測(cè)，通過傳送系統(tǒng)在地面進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，根據(jù)圖像觀察和分析裂縫的方位和幾何形態(tài)。裂縫模型的發(fā)展：壓裂設(shè)計(jì)模型是綜合巖石斷裂力學(xué)和固液兩相流體力學(xué)、傳熱學(xué)等模擬水力裂縫幾何形狀和參數(shù)，由壓裂設(shè)計(jì)模型編制的壓裂設(shè)計(jì)軟件己普遍應(yīng)用于所有油田的壓裂施工。目前國內(nèi)外己提出許多種復(fù)雜程度不同的模型來預(yù)測(cè)裂縫的幾何形狀，大致可分為二維模型、擬三維模型、真三維模型。從二維模型到真三維模型，假設(shè)條件依次變寬，而求解的復(fù)雜度卻呈幾何級(jí)遞增，當(dāng)然模擬實(shí)際壓裂的準(zhǔn)確性也越來越高。在國外，80年代以前，壓裂設(shè)計(jì)使用的主要是二維軟件，進(jìn)入90年代后，擬三維壓裂設(shè)計(jì)軟件的使用率達(dá)到了80，全三維軟件和二維軟

16、件各為10%左右，世界各主要石油服務(wù)公司已廣泛應(yīng)用擬三維壓裂設(shè)計(jì)軟件，而且己擁有比較成熟的全三維軟件。目前，全三維軟件由于所需的很多參數(shù)無法準(zhǔn)確確定和需要較高檔的計(jì)算工具(工作站)及較長的計(jì)算時(shí)間，所以在礦場(chǎng)上還沒有普遍使用，而主要用于評(píng)價(jià)擬三維設(shè)計(jì)軟件的精確程度和一些復(fù)雜井層的施工設(shè)計(jì)。論文下節(jié)將對(duì)主要的壓裂模型作簡單介紹。縫高控制技術(shù)的發(fā)展：壓裂過程中，當(dāng)油層為薄油層或上下遮擋層為弱應(yīng)力層時(shí)，壓裂裂縫可能會(huì)穿透生產(chǎn)層進(jìn)入遮擋層，達(dá)不到壓裂效果，嚴(yán)重時(shí)甚至連通含水層造成水竄，從而導(dǎo)致壓裂失敗。因此近幾年來，國內(nèi)外對(duì)縫高控制技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究。目前的主要方法有：建立人工隔層控制縫高；非支撐劑

17、液體段塞控制縫高；調(diào)整壓裂液密度控制縫高；冷水水力壓裂控制縫高。高砂比與端部脫砂壓裂技術(shù)：由于壓裂液和支撐劑的性能得到改善和提高使高砂比壓裂和端部脫砂壓裂成為80年代末期發(fā)展起來的兩項(xiàng)新的壓裂工藝技術(shù)。高砂比壓裂技術(shù)是指提高地面砂液比，使支撐裂縫的支撐劑鋪置濃度增加，以提高裂縫導(dǎo)流能力，增加水力裂縫的流通面積，降低流體在水力裂縫中的流動(dòng)阻力。一般把裂縫內(nèi)單位面積的砂濃度大于10kg的壓裂稱為高砂比壓裂。70年代后期，由于新型聚合物的發(fā)展以及儲(chǔ)存、傳輸、混合、泵送及計(jì)量裝備的發(fā)展，使以提高縫內(nèi)支撐劑濃度為目的的高砂比壓裂迅速發(fā)展起來，第一次高砂比壓裂作業(yè)的設(shè)計(jì)及施工是1976年在墨西哥州blac

18、o油田地層深度1524-1829m的一口井上進(jìn)行的。目前，實(shí)驗(yàn)及研究己證明高砂濃度支撐裂縫在提高裂縫導(dǎo)流能力方面具有很大的潛力。而端部脫砂壓裂技術(shù)是1987年由smith等人首次提出，它是一種非常規(guī)的壓裂技術(shù)，當(dāng)裂縫達(dá)到預(yù)定的縫長時(shí)，前置液全部濾失完，這時(shí)在裂縫端部將發(fā)生脫砂(即砂堵)，裂縫凈壓力急劇升高，迫使裂縫在寬度方向上發(fā)展，以獲得比常規(guī)壓裂寬幾倍至幾十倍的支撐裂縫，從而大幅度提高裂縫導(dǎo)流能力。該技術(shù)在疏松地層的壓裂防砂、中高滲透地層壓裂和老井重復(fù)壓裂中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，國內(nèi)外高砂比與端部脫砂壓裂技術(shù)還沒有系統(tǒng)化、成熟化。1.2 水力壓裂新工藝和新技術(shù)1）高壓水旋轉(zhuǎn)射流技術(shù)：高壓水

19、旋轉(zhuǎn)射流技術(shù)是利用井下可控轉(zhuǎn)速的自振空化發(fā)生器產(chǎn)生低頻水力波、高頻振蕩沖擊波和空化超聲波三種物理作用，對(duì)近井地層進(jìn)行直接深穿透處理，徹底清除儲(chǔ)層堵塞，疏通油流孔道，從而提高處理深度和處理效果，使油水井恢復(fù)生產(chǎn)。該技術(shù)具有效率高、成本低、無污染等優(yōu)點(diǎn)，是適用于低滲油田油水井增產(chǎn)增注的新型工藝技術(shù)。（1）基本原理高壓水旋轉(zhuǎn)射流解堵工具主要由井下過濾器、扶正器、旋轉(zhuǎn)控制器和自振空化噴射器組成。整套工具用油管下至待處理目的層，處理液通過水泥車打壓經(jīng)單向閥、過濾器后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)發(fā)生器，產(chǎn)生多股徑向高壓水射流。噴頭上沿四周分布四個(gè)風(fēng)琴管噴嘴，其中兩個(gè)傾斜動(dòng)力噴嘴噴出側(cè)向射流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，驅(qū)動(dòng)噴頭旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)徑向

20、噴嘴產(chǎn)生徑向高頻自振空化射流，直接沖擊管壁和地層。工具在井下邊旋轉(zhuǎn)邊上下移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)速度由旋轉(zhuǎn)控制器控制，每轉(zhuǎn)一周有四個(gè)水力脈沖，同時(shí)產(chǎn)生低頻旋轉(zhuǎn)水力波、高頻振蕩沖擊波、空化噪聲超聲波三種物理作用綜合作用地層，達(dá)到對(duì)整個(gè)射孔井段的完全處理。（2）作用機(jī)理1) 低頻旋轉(zhuǎn)水力波。射流噴射器旋轉(zhuǎn)時(shí)，在井筒內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)水力擾動(dòng)波，旋轉(zhuǎn)速度為100400r/ min ，這種低頻旋轉(zhuǎn)水力波作用在地層，使沉積在地層孔隙內(nèi)的機(jī)械雜質(zhì)和堵塞物逐漸松動(dòng)脫落，分散在液體中被水射流沖刷帶出，達(dá)到疏通孔道、解除堵塞的目的。同時(shí)，地層巖石在低頻旋轉(zhuǎn)水力波的反復(fù)作用下，產(chǎn)生疲勞微裂縫網(wǎng)，并隨水力波的深入，裂縫不斷擴(kuò)大和延伸。

21、2) 自激振蕩沖擊波。自激振蕩射流具有強(qiáng)烈的壓力振蕩和沖蝕巖石效果。試驗(yàn)證明，射流振動(dòng)頻率為幾千至上萬赫茲，壓力脈動(dòng)幅度達(dá)24 %37 % ，在相同泵壓條件下，沖蝕巖石效果為普通射流的24倍。噴射器在井下旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生4次水力脈沖，每次水力脈沖本身又是自激振蕩射流，這種自激振蕩射流直接沖入近井地帶深穿透沖擊解堵，同時(shí)使地層巖石沖擊破碎，產(chǎn)生新的微裂縫，從而提高地層滲透率。3) 空化噪聲超聲波。噴射器產(chǎn)生高頻振蕩射流的同時(shí)，產(chǎn)生高頻、強(qiáng)輻射、深穿透空化噪聲，頻率高達(dá)10khz。這種高頻超聲波一方面有助于疏通油水通道，增加地層壓力梯度，另一方面改變?cè)头肿咏Y(jié)構(gòu)，降低原油粘度，減小巖石和油水界面上的表

22、面張力，從而改善原油流動(dòng)性，提高原油采出程度。（3）適用范圍和選井條件1) 地層滲透性較高，具有一定產(chǎn)能，近井地帶污染堵塞引起產(chǎn)量下降或停產(chǎn)停注的油水井。2) 地層污染堵塞又具有酸敏、水敏特性，不易酸化等措施的油水井。3) 地層能量低，酸化后無法排酸的井。4) 油層薄、層段小，層間干擾嚴(yán)重的多層分注井。5) 需調(diào)整油井產(chǎn)液剖面及水井吸水剖面的井。6) 可作為油水井酸化、壓裂、注蒸汽、注聚等措施前的預(yù)處理。端部脫砂壓裂技術(shù)（tso）：隨著油氣田開采技術(shù)的發(fā)展和多種工藝技術(shù)的交叉綜合運(yùn)用，壓裂技術(shù)應(yīng)用范圍已不再局限于低滲透地層，中高滲透地層也開始用該技術(shù)提高開發(fā)效果。當(dāng)壓裂技術(shù)應(yīng)用于中高滲透性地層

23、時(shí)，希望形成短而寬的裂縫，并盡可能地將裂縫控制在油氣層范圍內(nèi)。為了適應(yīng)這一特殊的要求，國外于20世紀(jì)80年代中期研制開發(fā)了端部脫砂壓裂技術(shù)，并很快應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)，目前國內(nèi)也開展了這方面的研究，并取得了很大的進(jìn)展。（4）重復(fù)壓裂技術(shù)重復(fù)壓裂技術(shù)是改造失效井和產(chǎn)量已處于經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)線以下的壓裂井的有效措施。美國對(duì)重復(fù)壓裂技術(shù)的理論研究、工藝技術(shù)和礦場(chǎng)應(yīng)用都作了大量有成效的工作。如美國的rangely油田在891口井上作業(yè)1700多次，許多井壓裂達(dá)4次之多，重復(fù)壓裂成功率達(dá)到7080。north westbark unit油田在重復(fù)壓裂作業(yè)時(shí)采用先進(jìn)的強(qiáng)制閉合技術(shù)和端部脫砂技術(shù)，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。重復(fù)壓

24、裂可用來改造低、中滲透地層；適用于常規(guī)直井、大斜度井和水平井。高滲層防砂壓裂技術(shù)：高滲透地層的防砂壓裂是指對(duì)高滲透地層進(jìn)行壓裂的同時(shí)，又完成了充填防砂作業(yè)。常規(guī)的礫石充填防砂方法對(duì)高滲透地層容易造成傷害，嚴(yán)重降低導(dǎo)流能力。該項(xiàng)技術(shù)要求采用端部脫砂技術(shù)，使裂縫中的支撐劑濃度達(dá)到足夠高。加砂之后繼續(xù)泵注一段時(shí)間增大凈壓力可以進(jìn)一步擴(kuò)大裂縫寬度。若有必要，在施工末期略微降低泵速，可以使支撐劑更好地充填于裂縫中。經(jīng)驗(yàn)表明，與低滲透地層壓裂相比，高滲透地層壓裂可以產(chǎn)生較高的裂縫導(dǎo)流能力。這不僅能夠獲得更高的產(chǎn)量，而且也是極有效的防砂措施。但是應(yīng)當(dāng)注意，產(chǎn)量過高、產(chǎn)量變化、水浸等都有可能導(dǎo)致出砂或出砂加重

25、和減產(chǎn)。借助微壓裂可獲得較精確的裂縫閉合壓力、閉合時(shí)間、壓裂液效率、初損量、濾失系數(shù)等數(shù)據(jù)，還可以設(shè)計(jì)產(chǎn)生短、寬裂縫，以進(jìn)一步減小表皮因子。常用的水基壓裂液是線性膠凝羥乙基纖維素和硼酸鹽交聯(lián)液，前者主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)地層無傷害性，后者具有良好的可逆性，使支撐劑充填層恢復(fù)高滲透率。上述兩種壓裂液組成的復(fù)合壓裂既能保護(hù)地層又能造出高導(dǎo)流能力的裂縫，用于高滲透地層壓裂效果甚佳。采用大顆粒支撐劑效果較好，是發(fā)展趨勢(shì)。目前優(yōu)選的是2040目砂。常規(guī)的礫石充填所用的砂的顆粒太小，不能有效地減小近井地帶壓降和防止出砂。采用該項(xiàng)技術(shù)在路易斯安那海上氣田滲透率50010-3100010-3m2地層，使單井日產(chǎn)量高達(dá)2

26、83104m3以上，遠(yuǎn)高于在該地區(qū)用常規(guī)礫石充填的井的產(chǎn)量。在西部非洲一個(gè)高滲透新油田的開發(fā)中，采用該項(xiàng)技術(shù)使表皮因子下降到20，生產(chǎn)和防砂均取得良好效果。低滲層深穿透壓裂技術(shù)：水力壓裂是強(qiáng)化開發(fā)低滲層的基本方法之一，如果僅僅用于處理地層的近井地帶，只能取得很有限的效果。近幾年來深穿透壓裂技術(shù)的發(fā)展，使其產(chǎn)生的裂縫長度可達(dá)3001200m，極大地?cái)U(kuò)大了低滲層的可采儲(chǔ)量和產(chǎn)量，有力地提高了開發(fā)低滲層的效益。前蘇聯(lián)借助電子計(jì)算機(jī)對(duì)利用該技術(shù)開發(fā)低滲層進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分析。結(jié)果表明，目前可有效開發(fā)的低滲層儲(chǔ)量占其總儲(chǔ)量的50以上，其中24屬于由于利用了該技術(shù)而成為新增可采儲(chǔ)量，76屬于利用該技術(shù)可成倍地

27、提高開發(fā)速度和提高最終采收率的高效可采儲(chǔ)量；并認(rèn)為對(duì)于深度不超過2500m的井可以用現(xiàn)有的70mpa壓力的壓裂設(shè)備和石英砂，而對(duì)于較深的井，特別是超過3000m的井，需要用105mpa壓力的壓裂設(shè)備和更可靠的支撐劑。借助于近年迅速發(fā)展的先進(jìn)的壓裂工藝、材料和技術(shù)設(shè)備，深穿透水力壓裂技術(shù)從設(shè)計(jì)到實(shí)施，已有可能較好地實(shí)現(xiàn)。為了保證該技術(shù)有效地廣泛應(yīng)用，目前需要盡快解決的主要問題是研究應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)處理的井的最佳水動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。為此國內(nèi)外都在致力于利用電子模型和數(shù)學(xué)模型研究水力裂縫對(duì)油田開發(fā)指標(biāo)的影響，處理好油藏、流體特性和裂縫幾何尺寸、方位及導(dǎo)流能力與開發(fā)注采系統(tǒng)之間的關(guān)系，最大限度地提高油田的開發(fā)指

28、標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。低滲透深穿透水力壓裂在北美得到了最廣泛的應(yīng)用。美國2530的原油儲(chǔ)量是利用該項(xiàng)技術(shù)采出來的。每年進(jìn)行40006000次作業(yè)，加拿大的低滲層儲(chǔ)量所占比例更大，每年進(jìn)行大約1500次作業(yè)。低滲層大砂量多級(jí)壓裂技術(shù)：低滲透地層往往具有巖性致密、地下閉合應(yīng)力高等特點(diǎn)。對(duì)這樣的低滲透地層采用通常的水力壓裂技術(shù)，由于裂縫閉合較快，支撐砂易破碎等原因，作業(yè)有效期一般都很短，考慮到經(jīng)濟(jì)因素，甚至是得不償失。如何能建立和維護(hù)裂縫的高導(dǎo)流能力，以便保持非穩(wěn)態(tài)流期間的高流量，是作業(yè)效果成敗優(yōu)劣的關(guān)鍵。為此，近年還發(fā)展了大砂量多級(jí)壓裂技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)目的是在整個(gè)生產(chǎn)層段產(chǎn)生較大的導(dǎo)流通道，因此首先需要大的

29、用砂量。據(jù)估算，要使無因次裂縫導(dǎo)流能力大于10，用砂量需增加300?？紤]到完井層段的間隔、裂縫高度、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控以及機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)等因素，采取逐步加大用砂量的方式，而且用砂量仍呈增大趨勢(shì)，目前已設(shè)計(jì)一次作業(yè)用砂量高達(dá)2271042724104kg，并使用壓裂環(huán)和投球。因地下閉合應(yīng)力高，支撐劑選用2040目砂或其它大顆粒高強(qiáng)度支撐劑，由于用砂量大，要求使用能在高溫剪切作用下保持較高粘度，具有良好抗濾失性和摩阻小的壓裂液?，F(xiàn)場(chǎng)用的一種適合地層能量較高的線性凝膠，能保證在較高的井口油壓下具有足夠的攜砂能力，裂縫的穿透度相應(yīng)也較大，一般達(dá)到泄流半徑的70。施工后液體能快速返排，是保證油井良好生產(chǎn)動(dòng)態(tài)最關(guān)鍵的因素

30、。美國俄克拉何馬州南部致密氣層完井層段厚30484572m，井深2133627432m。其主力產(chǎn)層為石灰?guī)r，多處白云巖化，并含有砂質(zhì)層系，采用大砂量多級(jí)壓裂技術(shù)后，初產(chǎn)量比常規(guī)壓裂平均高63。在第一個(gè)月內(nèi)平均日產(chǎn)量高于28104m3的井占62%以上，而以前達(dá)到這一初產(chǎn)水平的井只有33。2 重復(fù)壓裂的涵義及其機(jī)理分析2.1 重復(fù)壓裂涵義重復(fù)壓裂是指在同一口井進(jìn)行兩次或兩次以上的壓裂。這主要是壓裂后隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長，導(dǎo)致油( 氣) 產(chǎn)能在一段時(shí)間后下降， 或者是該井壓裂后經(jīng)過一段時(shí)間， 又發(fā)現(xiàn)了其它層位上有更大的開發(fā)潛力， 于是又對(duì)其進(jìn)行壓裂?；趯?duì)重復(fù)壓裂方式的不同理解， 目前國內(nèi)外實(shí)施的重復(fù)

31、壓裂有3種方式：(1) 層內(nèi)壓出新裂縫。由于厚油層在縱向上的非均質(zhì)性， 油層內(nèi)見效程度不同， 層內(nèi)矛盾突出而影響開發(fā)效果?？梢酝ㄟ^補(bǔ)射非主力油層或?qū)Ψ蔷|(zhì)厚油層重復(fù)壓裂、或者壓裂同井新層等措施改善出油剖面， 從而取得很好的效果。實(shí)質(zhì)上， 這是對(duì)重復(fù)壓裂的早期認(rèn)識(shí)， 嚴(yán)格地講應(yīng)當(dāng)屬于分層壓裂的技術(shù)范疇。但國內(nèi)以前主要基于這種認(rèn)識(shí)開展理論和實(shí)踐探索。(2) 延伸原有裂縫。油田開發(fā)過程中， 由于壓力、溫度等環(huán)境條件的改變， 引起原有壓裂裂縫失效。這類井需要加砂重新?lián)伍_原有裂縫， 穿透堵塞帶就可以獲得不同程度的效果。另外， 壓裂改造規(guī)模不夠， 或者支撐裂縫短， 或者裂縫導(dǎo)流能力低， 這類井必須加大壓裂

32、規(guī)模繼續(xù)延伸原有裂縫， 或者提高砂量以增加裂縫導(dǎo)流能力， 這是目前最常用的重復(fù)壓裂概念。為了獲得較長的增產(chǎn)有效期， 必須優(yōu)化設(shè)計(jì)重復(fù)壓裂規(guī)模( 液量、砂量) 。(3) 改向重復(fù)壓裂( 即堵老縫壓新縫) 。油田的低滲透層已處于高含水期， 原有裂縫控制的原油產(chǎn)量已接近全部采出， 裂縫成了水的主要通道， 但某些井在現(xiàn)有采出條件下尚控制有一定的剩余可采儲(chǔ)量。這時(shí)最好的辦法是將原有裂縫堵死， 重新壓裂， 在與原有裂縫呈一定角度方向上造新縫， 這樣既可堵水， 又可增加采油量。即研究了一種高強(qiáng)度的裂縫堵劑封堵原有裂縫， 當(dāng)堵劑泵入井內(nèi)后有選擇性地進(jìn)入并封堵原有裂縫， 但不能滲入地層孔隙而堵塞巖石孔隙， 同時(shí)

33、在井筒周圍能夠有效地封堵射孔孔眼； 然后采用定向射孔技術(shù)重新射孔以保證在不同于原有裂縫的方位(最佳方位是垂直于原有裂縫的方位)重新定向射孔， 以保證重復(fù)壓裂時(shí)使裂縫改向， 也即形成新的裂縫； 從而采出最小主應(yīng)力方向或接近最小主應(yīng)力方向泄油面積的油氣， 實(shí)現(xiàn)控水增油。chevron 石油技術(shù)公司、unocal 公司、dowell 公司和美國lost hill 油田測(cè)試都已經(jīng)證明了改向重復(fù)壓裂的可能性。根據(jù)最小主應(yīng)力原理，重復(fù)壓裂裂縫延伸方式依然取決于儲(chǔ)層應(yīng)力狀態(tài)，不以人們的主觀意志為轉(zhuǎn)移而受客觀應(yīng)力條件控制。前次形成的人工裂縫、地層流體壓力變化、孔隙熱彈性應(yīng)力、鄰井注水生產(chǎn)活動(dòng)都產(chǎn)生新的誘導(dǎo)應(yīng)力

34、。它們的迭加結(jié)果決定了重復(fù)壓裂裂縫延伸規(guī)律。如果xmin+x 誘導(dǎo)ymax+y 誘導(dǎo)， 就改變以前的應(yīng)力狀態(tài)， 重復(fù)壓裂裂縫就可能重新定向。因而在井筒附近也就有可能改變重復(fù)壓裂裂縫方位， 但距井筒一段距離后， 裂縫仍沿原來的方位延伸。2.2 重復(fù)壓裂機(jī)理通過部分重復(fù)壓裂井初次壓裂瞬時(shí)停泵和重復(fù)壓裂瞬時(shí)停泵所測(cè)的數(shù)據(jù)(表2.1)， 可以看出， 初次壓裂施工瞬時(shí)停泵壓力普遍高于重復(fù)壓裂時(shí)的瞬時(shí)停泵壓力。這說明重復(fù)壓裂的破裂壓力要低于初次壓裂的破裂壓力， 這很可能是由于重復(fù)壓裂裂縫重合于初次壓裂裂縫所致。由于初次壓裂巖石的抗張強(qiáng)度要高于重復(fù)壓裂時(shí)巖石的抗張強(qiáng)度， 因此，重復(fù)壓裂時(shí)的破裂壓力要低于初次

35、壓裂時(shí)的破裂壓力。表2.1 部分重復(fù)壓裂井初次壓裂和重復(fù)壓裂瞬時(shí)停泵壓力井號(hào) 初次壓裂/mpa 初次壓裂/ mpa靜38-64 27.3 22.0靜38-64 25.0 20.4前54-4 34.0 29.0坨32-38 29.7 26.0坨26-36 32.0 29.8張1 30.0 26.0冷43-44-564 23.0 19.5 冷43-82-568 24.0 19.0冷43-17-170 26.0 23.4錦2-14-110 19.0 16.52.2.1 閉合壓力變化隨著油田的開發(fā)， 油層壓力和孔隙壓力要逐漸降低。另一方面， 初次壓裂施工， 油井生產(chǎn)一段時(shí)間后， 將產(chǎn)生一個(gè)水平孔隙壓力

36、梯度。靠近井筒的孔隙壓力降低， 使得裂縫閉合壓力增大， 導(dǎo)致初次壓裂使用的支撐劑破碎或嵌入地層， 從而使初次壓裂形成的水力裂縫導(dǎo)流能力大大降低。因此， 重復(fù)壓裂時(shí)要選擇比初次壓裂強(qiáng)度更高的、與地層匹配的支撐劑， 這是保證重復(fù)壓裂有效的一個(gè)重要條件。2.2.2 重復(fù)壓裂裂縫張開平面的方位有兩個(gè)因素可以改變局部的地應(yīng)力方位， 一是支撐裂縫產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力； 二是孔隙壓力在油藏中重新分布產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力。通過本區(qū)塊其它井的生產(chǎn)和注入， 或該井自身的生產(chǎn)， 可以改變其油藏壓力， 井眼周圍應(yīng)力場(chǎng)的變化可以改變重復(fù)壓裂的裂縫方位。2.2.3 重復(fù)壓裂最優(yōu)時(shí)間確定為了確定重復(fù)壓裂的最優(yōu)時(shí)間， 需要考慮裂縫轉(zhuǎn)向之

37、前的長度和當(dāng)時(shí)的孔隙壓力分布。試驗(yàn)表明：重復(fù)壓裂的間隔時(shí)間越長， 裂縫轉(zhuǎn)向之前的長度越長。幾年后雖然孔隙壓力繼續(xù)下降， 但裂縫轉(zhuǎn)向之前的長度增長卻很緩慢。重復(fù)壓裂的最佳時(shí)機(jī)是此時(shí)裂縫長度可以達(dá)到很長或裂縫將延伸到的區(qū)域孔隙壓力仍很多， 當(dāng)?shù)貙討?yīng)力分布及油藏特性諸如孔隙度、滲透率、地應(yīng)力等控制壓力分布的因素已知時(shí)， 可以確定重復(fù)壓裂的最佳時(shí)機(jī)。當(dāng)?shù)貞?yīng)力大小不能精確確定時(shí)， 仍可利用應(yīng)力分布較好地估計(jì)重復(fù)壓裂最優(yōu)時(shí)機(jī)。2.2.4 裂縫失效原因重復(fù)壓裂原裂縫失效的原因主要有兩方面：即各種原因引起的裂縫及其附近地層堵塞；原有裂縫在油田開發(fā)過程中閉合。（1)化學(xué)結(jié)垢和沉積引起堵塞。地層水中存在結(jié)垢離子，

38、如ca2+，hco3-等，在油井生產(chǎn)過程中由于壓力降低而結(jié)垢。另外，地層水與產(chǎn)出水或不同產(chǎn)出水間成垢離子相互作用，或下降脫氣要產(chǎn)生baso4，caso4，srso4等垢。而且原生水隨著壓力下降和微粒運(yùn)移也會(huì)自然產(chǎn)生結(jié)垢。此外，膠質(zhì)、瀝青等重質(zhì)烴組分沉積也將堵塞裂縫及附近地層。(2)微粒運(yùn)移引起堵塞。泥質(zhì)膠結(jié)儲(chǔ)層中，粘土多呈薄片堆積于孔隙中。注入水等外來水改變了地層水的礦化度，ph值變化可能會(huì)破壞地層水中存在的陽離子同粘土片表面的負(fù)電荷作用保持電中性的平衡，或者由于陽離子集中造成粘土片分散。另外，親水地層可能在砂粒附近不運(yùn)移的束縛水中含微粒，若水侵入移動(dòng)水相，則這些微粒即分散而參加運(yùn)移。微粒運(yùn)移

39、最終導(dǎo)致顆粒橋堵孔隙喉道，降低地層的滲透率。(3)壓裂裂縫閉合。我國油田大部分井都是經(jīng)過壓裂投產(chǎn)的，隨著油田開采，地層壓力降低，圍巖對(duì)裂縫的應(yīng)力增大，裂縫中支撐砂承受的壓力增加，當(dāng)超過砂的破裂強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生破碎；或者支撐劑在長期承壓下產(chǎn)生日益嚴(yán)重的變形，從而使裂縫的有效縫寬變小，降低了裂縫導(dǎo)流能力，油井產(chǎn)量下降。以上諸因素并不是孤立產(chǎn)生影響的，而是綜合作用的結(jié)果。由于油層本身的特性，在不同的井層起主導(dǎo)作用的因素不同，選井評(píng)層時(shí)要具體分析。2.2.5 重復(fù)壓裂評(píng)估重復(fù)壓裂評(píng)估目的在于認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層與裂縫當(dāng)前狀況、評(píng)價(jià)前次壓裂材料和壓裂工藝有效性，為選井評(píng)層提供基礎(chǔ)資料。(1)單井狀況評(píng)價(jià)。單井狀況評(píng)估包

40、括當(dāng)前裂縫狀況分析和井的生產(chǎn)能力分析。前者以試井分析為主要工具，理論和實(shí)踐都表明：不同類型油藏的壓力時(shí)間雙對(duì)數(shù)曲線(包括壓力導(dǎo)數(shù)曲線)在不同流動(dòng)階段具有不同的形狀，按有限導(dǎo)流能力裂縫試井分析的壓力擬合計(jì)算流動(dòng)系數(shù)，由時(shí)間擬合計(jì)算折算半徑、表皮系數(shù)和有效支撐縫長。后者以油藏?cái)?shù)值模擬為基礎(chǔ)，以了解油藏的生產(chǎn)歷程、產(chǎn)量和累積產(chǎn)量變化，模擬評(píng)估支撐劑在裂縫中的狀況和裂縫導(dǎo)流能力等；根據(jù)井網(wǎng)條件和油藏滲流規(guī)律計(jì)算分析水力裂縫方位、支撐縫長和導(dǎo)流能力對(duì)井產(chǎn)能變化、掃油效率和最終采收率的影響。(2)壓裂材料評(píng)估。支撐劑評(píng)價(jià)：包括對(duì)支撐劑進(jìn)行物理評(píng)價(jià)和導(dǎo)流能力評(píng)價(jià)。目前，國內(nèi)的石英砂產(chǎn)地多、但性能差異大，在不

41、同閉合應(yīng)力下的導(dǎo)流能力相差很大。必須結(jié)合地層的壓力、溫度和環(huán)境條件進(jìn)行仔細(xì)評(píng)價(jià)。如，20/40目蘭州石英砂在30mpa下的顆粒群體破碎率可達(dá)24.2%，而湖南岳陽砂最大為40.7%。另外，對(duì)石英砂的不同處理方式也要影響裂縫導(dǎo)流能力。對(duì)支撐劑性能的評(píng)價(jià)目的在于找出適當(dāng)?shù)闹蝿?。壓裂液體系評(píng)價(jià)：不同壓裂液體系性能差別很大，使用條件各不相同，必須對(duì)原有壓裂液進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，包括流變性、濾失性、溫度穩(wěn)定性和剪切穩(wěn)定性、壓裂液對(duì)地層的傷害評(píng)價(jià)。實(shí)際上，傷害評(píng)價(jià)綜合反應(yīng)了液相損害、固相損害和壓裂液殘?jiān)挠绊懀M量分析清楚各種損害的程度，以便有效地采取針對(duì)性強(qiáng)的技術(shù)措施，選擇對(duì)特定油藏條件適應(yīng)性好的壓裂液體

42、系。(3)工藝評(píng)價(jià)。包括泵注程序、加砂程序、砂比和反排狀況評(píng)價(jià)。目的在于了解前次壓裂形成的支撐剖面形狀、支撐裂縫是否充分發(fā)揮了作用、可能的油藏和裂縫污染程度等，從而評(píng)價(jià)前次壓裂的工藝合理性和科學(xué)性。2.2.6 重復(fù)壓裂選井選層的原則油井在壓裂生產(chǎn)一段時(shí)間后，由于多種原因的影響，如支撐劑破裂或嵌入，微粒遷移，生產(chǎn)作業(yè)引起的地層污染，初次壓裂施工規(guī)模小，壓裂液性能不佳，殘?jiān)氯纫蛩?，造成油井產(chǎn)量下降，影響了油田的開發(fā)效果。因此必須根據(jù)單一油井的生產(chǎn)歷史、井組油水井生產(chǎn)狀況、油田歷年動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果以及油田加密井取心對(duì)地層評(píng)價(jià)結(jié)果等資料，結(jié)合油田開發(fā)動(dòng)態(tài)綜合分析引起產(chǎn)量下降的根本原因。在明確初次壓裂失

43、效原因的基礎(chǔ)之上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇有增產(chǎn)潛力的井進(jìn)行重復(fù)壓裂。油井進(jìn)行重復(fù)壓裂措施后是否能達(dá)到設(shè)計(jì)的增油效果，選井選層顯得至關(guān)重要。一般而言，重復(fù)壓裂選井選層的應(yīng)遵循以下原則：(1)壓裂層段具有足夠的剩余可采儲(chǔ)量和地層能量，剩余可采儲(chǔ)量是壓裂增產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而地層能量有利于延長增油見小的有效期；(2)油井初次壓裂后產(chǎn)量高，目前產(chǎn)量低，而油井所在井組生產(chǎn)同一層位的油井目前產(chǎn)量高；(3)油井初次壓裂規(guī)模較小，加砂強(qiáng)度不夠，不能形成有效的支撐裂縫，壓裂層段沒有得到有效地改造，支撐裂縫導(dǎo)流能力低，引起了油井產(chǎn)量下降；(4)油井初次壓裂成功后，在生產(chǎn)過程中，由于作業(yè)或洗井造成油層污染，導(dǎo)致井筒附近油

44、層滲透率下降，引起油井產(chǎn)量下降；(5)在注采井網(wǎng)完善的井組，油井壓裂后沒有見到注水效果，能量下降快，從而油井產(chǎn)量下降；(6)油井前次壓裂有效支撐范圍不夠或支撐劑鋪置分布不合理或支撐劑破碎嚴(yán)重，滲透率低，油井的產(chǎn)量下降快；(7)重復(fù)壓裂井層段管外無串槽，固井質(zhì)量好。3 重復(fù)壓裂技術(shù)應(yīng)用效果分析早在20 世紀(jì)50 年代， 國內(nèi)外就已開始進(jìn)行重復(fù)壓裂， 在美國近30%的壓裂屬于重復(fù)壓裂。80 年代中后期， 隨著油氣價(jià)格的變化和現(xiàn)代水力壓裂技術(shù)的發(fā)展， 國外(主要是美國)又將重復(fù)壓裂作為一項(xiàng)重要的技術(shù)研究課題， 從重復(fù)壓裂機(jī)制、油藏?cái)?shù)值模擬、壓裂材料、壓裂設(shè)計(jì)、施工等方面進(jìn)行研究攻關(guān)， 獲得的主要認(rèn)識(shí)

45、有：(1) 重復(fù)壓裂的水力裂縫方位可能與第一次形成的裂縫方位有所不同， 即重復(fù)壓裂可能產(chǎn)生新的水力裂縫； (2) 重復(fù)壓裂應(yīng)重新優(yōu)選壓裂材料； (3) 對(duì)于致密氣藏， 重復(fù)壓裂設(shè)計(jì)的原則是增加裂縫長度， 對(duì)于高滲透性氣藏， 則應(yīng)提高裂縫的導(dǎo)流能力。這些研究成果都獲得了現(xiàn)場(chǎng)證實(shí)， 如美國在阿拉斯加的kuparukriver 油田在380口生產(chǎn)井中重復(fù)壓裂了185 口， 壓后采油指數(shù)平均提高了2 倍， 取得了非常好的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)效果。目前我國主要油田已進(jìn)入中、高含水期的開發(fā)階段， 重復(fù)壓裂作為老油田綜合治理、控水穩(wěn)油的重要組成部分， 急需以技術(shù)進(jìn)步來克服我國重復(fù)壓裂成功率低、增產(chǎn)量低、有效期短、科研落

46、后于現(xiàn)場(chǎng)施工等被動(dòng)局面。大慶、勝利、長慶等油田相繼從理論和實(shí)踐方面對(duì)重復(fù)壓裂技術(shù)作了一些有益的探索， 取得了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)。遼河油田壓裂工作開始于1977 年， 至2000 年底已累計(jì)完成壓裂3400井次，累計(jì)增產(chǎn)原油546104t。其中重復(fù)壓裂164 井， 占總施工井?dāng)?shù)的4.8%， 在勝利樁74 斷塊的3 口試驗(yàn)井， 復(fù)壓8個(gè)月后已累計(jì)增產(chǎn)原油4251.0t，獲得166.9 萬元的經(jīng)濟(jì)效益， 近幾年重復(fù)壓裂井?dāng)?shù)逐漸增加， 重復(fù)壓裂技術(shù)在各油田得到廣泛的推廣應(yīng)用。重復(fù)壓裂技術(shù)1997 年就開始在中原油田的一些老井上應(yīng)用了， 經(jīng)過幾年特別是科技攻關(guān)會(huì)戰(zhàn)以來的發(fā)展， 重復(fù)壓裂技術(shù)已經(jīng)比較成熟

47、。僅2004年前5 個(gè)月， 已經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施12 井次， 施工成功率為96.1%， 有效率達(dá)83.3%， 平均單井日增油4.3t。重復(fù)壓裂技術(shù)在大港油田的馬西油田、棗園油田等地區(qū)已累計(jì)實(shí)施98 井次， 施工成功率達(dá)到80%以上； 重復(fù)壓裂后單井累計(jì)增油達(dá)到1 300t， 累計(jì)增油144 108t，有效率達(dá)89.7%。延長油礦舊井重復(fù)壓裂后， 第一年產(chǎn)量由1995 年的43.7t 增加到2003 年的163.2t， 增產(chǎn)3.7 倍。3.1 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用3.1.1 rangely 油田該油田是美國開發(fā)最早的油田之一， 近40年來在891 口井上作業(yè)1700 次， 許多井壓裂達(dá)4次之多， 重復(fù)壓裂成功率70

48、%80%。根據(jù)該油田首次壓裂后的油藏模擬和壓裂恢復(fù)測(cè)試分析， 作業(yè)失效的原因主要是改造規(guī)模不夠和支撐劑損壞嚴(yán)重， 為此， 重復(fù)壓裂的主要措施是使用高砂比和端部脫砂壓裂技術(shù)， 中等強(qiáng)度支撐劑， 壓裂液為鈦交聯(lián)水基瓜膠。為降低施工壓力使用113mm 油管進(jìn)液， 排量高達(dá)132.5212l/s， 平均砂比0.9591.198g/cm3。重復(fù)壓裂后增產(chǎn)效果較顯著， 如表3.1 所示。表3.1 1974年以來重復(fù)壓裂效果數(shù)據(jù)階段評(píng)價(jià)的井?dāng)?shù)壓后一年的產(chǎn)量/m3成功率（%）油液1974-19781978-19871987-19881990-1997266423859.225.414.778.2746.583

49、9.2760.8956.6277%69%83%89%3.1.2 阿南油藏阿南油藏位于二連盆地馬尼特坳的阿南凹陷，為一背斜構(gòu)造， 含油面積15.6km2， 地質(zhì)儲(chǔ)量1 664104t。油藏內(nèi)發(fā)育38 條大小斷層， 構(gòu)造極為錯(cuò)綜復(fù)雜。5條較大斷層將背斜切割成7 個(gè)斷塊。阿南油藏是一個(gè)被斷層復(fù)雜化且天然能量不足的油藏?，F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了6 口井的先導(dǎo)試驗(yàn)， 施工成功率100%。采用優(yōu)化的壓裂液體系和中等強(qiáng)度宜興陶粒(第一次壓裂使用石英砂)實(shí)施重復(fù)壓裂， 并實(shí)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制， 使壓裂液性能合格。采用多級(jí)漸進(jìn)式加砂程序和高砂比施工， 砂液比由15%起步， 最高砂液比達(dá)68%， 平均砂液比43%， 單井平均砂

50、液比最高為49%， 與第一次壓裂施工相比， 砂液比有大幅度提高(見表3.2)， 表明壓裂液整體水平較高， 使整體復(fù)壓技術(shù)與施工水平有了大幅度的提高， 達(dá)到國內(nèi)同類型復(fù)壓施工的領(lǐng)先水平。表3.2 重復(fù)壓裂與第一次壓裂施工參數(shù)對(duì)比項(xiàng)目 用液量/m3 支撐劑量/m3 排量/（m3/min） 平均砂液比/%第一次壓裂 83 13 2.3 30第二次壓裂 83 14 3.0 436口復(fù)壓井累計(jì)生產(chǎn)608d， 累積產(chǎn)油4 937t， 累積增油3 252t， 平均單井增油542t， 平均單井日增油5.4t(見表3.3)。而含水率由復(fù)壓前的60%降至40%， 下降了20%。其中31- 227井在已壓2 次的情

51、況下， 進(jìn)行第3 次壓裂也取得較好效果， 平均日增油8.3t， 平均含水由65%降至32%。復(fù)壓試驗(yàn)取得成功， 初步實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)油控水的目的。歷時(shí)14d 便收回了全部投資，取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。表3.3 重復(fù)壓裂井的增產(chǎn)效果井號(hào) 壓前日產(chǎn)油/t 壓后日產(chǎn)油/t 日增油/t 含水降低/%32-426 3.6 5.6 2.0 20 31-436 2.3 7.1 4.8 2131-22 3.5 10.1 6.6 2131-227 2.8 11.1 8.3 3311-305 1.1 8.3 7.2 2310-38 3.0 6.6 3.6 2平均 2.7 8.1 5.4 203.1.3 安塞坪橋油田為了探索低

52、滲透油田的增產(chǎn)途徑，于1998年在坪橋區(qū)塊對(duì)兩口老井進(jìn)行了大規(guī)模的重復(fù)壓裂試驗(yàn)。主要采用壓前通過恢復(fù)試井、小型測(cè)試壓裂、縫高測(cè)試二維壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、閉合壓力監(jiān)測(cè)、抽吸排液、壓后評(píng)估等技術(shù)。平均單井加陶粒50m3，排量達(dá)到2. 8m3/ min，入地液量達(dá)300m3，投產(chǎn)一年后單井累積增油量為500t，目日前仍然有效，其效果對(duì)比見表3.4。表3.4 復(fù)壓井單井動(dòng)態(tài)對(duì)比表由以上分析可見，就坪橋這種特低滲透油藏而言，只要應(yīng)用適當(dāng)?shù)膹?fù)壓改造工藝，便可達(dá)到提高油田開發(fā)效益的目的。3.2 應(yīng)用效果分析重復(fù)壓裂試驗(yàn)取得了一定的效果。對(duì)于含水率大于50%的井， 重復(fù)壓裂后產(chǎn)油量增加的速率小于產(chǎn)水率增加的速率； 但對(duì)于含水率小于50%的井，重復(fù)壓裂后產(chǎn)油量增加的速率大于產(chǎn)水量增加的速率， 與油藏模擬結(jié)果相同。影響重復(fù)壓裂效果的因素有：(1) 油層具有足夠能量時(shí)重復(fù)壓裂時(shí)機(jī)最好， 重復(fù)壓裂效果具有區(qū)域性， 微裂縫發(fā)育但物性相對(duì)較差， 因注水見效程度低， 油井儲(chǔ)層能量普遍不足， 壓裂效果不理想。重復(fù)壓裂效果不理想的主要原因是地層能量不足。結(jié)果重復(fù)壓裂無效。另外， 部分重復(fù)壓裂低效井， 隨注水方案調(diào)整產(chǎn)量明顯回升； 重復(fù)壓裂效果明顯的井， 一般都是重復(fù)壓裂和注水見效雙重作用的結(jié)果。為此， 原則上重復(fù)壓裂措施應(yīng)選擇地層具