老井重復(fù)改造及體積壓裂推廣實(shí)施方案

1、7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔一、重復(fù)壓裂1、機(jī)理根據(jù)彈性力學(xué)理論和巖石破裂準(zhǔn)則可知： 水力壓裂裂縫面總是垂直于最小主 應(yīng)力方向。 基于儲層巖石為線彈性體假設(shè)條件， 重復(fù)壓裂前儲層應(yīng)力場是在油藏 開發(fā)前的原地應(yīng)力場基礎(chǔ)上， 疊加了水力裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力場和生產(chǎn)過程中引起的應(yīng) 力變化。垂直裂縫井重復(fù)壓裂前， 由于初次人工裂縫產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力和油氣井生 產(chǎn)過程中孔隙壓力降低引起儲層應(yīng)力下降， 導(dǎo)致了井眼處及近井眼處應(yīng)力方向發(fā) 生了轉(zhuǎn)向。因此，近井應(yīng)力分布使重復(fù)壓裂新裂縫垂直于初次裂縫起裂是可行的， 然而，這個影響僅僅適用于距離井口的有限距離。 重復(fù)壓裂新裂縫的繼續(xù)延伸過 程中，儲層中的應(yīng)力分布在不斷變化，并直接影響

2、和控制著裂縫延伸方向：（1）鄰井裂縫和初次裂縫對應(yīng)力場的影響。由于鄰井裂縫和前次支撐裂縫 的存在導(dǎo)致原地應(yīng)力場的改變， 從而引起新裂縫的重新定向， 這個結(jié)論已被公認(rèn)。 地應(yīng)力場受鄰井裂縫影響， 地層中存在的支撐裂縫將改變井眼附近應(yīng)力分布， 使 重復(fù)壓裂裂縫的起裂方位垂直于初次裂縫方位，離開井眼一定范圍再發(fā)生轉(zhuǎn)向， 以平行于初次裂縫方位延伸。（2）孔隙壓力的改變也會影響新裂縫的重新定向。在原地應(yīng)力沒有起控制 作用的情況下， 裂縫會轉(zhuǎn)向局部孔隙壓力更高的方向。 在靜態(tài)條件下， 靠近裂縫 末端的局部孔隙壓力梯度控制了裂縫的發(fā)育方向； 裂縫的發(fā)育方向是由孔隙流體 擴(kuò)散到基質(zhì)， 引起原地應(yīng)力改變所決定的

3、。 這種現(xiàn)象引起應(yīng)力強(qiáng)度因子隨時間而 變，而應(yīng)力強(qiáng)度因子是支配裂縫發(fā)育速率和方向的一個重要因素。（3）、地層參數(shù)各向異性對應(yīng)力場的影響。地層參數(shù)各向異性對重復(fù)壓裂 的影響：水平滲透率各向異性導(dǎo)致了大規(guī)模的應(yīng)力改變， 如果前次裂縫是定向在 高滲透率方向， 那么這種現(xiàn)象對于重復(fù)壓裂是有利的； 彈性模量的各向異性對應(yīng) 力的重新定向也有一定影響。7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔由于裂縫所引起的局部孔隙壓力對裂縫發(fā)育方向的影響在滲透率各向異性 油藏有所改變。 在施工過程中， 正延伸的裂縫會偏離原方向， 而向著最大滲透率 方向延伸， 但這種情況只在低應(yīng)力差、 低排量和高濾失條件下發(fā)生， 這是因?yàn)閴?/p>

4、 裂液濾失引起背應(yīng)力效應(yīng)， 導(dǎo)致局部孔隙壓力改變， 較高圍限應(yīng)力在較高滲透率 方向回升，引起裂縫再次調(diào)整方向，正交于較高滲透率方向。（4）、重復(fù)壓裂裂縫方位測試。重復(fù)壓裂可以形成新裂縫，復(fù)壓新縫與前 次裂縫存在一定角度， 但并不是相互垂直。 孔隙壓力變化導(dǎo)致新裂縫近似垂直于 前次裂縫或與前次裂縫成一銳角。 頁巖致密氣井中的重復(fù)壓裂裂縫的方位， 通過 測斜儀的測量數(shù)據(jù)證明了重復(fù)壓裂裂縫方位變化規(guī)律： 重復(fù)壓裂新裂縫方向從垂 直初始裂縫縫長方向變?yōu)榕c初始裂縫縫長方向平行是一個漸進(jìn)的過程， 而不是突 然轉(zhuǎn)向并且為時間的函數(shù)。2、重復(fù)壓裂工藝技術(shù)的選井條件在壓裂的選井方面， 目前國內(nèi)雖然有一些模型和辦

5、法， 但均不成熟， 目前選 井大都停留在對地質(zhì)的認(rèn)識、構(gòu)造的認(rèn)識、結(jié)合產(chǎn)狀等方面上，無成熟、成功的 量化標(biāo)準(zhǔn)。通過 20GG-20GG 年在長慶油田采油三廠的重復(fù)壓裂實(shí)踐，在選井 選層上取得以下認(rèn)識：（1）儲層能量方面：選儲層原油豐度高，儲量比較充足，但是經(jīng)過一段時 間的生產(chǎn)之后儲層能量變低， 供液能力不足， 需要裂縫改造改變泄油范圍， 實(shí)現(xiàn) 提高單井產(chǎn)量、水驅(qū)動用程度及采收率的目的。（2）單井控制面積方面：選低滲油藏，單井控油面積大，油水井間距長， 累計產(chǎn)液量比較多的井，壓裂效果會好一些。（3）壓裂的時機(jī)方面：選近井地帶地應(yīng)力已發(fā)生較大變化，初次壓裂支撐 劑為石英砂，填充時間大都在 4 年以

6、上的井。目前正是重新改造的最佳時機(jī)， 通過幾口井的試驗(yàn)，說明該技術(shù)適合長慶油田的地質(zhì)特征， 具有一定的應(yīng)用價值。7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔,在壓裂重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向技術(shù)是應(yīng)用化學(xué)暫堵劑使流體在地層中發(fā)生轉(zhuǎn)向時可以儲層暫原堵始老應(yīng)縫或已加砂重復(fù)縫壓裂,使井重復(fù)壓裂的平重面復(fù)上壓裂的井裂縫轉(zhuǎn)向或縱向剖面的新層 力場分析計啟。縫算內(nèi)轉(zhuǎn)向技術(shù)生產(chǎn)引起的的實(shí)應(yīng)施力方變化法是在施工過程導(dǎo)中應(yīng)實(shí)力時變化地向地層中加入控制劑，人工裂縫誘7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔（4）在含水方面：在不了解油井對應(yīng)水井水驅(qū)前緣位置的情況下，選低含 水的井， 效果相對比較好； 在能確定油井周圍剩余油分布的情況下， 選注水弱見 效的井， 效果比較

7、好； 在不了解油井周圍剩余油分布的情況下， 選高含水井進(jìn)行 重復(fù)轉(zhuǎn)向壓裂存在一定的風(fēng)險， 需要進(jìn)行見水分析， 出水原因?yàn)榈貙铀木畷翰?考慮；對于出水原因?yàn)樽⑷胨?尤其是液量不變含水上升的井作為首選， 一般會 見到好增產(chǎn)效果，而且能避免含水近一步的上升。（5）在開發(fā)動態(tài)方面：對開發(fā)動態(tài)表現(xiàn)為主應(yīng)力方向很快見水，側(cè)向未見 效，由于儲層物性存在差異， 引起平面矛盾， 可以在這些部位進(jìn)行以轉(zhuǎn)向引效為 目的的重復(fù)壓裂， 提高側(cè)向動用程度； 對開發(fā)動態(tài)表現(xiàn)為主應(yīng)力方向明確， 平面 上注水突進(jìn)方向明確， 壓裂裂縫方位明確， 側(cè)向油井通過提液引效， 未見到效果 的井可進(jìn)行重復(fù)壓裂改造； 對于經(jīng)分析推測，

8、明顯存在天然微裂縫的井， 重復(fù)壓 裂可溝通新的天然微裂縫。6）重復(fù)壓裂選井步驟提出重復(fù)壓裂井二、縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)1、機(jī)地理質(zhì)分析目前應(yīng)力場計算老裂縫堵劑研究劑為粘彈性的固體小顆粒， 遵循流體向阻力最小方向流動的原則， 轉(zhuǎn)向劑顆粒進(jìn) 入井筒的炮眼重，復(fù)部壓裂分井進(jìn)應(yīng)入力重地定層向中分的析 裂縫或高滲透層， 在炮眼處和 餅橋堵， 可以形成高于裂縫破裂壓力的壓差值， 使后續(xù)工作液不能向原裂縫、 高滲透帶或較低地應(yīng)力帶進(jìn)入重復(fù)，壓裂從工而藝使技術(shù)壓高復(fù)滲壓帶產(chǎn)生濾裂7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔的產(chǎn)生。施工過程中產(chǎn)生橋堵的轉(zhuǎn)向劑在施工完成后溶于地層水或壓裂液， 不對 地層產(chǎn)生污染。近幾年來，

9、隨著主力油藏開發(fā)程度的提高， 越來越多的低滲區(qū)塊成為最大潛 力油藏或主力油藏，壓裂是這類油藏的主導(dǎo)措施，而隨著現(xiàn)代壓裂技術(shù)的發(fā)展， 單一的加大規(guī)模、提高砂比的壓裂和重復(fù)技術(shù)已不能適應(yīng)老油田及低滲區(qū)塊開發(fā) 增產(chǎn)穩(wěn)油的需要。 所以重復(fù)壓裂作為老油氣田綜合治理、 控水穩(wěn)油的重要組成部 分，所面臨的任務(wù)更重， 急需以技術(shù)進(jìn)步來扭轉(zhuǎn)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)場施工等被動局面。 對于處于高含水期開采階段的 井，由于老裂縫控制的原油已接近全部采出， 必須實(shí)施壓開新縫的改向重復(fù)壓裂， 才能有效開采出老裂縫控制區(qū)以外的油氣，提高油氣產(chǎn)量和油氣田最終采收率。因此，開展轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂

10、技術(shù)理論的研究， 尤其是加強(qiáng)重復(fù)壓裂新裂縫造縫 機(jī)理、延伸規(guī)律的研究， 對于指導(dǎo)大量的重復(fù)壓裂施工， 提高其工藝可行性和經(jīng) 濟(jì)可行性，進(jìn)一步提高低滲透油氣藏開發(fā)水平， 具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和長遠(yuǎn)意義。2、轉(zhuǎn)向控制機(jī)理重復(fù)壓裂裂縫延伸控制技術(shù)是應(yīng)用化學(xué)暫堵劑使流體在地層中發(fā)生轉(zhuǎn)向,在壓裂中可以暫堵老縫或已加砂縫 ,從而造出新縫或使壓裂砂在裂縫中均勻分布 ,主 要作用有： 縱向剖面的新層啟動； 重復(fù)壓裂的平面上的裂縫轉(zhuǎn)向； 裂縫單向延伸 的控制。此技術(shù)可廣泛應(yīng)用于重復(fù)壓裂、細(xì)分層壓裂、套變井及落物井壓裂。近 年來在裂縫轉(zhuǎn)向技術(shù)、多裂縫壓裂、有效縫長控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用?？刂萍夹g(shù)的實(shí)施方法是在施

11、工過程中實(shí)時地向地層中加入控制劑， 該劑為粘 彈性的固體小顆粒， 遵循流體向阻力最小方向流動的原則， 轉(zhuǎn)向劑顆粒進(jìn)入井筒 的炮眼，部分進(jìn)入地層中的裂縫或高滲透層， 在炮眼處和高滲透帶產(chǎn)生濾餅橋堵， 可以形成高于裂縫破裂壓力的壓差值 ,使后續(xù)工作液不能向裂縫和高滲透帶進(jìn)7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔在一定的用量范圍內(nèi)（相對小劑量 ）,可以使支撐劑均勻分布在裂縫中；在一定的用量范圍內(nèi)7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔入，從而壓裂液進(jìn)入高應(yīng)力區(qū)或新裂縫層， 促使新縫的產(chǎn)生和支撐劑的鋪置變化產(chǎn)生橋堵的轉(zhuǎn)向劑在施工完成后溶于地層水或壓裂液，不對地層產(chǎn)生污染。在一定的用量范圍內(nèi) （相對中劑量 ）,可以控制裂縫的有效縫長； 在一定

12、的用量范圍內(nèi) （ 相對大劑量 ）,在加砂中或二次加砂前 ,可以形成多裂 縫；（相對大劑量 ）,可以形成新的裂縫 ,在地應(yīng)力決定條件下可以使裂縫方向發(fā)生變化。裂縫延伸控制具有如下的技術(shù)特點(diǎn)： 強(qiáng)度高：具有很高的承壓能力； 形成濾餅：在地層可以形成濾餅，封堵率高，封堵效果好； 可溶性好：在壓裂液中可以完全溶解，不造成新的傷害； 有利于返排：內(nèi)含含 F 表面活性劑，有利于助排； 時間可控：所需的壓力和封堵時間，可以通過應(yīng)用量劑大小、成分組成、顆 粒大小控制。3、對裂縫方向的控制水力裂縫的延伸方向取決于地層應(yīng)力狀態(tài)， 其幾何形狀還受地層巖石力學(xué)性 質(zhì)及施工參數(shù)控制。 隨著油田的開發(fā)原始應(yīng)力場將而發(fā)生變

13、化， 這對重復(fù)壓裂新 裂縫方向?qū)a(chǎn)生較大的影響。 因此，重復(fù)壓裂產(chǎn)生的裂縫方向取決于地應(yīng)力狀態(tài) 以及對原縫的封堵情況。一般來說，地下受到三個主應(yīng)力的作用：垂向主應(yīng)力，兩個水平主應(yīng)力，對 于形成垂直裂縫的壓裂作業(yè)， 新的壓開裂縫方位總是垂直于最小水平主應(yīng)力。 那 么，重復(fù)壓裂的所形成的裂縫可能是在原有裂縫延伸， 如果把原裂縫封堵后， 是 否還是產(chǎn)生新的水力裂縫？7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔近期30.5m7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔油藏中形成一條水力裂縫， 將導(dǎo)致一個橢圓形壓降區(qū)。 裂縫的橢圓形區(qū)域?qū)?產(chǎn)生雙向附加應(yīng)力，沿裂縫延伸方向附加應(yīng)力遠(yuǎn)小于垂直裂縫壁面的附加應(yīng)力。 附加應(yīng)力的增大將改變原應(yīng)力場的狀態(tài)。 重

14、復(fù)壓裂形成的裂縫將會偏離于原來壓 裂所產(chǎn)生的裂縫方向。溝通了油層中非泄油區(qū)或低壓降區(qū)。如果重復(fù)壓裂裂縫超過橢圓形泄油區(qū)的邊界， 裂縫延伸就可能順應(yīng)最初原始 應(yīng)力方向。 然而，由于受裂縫生長慣性的影響， 裂縫也可能仍然沿著已經(jīng)改變的裂縫方向繼續(xù)生長較遠(yuǎn)。等人研究了此問題 ,他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果 ,以力變化后認(rèn)為 地層中已存在的支撐裂縫和壓裂井因生產(chǎn)造成地層存在孔隙壓力 梯度這兩個變量因素 改變了井眼附近的地應(yīng)力分布 ,使得原來最大的水平主應(yīng)力 變?yōu)樽钚?這種局部地應(yīng)力的變化 ,使得在重復(fù)壓裂時 ,裂縫起裂的方位將垂直于初次裂縫方位。 在離開井眼一定范圍以后， 其方位發(fā)生轉(zhuǎn)向， 以平行于初次裂縫

15、 方位延伸。用二維模擬器對兩水平主應(yīng)力差與時間、距離的關(guān)系進(jìn)行模擬計算， 結(jié)果表明，初始地層中任何一點(diǎn)處的兩水平主應(yīng)力差為 5.5MPa ，在距井眼 由于該井壓裂后生產(chǎn)了 110d ，兩水平主應(yīng)力差由原來的 5.5MPa 變 為 -5.5MPa 兩水平主應(yīng)力相對大小發(fā)生了變化， 這表明此時進(jìn)行重復(fù)壓裂，裂 縫將以垂直于初次裂縫方位延伸。壓裂技術(shù)積壓裂是指在水力壓裂過程中， 使天然裂縫不斷擴(kuò)張和脆性巖石產(chǎn)生剪切滑移，形成天然裂縫與人工裂縫相互交錯的裂縫網(wǎng)絡(luò)， 從而增加改造體積， 提高 初始產(chǎn)量和最終采收率。7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔了不規(guī)則或凹凸不平的幾何形狀從而形7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔儲層滲透率超低，

16、 厚度大，天然裂縫發(fā)育， 常規(guī)改造形成單一裂縫很難獲得經(jīng)典斷裂力學(xué)三種裂紋的起裂方式特點(diǎn)：假設(shè)材料是連續(xù)的， 預(yù)測裂縫產(chǎn)生的基礎(chǔ)在于將計算出的應(yīng)力強(qiáng)度因 子與巖石的斷裂韌性做比較。缺點(diǎn)：不能預(yù)測裂縫的起裂過程， 不能反映儲層的非均質(zhì)性， 假定的初始裂 縫都是光滑、線性的。支撐現(xiàn)代理論發(fā)展的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)剪切縫是巖石在外力作用下破裂并產(chǎn)生滑動位移( sliding )，巖層表面形成2、“鉆井技術(shù) + 改造技術(shù)”的進(jìn)步是形成體積改造技術(shù)的關(guān)鍵好的增產(chǎn)效果。數(shù)值模擬研究表明，儲層改造的體積 (SRV)越大，壓后增產(chǎn)效果自我支撐的裂縫研究表明當(dāng)壓力低有較高的從地質(zhì)力學(xué)上來說和強(qiáng)度， 是不易發(fā)理。剪切裂縫在徑

17、向上更為發(fā)育。生塑性形變的脆性巖石度較低的巖石結(jié)構(gòu)或天然裂縫圖 2-4 剪7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔體積壓裂設(shè)計理念：裂縫方位及水平井眼軌跡的匹配儲層具有顯著的脆性特征射孔段選擇重點(diǎn)考慮脆性指數(shù)、含氣量、伽馬值等參數(shù)水平段越長越好，規(guī)模與產(chǎn)量成正相關(guān)分簇射孔是現(xiàn)實(shí)縫網(wǎng)的關(guān)鍵裂縫轉(zhuǎn)向有利于提高改造效果3、微地震技術(shù)應(yīng)用是形成體積改造技術(shù)的重要技術(shù)手段美國于 20GG 年 3 月到 20GG 年 12 月針對 Barnnet 頁巖成功進(jìn)行了微地 震監(jiān)測試驗(yàn)， 結(jié)果表明裂縫擴(kuò)展呈空間分布特征； 這促使人們?nèi)ニ伎几脑斓氖求w 積問題而不是平面問題，是復(fù)雜網(wǎng)狀縫而不是單一對稱裂縫。監(jiān)測技術(shù)與

18、設(shè)計理念的共同進(jìn)步促進(jìn)了體積改造技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展。4、體積改造的地層條件（1）天然裂縫發(fā)育，且天然裂縫方位與最小主地應(yīng)力方位一致。在此情況 下，壓裂裂縫方位與天然裂縫方位垂直，容易形成相互交錯的網(wǎng)絡(luò)裂縫。（2）巖石硅質(zhì)含量高 （大于 35%） ，脆性系數(shù)高。巖石硅質(zhì) （石英和長石 ）含量高，使得巖石在壓裂過程中產(chǎn)生剪切破壞， 不是形成單一裂縫， 而是有利于形 成復(fù)雜的網(wǎng)狀縫，從而大幅度提高了裂縫體積。（3）敏感性不強(qiáng)，適合大型滑溜水壓裂。弱水敏地層，有利于提高壓裂液 用液規(guī)模，同時使用混合水壓裂，滑溜水黏度低，可以進(jìn)入天然裂縫中，迫使天 然裂縫擴(kuò)展到更大范圍，大大擴(kuò)大改造體積。5、體積壓裂效果

19、20GG-20GG 年共施工壓裂 3 口井，措施后日產(chǎn)液由措施前的 2.55m 37A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔該井 20化之后，年 12 月投產(chǎn)，初期產(chǎn)油井提液幅度較小、含水保持量 2.25t ，油層 29.0m ； 20GG 年 4 月酸該井20GG 年測得地層壓力13.68MPa ，試井導(dǎo)數(shù)曲線表明該井裂縫變差，此要求對該井實(shí)施分層體積壓裂新工藝試驗(yàn)，探索低產(chǎn)征明顯，因體積壓裂思路，針對塞 392 區(qū)長 6 層天然裂縫較發(fā)育的點(diǎn)，采用油換砂液比造成端部脫砂， 從從而提高而增加縫內(nèi)增大泄油面壓裂分析近三年7A體積版壓優(yōu)裂質(zhì)效實(shí)果用統(tǒng)文計表檔措施前措施后序號8.22井號m 3,日產(chǎn)層位 油由日產(chǎn)液1.（8m03t）6日產(chǎn)油.4日（3產(chǎn)tt）油，含水水（由%）日產(chǎn)液17（.m03）%日產(chǎn)油8日.（0產(chǎn)t%）油，含日水（增%油）日增油4（.t6）3t累增油，（當(dāng)t）年平1塞391-2