裂缝转向对低渗地层水平井压裂的影响_纪宏博
采油井重复压裂裂缝失效原因分析及处理 赵世龙
采油井重复压裂裂缝失效原因分析及处理赵世龙 发表时间：2020-01-13T14:19:21.927Z 来源：《基层建设》2019年第28期作者：赵世龙[导读] 摘要：采油井的重复压裂技术为油田整体的开发创造了非常大的价值，在油田产量越来越高、油田工作量越来越多的时候节省了大量的人力物力，解决了许多的问题，但是也仍然发现有重复压裂技术失效的情况，本文分析了重复压裂失效的原因，并且探析了相应对策以供参考。 玉门油田分公司油田作业公司甘肃省酒泉市 735000摘要：采油井的重复压裂技术为油田整体的开发创造了非常大的价值，在油田产量越来越高、油田工作量越来越多的时候节省了大量的人力物力，解决了许多的问题，但是也仍然发现有重复压裂技术失效的情况，本文分析了重复压裂失效的原因，并且探析了相应对策以供参考。 关键词：采油井；重复压裂；裂缝失效； 随着油田开发工作的发展，采油井压裂选井面也在逐渐变小，面对这种情况，重复压裂的现象是不可避免的， 一、油井重复压裂的作用 1.1油井重复压裂的原因 油井重复压裂是指油井在第一次的压裂后生产一段时间因为某些方面的原因产量下降，然后再在同一层上再进行第二次或者第三次压裂的工艺。重复压裂主要是要改变油流的模式，从而来减少油流入井的阻力值，另外是重新压开过去已经堵塞或产生闭合的裂缝系统从而解除井筒附近的堵塞；最后是冲洗裂缝中的残渣进行重新布砂，提高整体地层的渗流能力。 1.2重复压裂的作用 （一）提高油井的生产能力，对于整体剖面进行改善，保证油田的产量； （二）在出油率高的情况下，再次压裂能够加大裂缝的延伸，增大油井距离，直接降低成本，减少开发的费用； （三）改造特低渗透油田的藏油情况，注重低渗油田的开发情况，对其改造后再进行压裂能够提高油田的开采价值。 （四）重复压裂能够改造中低含水层，提高渗透段的生产能力，让油层的每一层面都能够尽可能的出油，提高油井产油率。 （五）将油层堵塞的情况清除，减少油流的阻力，解堵压裂的整体效果； （六）改变层间的液体流向情况，让水线均匀的推进，提高注水效率。 （七）在多层井中补孔压裂，实现层次间的接替，特别是一些老井的延长组需要重新进行射孔，重新进行检查每层的孔况，再压裂上的效果比较好。 二、采油井重复压裂裂缝失效原因分析 2.1重复压裂效果的影响因素 （一）地层基础因素地层是对储油的基础，也可以说，地层的情况是决定的储层供油情况的好坏，所以地层也是影响重复压裂效果的非常重要的因素，地层中包括有油储存的厚度、孔隙情况初始含油的饱和情况、渗透率、电阻率以流体的粘度等几项重要的指标。 （二）开发因素 开发因素主要是指整体采出程度及能量保持情况，其中具体内容包括有投产最初的含水情况及日产油量数据，措施前的含水情况及日产油量数据、最后是累计产油量、剩余产油量、剩余可采量以及地层的压力。 （三）工程因素 工程因素是初次改造的程度，一般涉及的内容有水平段长、布缝的密度、整体发行的段路、入地液量、排量、产液量、砂比、砂量及试油产油量，工程因素是整体影响压裂效果的直接因素。 （四）岩石力学因素岩石力学因素是重复压裂后造成了复杂裂缝的重要因素，同样也是储层改造的主要原因。在这其中包括了多个方面，有岩石的脆性、储层应力差、两回应力差、天然裂缝的密度等情况。 2.2重复压裂裂缝失效原因 （一）沉积和结垢 油田作业在实施时因为温度及酸碱条件的影响，在许多传输设备及地层通道都很容易产生结垢的情况，比如泥浆结垢或者油结垢，一般都是岩石或者是裂缝的缝隙位置容易出现结垢情况，倘若结垢情况出现一些化学或物理反应就会导致腐蚀、堵塞或卡死的问题，这些都会导致不良影响。一般产生结垢会先出现盐类分子，接着再转化成精粒化，最后晶体的堆积导致整体面积增大最终出现结垢问题。 （二）微粒运移 堵塞一般是由于微粒的运移而产生的，黏土也会在胶结储层的缝隙或者孔洞中沉积，而且地层不中的微量元素也会因为受到外来水的影响导致整体矿化度产生变化，地层水内部的阳离子及黏土的中性平衡效率都会出现变化，导致微粒出现分散运移的情况而产生堵塞。 三、采油井重复压裂裂缝失效处理措施 3.1物理措施 采取物理措施来消除防垢问题主要是用催化或辐射的作用，辐射作用主要是将设备放在流水必经之路，促使光量子吸附来快速的催化水中的无机盐，以达到辐射目的。而催化却是通过相关催化设备来加快胶体晶体的形成速度，防止结垢的产生。 3.2化学措施 在化学防垢的操作中，应用较多的是化学防垢剂来防垢，用这种方式首先就是分散作用，是通过化学剂进行溶解的作用来防止结垢中的微晶体与聚离子相交集，从而降低出现沉积的可能性，最后又通过流体排除，在金属的传热表面就无法出现结垢。另外就是增深作用，水中含有许多的垢离子，通过有针对性的化学试剂来促进垢离子的结合，在晶体变形时，相关化学溶剂的整合作用促进其与水整合，做到整合成垢金属离子，来控制晶格内部的战胜，这种促使晶的变形能够很好的制约晶体沉积的发展。 3.3其它措施情况
HAL压裂裂缝监测技术说明
哈里伯顿压裂裂缝微地震监测说明 2015年4月
1.微地震数据采集方式 井下微地震裂缝监测理论源于研究天然地震的地震学，主要为利用在水力压裂过程中储层岩石被破坏会产生岩石的错动（微地震）来监测裂缝形态的技术。井下微地震监测法将三分量地震检波器（图1）,以大级距的排列方式，多级布放在压裂井旁的一个或多个邻井的井底中（图2）。三分量微地震检波器在压裂井的邻井有两种放置方式：一种是放置在邻井中的压裂目的层以上，用于邻井压裂目的层已射孔生产情况，由于收集微地震信号的检波器非常灵敏；为防止监测井内的液体流动对监测造成井内噪音，必须在射孔段之上下入桥塞封隔储层，然后将检波器仪器串下入到桥塞之上的位置。另一种方法是将检波器放置在邻井中的压裂目的层位置上，这种情况检波器和水力裂缝都位于相同的深度和储层，此时声波传播距离最近、需要穿过的储层最少，属于最佳的观测位置，这种方式用于邻井的目的层未实施射孔生产的情况。 图1 三分量地震检波器
图2 三分量地震检波器下井施工现场 图3显示一个由5级检波器组成的仪器串在压裂井的邻井下入的两种布局方式：图中左边表示邻井已射孔的情况下，射孔段以上经过桥塞封堵，检波器仪器串放置在该井的目的层以上；图中右边表示邻井为新井的情况下，目的层未实施射孔，检波器仪器串放置在该井的压裂目的层位置上。井下微地震压裂测试使用的三分量检波器系统检波器以多级、变级距的方式，通过普通7-芯铠装电缆或铠装光缆放置在压裂井的邻井中。哈里伯顿使用采样速率为0.25ms的光缆检波器采集系统采集和传输数据。常规的电缆一方面数据传输速率低，另一方面对于低频震动信号易受电磁波的干扰大。采用铠装光纤进行数据传输不但传输速度快，并且允许连续记录高频事件，提高了对微小微地震事件的探测能力同时 对微地震事件的定位更加准确，监测到的裂缝形态数据最为可靠。 图3 多级检波器系统在邻井的两种放置方式 另外，由于检波器非常灵敏，井筒中的油气流动会很大程度的影响监测微地震事件的 信噪比，如果监测井为已经射孔的生产井，需要在射孔段以上20米的位置下入桥塞，检
重复压裂
重复压裂技术综述 一重复压裂技术的发展历程 1.1 20实际50年代 受当时技术与认识水平的限制，一般认为，重复压裂是原有水力裂缝的进一步延伸或重新张开已经闭合的水力裂缝，且施工规模必须大于第一次压裂作业的2-4 倍，才能获得与前次持平的产量，否则重复压裂是无效的。这一时期重复压裂只是简单的增加施工规模，并未从机理方面深入研究，而且开展的并不多。 1.2 20实际80年代 随着油气价格的变化和现代水力压裂技术的发展，国外( 主要是美国) 又将重复压裂作为一项重要的技术研究课题，从重复压裂机制、油藏数值模拟、压裂材料、压裂设计、施工等方面进行研究攻关，获得的主要认识有：重复压裂的水力裂缝方位可能与第一次形成的裂缝方位有所不同，即重复压裂可能产生出新的水力裂缝；重复压裂应重新优选压裂材料；对于致密油气藏，重复压裂设计的原则是增加裂缝长度；对于高渗透性油气藏，则应提高裂缝的导流能力。 1.3 20实际90年代 因认识到转向重复压裂会接触到储层的剩余油区或未衰竭区而极大地提高产量和可采储量，这就更加激发了各国学者对转向重复压裂的研究。因为重复压裂裂缝延伸方式依然取决于储层应力状态，不以人们的主观意志为转移而受客观应力条件控制，因此最先发展起来的是重复压裂前储层就地应力场变化的预测技术，在这时期国外研制出可预测在多井( 包括油井和水井) 和变产量条件下就地应力场的变化模型。研究结果表明，就地应力场的变化主要取决于距油水井的距
离、整个油气田投人开发的时间、注采井别、原始水平主应力差、渗透率的各向异性和产注量等。距井的距离越小、投产投注的时间越长、原始水平主应力差越小、渗透率各向异性程度越小、产注量越大,则越容易发生就地应力方位的变化。 1.4 21世纪至今 进人21 世纪转向重复压裂技术进一步发展，有人提出了一种迫使裂缝转向的新技术，即堵老裂缝压新裂缝重复压裂技术：经过一段时间的开采，油田的低渗透层已处于高含水期，原有裂缝控制的原油产量已接近全部采出，裂缝成了水的主要通道，但某些井在现有采出条件下尚控制有一定的剩余可采储量，这时如果采取延伸原有裂缝的常规重复压裂肯定不会有好的效果。最好的办法是将原有裂缝堵死，重新压裂，在与原有裂缝呈一定角度方向上造新缝，这样既可堵水，又可增加采油量。即研究一种高强度的裂缝堵剂封堵原有裂缝，当堵剂泵入井内后有选择性地进人并封堵原有裂缝，但不能渗人地层孔隙而堵塞岩石孔隙，同时在井筒周围能够有效地封堵射孔孔眼；然后采用定向射孔技术重新射孔以保证在不同于原有裂缝的方位( 最佳方位是垂直于原有裂缝的方位) 重新定向射孔，以保证重复压裂时使裂缝转向，也即形成新的裂缝；从而采出最小主应力方向或接近最小主应力方向泄油面积的油气，实现控水增油。 二重复压裂理论 水力压裂是低渗透油气藏改造的主要措施，但经过水力压裂后的油气井，生产过程中由于压裂裂缝的闭合、油井产出过程中产出物对裂缝造成的堵塞、以及压裂后其它作业对近井地带的污染等原因，造成产量下降，甚至低于压裂前的水平。为了最大限度地改造剩余油富集区，最有效的措施是开展重复压裂。 2.1 压裂失效原因 不同井压裂失效的原因不同，通常主要有以下几种：
王39-0211井压裂裂缝监测
长庆油田 王39-0211井压裂裂缝监测解释报告 井别：采油井 现场施工：张杰 解释：张博 审核： 西安华中石油科技有限公司 二○一〇年八月
王39-0211井压裂裂缝监测 前言 压裂裂缝监测有多种方法：示踪剂方法、电位法、地倾斜方法等等。微地震裂缝监测方法能够实现实时监测，控制范围大，适应面广，近年来在国际上是应用最多的一种监测方法。微地震人工裂缝监测能够即时得到裂缝的长度、方位、高度和产状，这对于确定油水井的驱替模式和井位布置、优化井网、确定二次/三次采油和压裂处理的潜在区域等具有积极指导作用，同时能够根据油藏特性和经济条件优化最佳的实际裂缝长度、根据作业能力、储层裂缝扩展特征确定最佳的井间行距和布井密度，因此该方法在各油田得到了广泛的推广。 压裂裂缝监测解释结果完全依据现场监测资料，可以定量给出裂缝方位、最大高度、最大长度及倾向。在能够部署全包络网络的情况下，裂缝方位误差小于8°，长度误差小于15%，高度误差小于30%，倾向误差小于5°。 2010年8月8日我们监测了王39-0211井的水力压裂过程，该井压裂层位为长611-2，压裂深度为1434-1441.5米，压裂层段中部深度对应垂深为1227米。 1．王39-0211井人工裂缝监测结果 王39-0211井位移较大，因此在实际监测施工时，我们围绕压裂层段中深点在地面的投影部署监测台网，实际台站的坐标如表1-1所示。 表1-1.王39-0211井监测台站的坐标
图1-1. 王39-0211井监测结果平面图 图1-1中，每个格的尺寸为100米；水平轴东西向，向东为正；竖直轴沿南北向，向北为正。从实测平面图可以看出，主裂缝条带走向为北东向；西翼裂缝左旋明显。过井口存在一条北西西接近东西向的支缝；东翼裂缝远端有较小支缝存在。 表1-2. 王39-0211井人工裂缝监测结果参数表 表1-2是依据现场数据的后分析结果。尺度是最大尺度；方位是所有微地震点的统
三种重复压裂方式
重复压裂方式 重复压裂是在原有压裂井的基础之上再次或者多次进行压裂的一种方式。目前国内外的重复压裂方法主要有3种：原有裂缝延伸、层内压出新裂缝和转向重复压裂。 原有裂缝延伸 在油田的不断开采中，由于地层压力、温度等环境条件的不断变化，很多原来存在的裂缝已经不能正常工作，这样将导致原有的渗透率降低，产量减少。面对此情况，只需要对原有的裂缝进行延伸，这也是目前最常用的重复压裂方式。例如压裂所产生的裂缝会随时间的增长而有所闭合，像这样的油井则需要加砂重新撑开原有的裂缝，以增大其导流能力，提高油井产量。 层内压出新裂缝 由于厚油层在纵向上的非均质性，油层内见效程度不同，会导致层内矛盾突出而影响开发效果，因此可以通过采取补射非主力油层或对非均质厚油层重复压裂或者压裂同井新层等措施改善出油剖面，从而取得很好的效果，国内目前主要基于这种认识展开理论和实践探索。 转向重复压裂 经过长时间对油田的不断开采，油田的渗透率不断降低，很多油田基本上都是处于高含水期，再对油井进行开采也不会产生很大的油量。由于可以渗透的油藏已接近枯竭，因此要求我们对原来已有的裂缝进行封堵，通过该途径采油可能减少水的进入。与此同时对该井再次进行压裂，这样就能压裂出新的裂缝。而暂堵剂的强弱会直接影响对地层封堵的效果，封堵原有的老裂缝，保证堵水采油的进行，Chevron、Unocal、Dowell和Lost Hill等大公司的试验都表明其具有可实施性。由于最小主应力原理的存在，因此在对油井进行封堵的前提下进行压裂，虽然有可能使压裂液还是向着最小应力的方向进行压裂，但是封堵会使压裂液进行变向，这样就改变了压裂的方向，使压裂能够较为合理地进行，从而能更大程度地对油井进行再次开发，增加经济效益。
煤层气井压裂施工压力与裂缝形态简析_郝艳丽
文章编号:1001-1986(2001)03-0020-03 煤层气井压裂施工压力与裂缝形态简析 郝艳丽,王河清,李玉魁 (中原石油勘探局井下特种作业处,河南濮阳 457061) 摘要:根据煤层气试验井的施工资料,分析了煤层压裂施工压力的特点以及井深、R o 与破压梯度的关系,并根据裂缝监测(测井温法、大地电位法和微地震法)测量的裂缝方位和缝高,对煤层压裂形成的裂缝特点进行了分类和总结,提出了指导性的建议。关 键 词:煤层气;压裂;施工压力;裂缝中图分类号:P 618.11 文献标识码:A 1 引言 煤层气是指形成于煤化作用过程中,目前仍储集在煤层中的优质天然气。它的开发是一个排水降压的过程,由于煤层的低渗透特点,决定了需要进行水力压裂激化才能有效地分配井孔附近的压降,加速脱水增加产能。本文针对煤层压裂的复杂性,从压裂施工压力与裂缝形态方面,对煤层压裂裂缝的扩展进行了分析和总结,希望能给以后的煤层气开发提供有益的帮助。2 煤层压裂施工压力分析 压裂主要是通过高压注入流体,破裂地层,从而在地层中形成高导流能力的裂缝。施工过程中流体在岩石中流动产生的压力变化在一定程度上反映了裂缝延伸的复杂现象,煤层压裂施工分析主要是针对压裂施工压力进行分析。2.1 煤层破裂压力分析 煤层的特殊性决定了其不同于常规储层的压裂特点。国外曾把煤层压裂的非常规性总结成4个方面:①异常高的压裂压力;②裂隙限制于煤层,即使裂隙中的压力远高于围岩带的原位应力;③伴随着孔底压力增加的支撑剂注入;④初始液体注入过程中闭合压力的显著增加。为此我们首先分析了试验区的破裂压力梯度情况,做出了井深、R o 与井底破压梯度的散点图。(图1,2)由图1中看出试验井的煤层破压梯度在0.017～0.064M Pa /m 之间,一般都为0.023～0.045M Pa /m 。而且根据我们收集的资料 表明,同一煤层测试压裂与加砂压裂的破压梯度存 在着大约0.002～0.007M Pa /m 的差别,也就是说煤层的高滤失特点会造成大约0.002～0.007M Pa /m 的压降,损失在流体注入煤层引起孔隙压力增高而产生的孔隙弹性效应上,也有一部分加砂压裂破压梯度小于测试压裂的破压梯度的情况,这与压裂流体对煤层的冲刷有关。另外,从煤层镜质体反射率与破压梯度的散点图上(图2)看出,煤层破压梯度有随镜质体反射率增大而增大的趋势,即变质程度高的煤层,其煤层不易破裂。而且从变化趋势看,R o 几乎与破压梯度呈线性相关关系,这是否是普遍规律,有待于进一步进行理论和实验数据的分析 。 图1 井深与破压梯度的散点图 图2 R o 与破压梯度的散点图 收稿日期:2000-05-15 作者简介:郝艳丽(1968—),女,河南清丰县人,中原石油勘探局井下特种作业处工程师,从事煤层气研究工作. · 20·煤田地质与勘探 CO A L G EO L O GY &EX PLO RA T ION V ol.29N o.3Jun.2001
采油井重复压裂裂缝失效原因分析及处理
采油井重复压裂裂缝失效原因分析及处理 摘要：传统的油田开发技术并不能有效地帮助采油工作的顺利进行，因此目前 很多的企业都使用了重复压裂的技术，虽然在一定程度上解决了采油的问题，但 是却又引发了产生了裂缝的问题，阻碍了采油的进程。本文主要描述了具体有哪 些原因是使用了重复压裂技术而导致的裂缝以及如何有效地解决这些问题的措施，让更多地人了解到裂缝对油田开发的不良影响。 关键词：采油井；重复压裂裂缝；失效原因；处理方式 前言：随着一些采油技术的不断更新，采油井重复压裂技术成为了目前使用 率最高的技术，同时也是具体实施效果最好的一项技术。可是由于一些外部与内 部的因素，如：堵塞问题等，使得此技术出现了失效问题，从而导致采油效果不佳，下文就主要描述了这些问题以及具体的处理方式。 一、失效的原因 （一）形成了很多污垢并沉积 由于采油的环境有所不同，可能处于酸性、碱性或者温度高低不一致的环境下，同时采油需要使用到很多的仪器，不仅仅是采油时的设施，还有运输和装载 的设备等，但是这些设备处于不同的环境中时会形成一些难溶物质并沉积下来， 这些污垢通常是在处理岩石裂缝等时产生的。由于外界环境与时间的影响，使得 这些沉淀物越来越多，同时和外界接触时间过长，还会发生一些反应，导致出现 一些腐蚀与堵塞问题，进而破坏了仪器设备的质量性。这些结垢的形成过程中， 会出现很多的变化，如：脱离水的溶解之后，表面会出现盐类分子等。 （二）微粒的影响 主要是会发生堵塞的问题，是由于哪些地面上的黏土会在泥质胶结储层形成 污垢物进而沉积下来。微粒的变化主要存在地层水中，这些水中含有一定的微量 元素，地层水以外的外界水又会影响这些元素，使得其本身的矿化度受到影响而 变化，水的酸碱度又会影响地层水中的正离子。因为水层周围的粒子不发生迁移 的现象，水中的一些粒子就会慢慢的累积到一起，进而产生堵塞的现象，直接影 响到地层水流动很缓慢。 （三）化学物质的影响 主要是会受到磷的影响。PH值等于数值7周围时最不低于磷在沉积物的释放，而水质处于酸性和碱性的环境下时有利于磷的释放。水中不免会生长植物，植物 进行光合作用时会吸收溶解于水的二氧化碳，从而减少水中的碳酸根和碳酸氢根 离子，就会使水的PH值大于7，水就容易呈碱性，富含更多的氢氧根离子，氢氧根会夺取磷酸盐中的磷，使得磷就会大量被释放出来。同时水中还有微生物和细菌，它们经过代谢之后，会产生酸性物质，那么水质整体的PH值又低于7，水再次呈现酸性，此时酸根离子会夺取沉积物中的磷，推动了磷在沉积物中的分解。 总之，水中过酸或者过碱都不利于环境的保护，都会使得沉积物中的磷得到释放，进而加大了水中磷沉积物的数量。 二、具体的解决方式 （一）采用物理解决方式 采用这种方式可以在一定程度上解决沉淀物的沉积问题，需要使用到其辐射 和催化两种功能，前一种需要使用的原材料是无机盐，主要是水中的物质，运用 无机盐增加大量的光量子被吸附掉而不是沉积下来，再通过催化的方式来改变其 自身结构，而这一过程所使用的仪器设施需要放到排放水的位置，这些能够帮助
2006年长庆重复压裂裂缝延伸控制技术验收报告
重复压裂裂缝延伸控制技术 验收报告 北京博川伟业科技发展有限公司 二○○七年五月
重复改造工艺裂缝转向技术验收报告 报告编写人：李勇 报告参加人：李勇付作义 报告审核：康顺江 报告审定：翟晓博 北京博川伟业科技发展有限公司 二○○七年五月
摘要 水力压裂技术作为油气井增产、水井增注的进攻性措施已广泛应用于低渗透油气田的开发。就技术而论已成为低渗透特低渗透油气藏开发不可或缺的、成熟而有效的石油工程技术，对于具有不同油气藏地质、开发与开采特点以及解决在不同阶段存在的主要问题时又在不断发展、提出新思路和发展新方法[。 本文结合长庆油田油藏渗透率低的特点，以两种情况为主要实验目标，一是针对支撑剂接近失效的井，如何更大程度动用剩余油；二是针对注入关系不明显的井，如何改善注水关系。通过对国外文献资料的收集调研了解国内各油田进行重复压裂的现状，充实了重复压裂的转向机理研究。通过室内实验、对实施暂堵的堵剂各项参数进行了调整。通过现场实验对长庆油田重复压裂井转向机理、转向时机、堵剂适用性研究和验证。 加强重复压裂新裂缝造缝机理、延伸规律的研究，对于指导长庆油田的重复压裂施工，提高其工艺可行性和经济可行性，进一步提高低渗透油气藏开发水平，具有重要的现实意义和长远意义。 关键词:低渗透油田；重复压裂裂缝转向技术；裂缝控制剂；长庆油田
目录 前言 一、合同规定研究内容及完成情况 二、主要开展的研究工作及取得的成果 1、转向剂性能的优化 2、现场应用情况 3、单井分析 三、转向重复压裂取得的认识 1、开发方面取得的认识 2、技术方面取得的认识 四、几点建议 五、转向重复压裂技术原理研究补充
重复压裂用转向剂的研究及应用进展
第46卷第11期2018年6月广 州 化 工 Guangzhou Chemical Industry Vol.46No.11Jun.2018 重复压裂用转向剂的研究及应用进展 * 李 锐,余维初 (长江大学化学与环境工程学院,湖北 荆州 434023) 摘 要:随着储层改造增产的需求日益紧迫,重复压裂用转向剂的研究也逐渐趋于多元化,不同类型的转向剂应运而生三 目前关于转向剂的研究主要集中于提高封堵能力二扩展应用范围和降低储层伤害三个方面三文中结合国内外研究现状,对具有自清洁能力的可降解转向剂及应用较为广泛的交联型转向剂进行了重点论述,认为响应国家的绿色发展理念的可降解转向剂是今后的主要研究方向三 关键词:转向剂;暂堵剂;重复压裂;转向压裂 中图分类号:TE39 文献标志码:A 文章编号:1001-9677(2018)11-0007-04 * 基金项目:国家科技重大专项(2017ZX05049003-007)三 第一作者:李锐(1994-),男,硕士研究生,研究方向:油气田应用化学三 通讯作者:余维初(1965-),男,教授,博士生导师,从事钻井液二压裂液等领域的教学和科研工作,E-mail:yuweichu@https://www.wendangku.net/doc/2210079032.html,三 Progress on Research and Application of Temporary Diverting Agent for Refracturing * LI Rui ,YU Wei -chu (Yangtze University,Hubei Jingzhou 434023,China) Abstract :With the urgent demand for reservoir stimulation,researches on diversion fracturing agent gradually become diversified,and various types of diverting agents emerge as the time requires.At present,the relevant research focuses mainly on improving the sealing capacity,extending the application range and reducing reservoir https://www.wendangku.net/doc/2210079032.html,bined with the current situation at home and abroad,biodegradable diverting agents with self-cleaning ability and the more widely used crosslinking diverting agents were focused on.It was believed that the biodegradable diverting agent responded to the national green development concept was the main developing agent direction. Key words :diverting agents;temporary diversion;refracturing;diverting fracturing 当前很多老油田已经到了开发后期,面临着低产二高含水等问题,且随着各种非常规油气开发的火热[1-2],必须进行有效的储层改造,以提高单井效益三储层体积改造的关键技术有分段多簇射孔技术二大型滑溜水压裂技术和可钻式桥塞封隔技术三而在大型滑溜水压裂操作时,由于单纯的重复压裂只能张开或延伸原有裂缝,增产效果不佳,因此应用有效的转向剂实现裂缝的转向显得尤为重要[3]三在对非均质性储层中进行改造时,将转向剂有计划地注入到原裂缝中,提高地层内净压力,为后续油气开采提供新的通道,可有效的增大油藏改造体积[4],从而提高采收率三在其基本概念中,与调剖暂堵剂有相似之处,而区别在于储层改造用转向剂主要用于压裂施工阶段,需要承压的能力更强,从而足以改变原地应力场压出新的裂缝[5-7],主要目的是堵旧缝二造新缝;而调剖暂堵剂主要用于注水阶段,原理是流体会先进入高渗透率区域形成堵塞,从而将水导向低渗透率区,主要目的是堵大缝二通小缝[8]三文中结合重复压裂用转向剂的国内外研究现状,对其应用二暂堵机理二优缺点等方面进行了综述,以使对转向剂有更全面的认识三 1 转向剂类型及研究进展 有关转向压裂剂的研究已有较长的历史,较早的报道是1936年Halliburton [9]的一个专利三该专利提出使用硫酸替代部分酸液与岩石反应生成硫酸钙,用作后期泵送盐酸压裂液的转向剂三由于该技术会对储层造成永久性伤害,因而未得到推广应用三1989年Nitters G 等[10]指出虽然化学转向剂对于酸压增产具有包括成本较低二操作较为方便等优势,但是由于缺乏配套的工艺及设备,导致其应用效果不佳,当时主要采用的是定向射孔等机械方法三 目前为止,转向剂主要研究难点为:(1)其能否在地层条件下发生可控的化学反应或物理作用,达到良好的暂堵效果;(2)其是否会对储层造成伤害三随着相关材料的不断升级和改造,现在涌现出了各种各样的转向剂,在不同的条件下均可实现暂堵承压转向的功能,而对于转向剂分类的方法也有所不同三比如可根据解堵方法分为酸溶型二水溶型二油溶型,也可根据转向剂应用时的状态将其分为颗粒型二纤维型二交联型二泡沫型[11-15]三本文按照解堵时的机理分类,论述了研究比较热
转向压裂
第一章概述 (2) 第二章技术原理 (4) 一、暂堵转向重复压裂技术原理： (4) 二、破裂机理研究 (5) 三、重复压裂裂缝延伸方式 (7) 第三章重复转向压裂时机研究 (11) 1、影响重复压裂效果因素 (11) 2、选井选层原则 (11) 3、压裂时机确定 (11) 第四章暂堵剂（转向剂） (12) 1、堵剂性能要求： (12) 2、堵剂体系 (12) 3、水溶性高分子材料堵剂 (13) 4、配套的压裂液 (15) 第五章转向压裂配套工艺技术 (15) 1、缝内转向压裂工艺技术 (15) 2. 缝口转向压裂工艺技术 (17) 3、控制缝高压裂技术 (19) 4、端部脱砂压裂技术 (20) 第六章工艺评价 (20) 1.裂缝监测 (20) 2.施工压力 (20) 3.产能变化 (21)
第一章概述 我国发现的油气藏中60%以上为低渗透油气藏，往往具有非连续、非均质、各向异性的特点。 低渗油藏必须进行压裂改造，才能获得较好的效果。随着开采程度的深入，老裂缝控制的原油已近全部采出，传统的平面水力裂缝设计方法和压裂技术已不能满足这类油藏开采的需求。可以实施暂堵转向重复压裂，在纵向和平面上开启新层，开采出老裂缝控制区以外的原油,有效的稳油控水、提高原油产量和油田采收率，实现油田的可持续发展。 目前,国内外的重复压裂实践主要有以下三种方式:①层内压出新裂缝;②继续延伸原有裂缝;③转向重复压裂。 对于重复压裂中出现的裂缝转向,目前认为主要有三种不同方式:①地应力反转;②定向射孔诱导;③桥堵转向压裂工艺。 对于低渗储层,由于出现地应力场反转的难度较大,而采用定向射孔压裂造成裂缝转向,对储层伤害较大。近些年,利用桥堵作用堵塞裂缝,形成转向的新裂缝的压裂工艺(缝内转向与缝口转向),经过现场实践,增产显著,逐步成为低渗储层重复改造的首选工艺。 在大规模试验研究的基础上，经过工艺优化配套，建立了以缝内转向压裂工艺为主导的低渗透重复压裂新模式。它有效地在疏通原有人工主裂缝基础上形成了新的支裂缝，沟通了“死油区”，扩大油井
水平井压裂裂缝起裂与扩展
水平井压裂裂缝起裂与扩展 引言： 通过国内外研究人员实践表明：由于水平井具有单井产量高、穿透度大、泄油面积大、油气储量利用率高及能避开障碍与环境复杂的区域等特点。对于低渗透油藏、薄差储层油藏、储量较小的边际油藏以及稠油油气藏等，水平井压裂是这类油藏最佳的开采方式。最近一段时期，随着学者们的不断研究以及钻井完井等工艺技术水平的提高，水平井开发技术成为人们开发低渗透油田的研究重点并被广泛应用。 水平井与垂直井、普通定向井的裂缝起裂机理都有明显区别。水平井自身存在复杂性与特殊性，钻遇地层环境比较复杂，水力裂缝在发生破裂时所需的起裂压力比垂直井的破裂压力高得多，通常会发生裂缝不张开，导致压裂失败。深入研究水平井裂缝起裂机理，找出合理的起裂规律是水平井压裂施工成功前提保障。 第1章水平井井壁上的应力状态 水力压裂时裂缝的形成主要是决定于井壁的应力状态。一般认为：当井壁上出现有一个超过岩石抗拉强度的拉伸应力时，井壁便开始破裂。 1.1 由于地应力所产生的井壁应力 地应力是由地壳岩层的重力场或即上覆地层压力及地质构造应力场所组成的。一般可认为, 地应力中的一个主应力是垂直于地壳表面的,其余两个主应力则是水平的。如果只考虑上覆地层载荷引起的重力作用(即不存在地质构造运动力)，且认为地下岩石处于纯弹性状态,可将初始的地应力分解为垂道方向的正主应力σz和两个相等的水平方向的正主应力σx入和σy。 式中 h-底层的埋藏深度； ρ-上覆岩层的平均容重，其理论值可取。00231kg/cm3; μ-岩石的泊松比。
在有些构造运动活跃的地区会出现异常大的侧应力(水平应力) , 井且在通常的情况下三个原地主应力是不相等的。设取压应力的符号为正, 拉应力为负, 三个主应力分别表示为σ1,σ2和σ3 (σ1>σ2>σ3>0) , 根据地质构造形成时的受力特点, 正断层、逆断层和平推断层发育的区域里, 三个主应力的方向是不相同的(图1)。 图1 不同断层发育地区的顶应力分布情况 休伯特考虑到多数岩石的内摩擦角都接近于30°这个事实, 认为在正断层发育地区, 最大主应力σ1等于有效的上覆压力，最小水平主应力σ3最大的可能是等于1/3上覆压力;在逆断层发育的地区,最小主应力σ3等于有效的上覆压力, 而最大水平主应力σ1顶多会等于3倍的上覆压力; 而在平推断层活跃的区域里, 有效的上覆压力则为中一间主应力。 由于地壳中的岩层可视为弹性半无限体, 井壁上的应力状态可简化为平面向题来分析。如果两个水平方向的压缩地应力不相等(设为σ1>σ2> o )，可把井眼看成是在互相垂道的方向上分别作用有σ1和σ2两个压缩外应力的弹性平板中的一个小圆孔(图2 )，孔壁上的应力就相当于井壁上的水平应力。而井壁上的垂直应力分量仍可视为σz=ρh，为上覆岩层的压力。