压裂过程中多裂缝产生因素分析及处理措施

压裂过程存在多裂缝是近年来对压裂技术的新认识,多裂缝的存在对压裂施工及压后产能都会产生较大的负面影响,而处理多裂缝是压裂改造技术的一个难点。从提高压裂成功率及压后效果的角度出发,分别分析了多裂缝的形成原因及几何形态,研究了多裂缝的理论特性,在研究现场施工曲线的基础上归纳了多裂缝敏感性特征,最终从根本避免产生多裂缝和减少多裂缝的负面影响两个方面提出了优化钻井方案、优化射孔井段、采用定向射孔、优化施工排量及增加液体黏度等多种措施。同时笔者提出了处理多裂缝问题的艰巨性,需要进一步研究新工艺、新措施,为进一步认识、研究和处理多裂缝提供了理论依据和技术支持,为复杂储层的压裂改造提供了参考。     

人工压裂形成多裂缝的可能性研究

人工裂缝形太对压裂效果至关重要，压裂设计中首先要考虑的就是裂缝裂态。随着固井质量提高和射孔深度加大，井周应力集中变得复杂，射孔壁的应力集中已不容忽视，每一个射孔都能成为一个独立的破裂源，射孔方位不同，应力集中也不同，这可能影响人工裂缝的形成与形态，并存在出现多条人工裂缝的可能性，分析套管射也壁的应力集中状态，讨论裂缝延伸的阻力和每一次射孔诱发人工裂缝的优先顺序，并讨论应力状态对裂缝形态的影响和初裂缝缝态与射孔方位的关系。依据大庆喇萨杏油田应力测试结果，分析深射孔条件下的人工裂缝裂，结论是：若射忆方位随机，800－1200m深度出现人工直立初裂缝或水平初裂缝的概率大体相同，所需破裂压力也相近，一次压裂可能出现多条裂缝；控制射孔方位可以控制人工初裂缝形态；由于该水平最小主主应力与垂向主应力相近，初裂缝可以保持原来的形态独立延伸。图3表2参5（刘建中摘）。     

斜井近井裂缝扩展机理及压裂工艺

随着井斜增大,实施压裂措施的难度不断增大,压裂时表现出砂比低、压力高、中后期加砂困难等现象,压裂效果很难达到设计要求。通过分析认为,加砂难度大的主要原因是井斜增大所致。利用大尺寸真三轴模拟实验系统,实验了在不同井层条件下的裂缝扩展形态,结合现场压裂井情况分析,明确了南堡A断块斜井加砂困难的主要原因。通过制定相应的压裂技术对策,现场实施压裂的成功率明显提高,砂比最高可从18%提高至40%,取得较好效果。      

裂缝性储层缝网压裂技术研究及应用

裂缝性储层压裂井生产能力主要受主裂缝沟通的天然裂缝系统控制区域的大小影响。裂缝性储层压裂改造后,短期产量来自高导流能力的主裂缝,长期产量则主要来自天然裂缝网络。常规压裂以抑制天然裂缝扩展形成主裂缝为主,其控制的渗流区域较为有限,这与压裂增产形成矛盾。因此,要提高压裂井改造效果,需要保证压裂形成的裂缝形态为网络裂缝,沟通更大的渗流区域和更远的裂缝作用距离,充分发挥主裂缝和天然裂缝网络的增产优势。在研究水力压裂裂缝网络形成条件的基础上,对缝网压裂的关键参数进行了分析研究。现场应用结果表明,缝网压裂的增产效果远远高于常规压裂。     

多学科协作搞好致密气藏多裂缝压裂

致密砂岩，页岩中非常规天然气资源占世界天然气资源的确１／４，但开发技术和工艺是一个难点，莫比乐石油公司在德国西北部成功地完成了一次多裂缝的水力压裂，使气产量比初期投产时提高２００万倍。本文综述了有关的思路及做法。     

多裂缝压裂工艺在超低渗储层中的应用

以长庆油田具有代表性的姬塬、西峰地区的超低渗储层为研究对象,针对储层的超低渗特点,提出了通过压裂改造形成主裂缝与次生裂缝相结合的裂缝系统的储层改造思路.并对研究区域储层的压裂地质条件进行研究分析,表明长庆超低渗储层具有水平地应力差值小、各向异性弱,微裂缝发育,多期河道砂体叠加等特点,认为压裂过程中具有产生多条支撑裂缝的地质基础.在此基础上提出了以产生多裂缝为目的的"缝内暂堵多裂缝压裂工艺".裂缝监测结果表明运用多裂缝压裂工艺能够在压裂过程中形成多裂缝,在19口井的现场应用中取得了良好的增产效果,具有一定的推广价值.     

压裂井多裂缝干扰定量分析

压裂起始过程中射孔孔眼处会出现多条裂缝，这些裂缝的延伸、连接情况复杂，对它们的研究有利于对射孔、压裂参数的优化。文章采用简化的裂缝模型，应用复变函数与位错理论确定了裂缝的应力场分布表达，通过Sih方法及坐标变换求解裂缝应力强度因子分布及其影响因素，最后使用算例验证分析了解析结果。     

榆树林油田扶余油层重复压裂裂缝转向研究

确定裂缝是否转向及其主要影响因素是目前榆树林油田重复压裂问题之一。通过Fracpro PT软件拟合分析了现场压裂数据,施工过程净压力7.8~17.0 MPa,目前最大最小主应力差为9.6~20.6 MPa,平均14.4MPa;采用重复压裂应力分析软件计算了油水井在不同生产压差和裂缝缝长与缝宽条件下生产时不同位置处的最大最小应力差的演变,5 mm缝宽比1.6 mm缝宽最大最小应力差小1.0 MPa;120 m缝长比60 m缝长最大与最小应力差小0.5 MPa;22 MPa比17 MPa的油水井生产压差的最大最小应力差小2.0 MPa。初始最大最小主应力差16MPa对该油田部分井重复压裂实现裂缝转向具有较大难度,不易形成新缝;目前最大最小应力差小、初次压裂形成宽和长的裂缝、压后油水井生产压差较大及重复压裂过程中净压力较高的井层有利于重复压裂时发生裂缝的重定向而产生新裂缝。     

裂缝性油藏加砂压裂压力递减分析研究及应用

现有的压降分析解释技术只适合于低渗透均质油藏,而不能解释裂缝性油藏的压裂裂缝参数。为了克服传统压降分析解释技术中的不足,在前人研究的基础上,发展和完善了水力压裂压降分析方法,提出了适合裂缝性油藏的压降分析理论和解释技术,并研制了相应的解释软件。该软件可较好地用于裂缝性油藏的压裂压力降落分析,可以解释获得一些重要的裂缝及储层参数,如裂缝滤失系数、初滤失系数、闭合压力、闭合时间、延伸时间、裂缝长度、裂缝宽度,以及压裂液效率等。通过实例计算,说明了解释模型、方法具有一定的可靠性和实用性,这对裂缝性油藏压裂裂缝参数的解释,以及运用获得的参数进行压裂施工效果评价和压裂设计指导具有重要的意义。     

水力压裂多裂缝产生机理及影响因素

在对某些复杂地层进行水力压裂施工时，常会遇到异常高压及脱砂现象，有时还会导致施工的失败，而多裂缝是产生这些现象的主要原因。本文从水力压裂的原理出发，采用机理剖析的方法，分析了导致多裂缝产生的主要因素。分析认为，多裂缝的格局取决于小裂缝能否顺利连接，地应力状况对裂缝的连接与起裂方位有重大影响；天然裂缝的发育程度是决定多裂缝起裂的重要因素；地层的倾斜与井眼斜度、起裂方位、射孔等对裂缝的连接起支配作用。搞清多裂缝的产生机理对水力压裂过程中预防多裂缝的产生有着重要的意义。     

缝网压裂技术及其现场应用

针对低渗透、特低渗透储层的缝网压裂技术,完善了缝网压裂的概念,指出缝网压裂是在达到预期目标支撑缝长的主裂缝基础上,形成多缝直至形成“缝网”系统。对不同类型的储层,根据弹性力学假设,采用不同的平面模型,分析了形成缝网的力学条件。当施工时裂缝内净压力超过水平主应力差值与岩石抗张强度之和后,可在原始裂缝的基础上形成新裂缝,实现缝网。研究了各种缝网压裂施工方式,提出了目前可应用的缝网压裂施工方法,并指出缝网压裂的发展方向。采用缝网压裂设计理论对F1-15井进行了缝网压裂设计,施工取得成功。试验结果表明,压裂后效果显著,分析显示有多缝形成。     

多级强脉冲加载压裂技术的试验研究与应用

文章介绍了多级强脉冲加载压裂技术的作用原理及设计特点,设计出多级强脉;中加载压裂技术结构及可靠的延时控制方法,分析了其作用机理。试验证明,该项技术设计原理正确,延时控制可靠,能有效的松弛地层应力,并形成较长的裂缝体系,对低渗、特低渗油层的开发具有重要的意义。     

多次加砂压裂裂缝延伸模型研究与应用

在考虑多次加砂压裂时,加砂过程中砂堤高度变化对缝中流体流动及后续支撑剂沉降产生影响的基础上,建立了适用于多次加砂压裂的拟三维裂缝延伸模型,用数值模拟的方法对裂缝扩展进行预测。模型包括压裂液在缝中流动的连续性方程、压降方程、裂缝宽度方程及高度方程。其中压降方程是在平板流理论、力学平衡原理的基础上建立起来的,与常规压降方程不同的是方程考虑了砂堤高度变化对流体流动的影响。计算结果表明,多次压裂和常规压裂相比增产效果理想。现场试验表明多次压裂对储层改造效果好,对提高油气产量具有重要的意义。     

安塞油田重复压裂技术探讨

安塞油田随着开发时间推进,老井出现低液面,低面,低流和采 指数下降,综合含水上升,产量递减率增大,裂缝主向油井与侧向油井矸力差异大等日益突出的矛盾,这直接影响油田开发效益和最终要收率,对油田造成严重威胁。     

苏里格气田西区控水压裂技术研究及应用

苏里格气田西区属于低孔、低压、低渗透油气藏,储层物性差,气水关系复杂,完试井中解释为气水同层的井约占33.3%,底部含水储层约占18.6%,压裂缝高失控压窜上下水层或层内水,导致有多口井(层)压裂后大量产水,严重影响气田开发效果。从控水压裂机理入手,通过对控水压裂工艺技术对策研究,形成了变排量、支撑剂段塞、低伤害压裂液体系等配套技术,在现场试验应用5井次,3井次取得了较好效果,为气田高效开发提供了技术思路。     

大牛地气田多级注入酸压工艺优化研究与应用

页岩储层需要采用大排量、大液量体积压裂才能获得工业气流,体积压裂要求压裂液具有可连续混配、低摩阻和高返排率性能。根据四川页岩储层特征和实验结果,研制了降阻性能高的聚丙烯酰胺降阻剂、高效复合防膨剂及微乳助排剂,研制了适于四川页岩气体积压裂的滑溜水。该配方在四川W、C区块直井8井次现场试验表明,降阻率为65.5%～68.3%;W区块平均返排率为46.19%,C区块返排率27.93%;累计增加井口测试产量6.24×104～11.35×104 m3/d。     

苏里格气田东区低伤害压裂技术研究与应用

针对苏里格气田东区的现实特征,紧紧围绕该区块低渗透气藏的储层特点,系统深入的研究了储层地质特征,建立了一套多层低渗气藏改造前动静态、宏观微观资料相结合的储层评估方法,初步形成多层低渗气藏压裂优化设计技术。客观分析了压裂改造的瓶颈技术问题,适时的完善了低渗气藏低伤害压裂液体系,该体系具有破胶彻底,对裂缝及储层的伤害低等优势,适合苏东易伤害储层。现场实施了50余口井,从施工情况来看,认为该技术的工艺设计应考虑羧甲基体系的特点,充分发挥该体系的低伤害优势,同时,现场质量精细控制是羧甲基体系顺利实施的有效保障。施工返排和压后试气效果表明,目前,羧甲基压裂液体系在苏里格气田东区试验效果较好,建议继续加大试验推广。     

液态CO_2压裂技术与工艺研究

本文通过对液态CO_2压裂关键技术要求做了介绍,并结合现场压裂初期的非稳态变化过程和稳定状态进行分析,对液态CO_2压裂技术在油气田的现场应用提供参考。     

控制裂缝高度压裂工艺技术实验研究及现场应用

对控制裂缝高度的压裂工艺技术进行了定量分析和数值模拟.对控制裂缝高度压裂工艺进行了实验研究,确定了携带液和导向剂的最优组合及其阻挡效果,提出了遮挡层压力降与导向剂砂比的拟合关系式.在此基础上,研究了控制裂缝高度压裂数值模拟和施工设计的方法,提出了施工设计的多目标优化模型及其向单目标优化模型的转化和求解,研制了控制裂缝高度压裂优化设计软件,并给出了该技术的现场应用情况.