缝内转向压裂机理研究

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重复压裂裂缝转向机理及储层评价方法_李士斌

重复压裂裂缝转向机理及储层评价方法_李士斌

断块油气田2014年5月Fracture reorientation mechanism of refracturing and reservoir evaluation methodsLi Shibin,Wang Changhao,Zhang Ligang (Northeast Petroleum University,Daqing 163318,China)Abstract:The mechanical properties of reservoir will produce certain effect on the fracture development of refracturing.In order to improve the production effect of refracturing,using the simulation and calculation of the finite element analysis software Comsol and combined with the fluid -solid coupling theory,some parameters such as ground stress deviation are analyzed and the influence law of various factors on the fracture reorientation is ing the orthogonal experiment method,multi -factor analysis is conducted and the influence weight of various factors is determined,then the forecasting model for the fracture reorientation distance of refracturing can be bined with the relationship models between reorientation distance built on rock mechanics parameters and reservoir physical property parameters of the concrete blocks and various factors and the evaluation chart,the feasibility of refracturing on the target area has a certain guiding significance.Key words:refracturing;fracture reorientation distance;fluid -solid coupling;numerical simulation of finite element;influence factor重复压裂裂缝转向机理及储层评价方法李士斌,王昶皓,张立刚(东北石油大学,黑龙江大庆163318)基金项目:国家自然科学基金项目“基于应力 ̄渗流 ̄损伤多场耦合的清水压裂机理及储层筛选研究”(51274069)摘要储层的力学特性对重复压裂的裂缝发育有一定的影响。

缝内转向压裂技术

缝内转向压裂技术

二、缝内转向压裂技术1、机理重复压裂裂缝转向技术是应用化学暂堵剂使流体在地层中发生转向,在压裂时可以暂堵老缝或已加砂缝,使重复压裂的平面上的裂缝转向或纵向剖面的新层开启。

缝内转向技术的实施方法是在施工过程中实时地向地层中加入控制剂,该剂为粘弹性的固体小颗粒,遵循流体向阻力最小方向流动的原则,转向剂颗粒进入井筒的炮眼,部分进入地层中的裂缝或高渗透层,在炮眼处和高渗透带产生滤饼桥堵,可以形成高于裂缝破裂压力的压差值,使后续工作液不能向原裂缝、高渗透带或较低地应力带进入,从而使压裂液进入高应力区或新裂缝层,促使新缝的产生。

施工过程中产生桥堵的转向剂在施工完成后溶于地层水或压裂液,不对地层产生污染。

近几年来,随着主力油藏开发程度的提高,越来越多的低渗区块成为最大潜力油藏或主力油藏,压裂是这类油藏的主导措施,而随着现代压裂技术的发展,单一的加大规模、提高砂比的压裂和重复技术已不能适应老油田及低渗区块开发增产稳油的需要。

所以重复压裂作为老油气田综合治理、控水稳油的重要组成部分,所面临的任务更重,急需以技术进步来扭转我国重复压裂成功率低、增产量低、有效期短、科研落后于现场施工等被动局面。

对于处于高含水期开采阶段的井,由于老裂缝控制的原油已接近全部采出,必须实施压开新缝的改向重复压裂,才能有效开采出老裂缝控制区以外的油气,提高油气产量和油气田最终采收率。

因此,开展转向重复压裂技术理论的研究,尤其是加强重复压裂新裂缝造缝机理、延伸规律的研究,对于指导大量的重复压裂施工,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。

2、转向控制机理重复压裂裂缝延伸控制技术是应用化学暂堵剂使流体在地层中发生转向,在压裂中可以暂堵老缝或已加砂缝,从而造出新缝或使压裂砂在裂缝中均匀分布,主要作用有:纵向剖面的新层启动;重复压裂的平面上的裂缝转向;裂缝单向延伸的控制。

此技术可广泛应用于重复压裂、细分层压裂、套变井及落物井压裂。

转向压裂

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 (8)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 (12)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 (16)1、缝内转向压裂工艺技术 (16)2. 缝口转向压裂工艺技术 (18)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 (21)1.裂缝监测 (21)2.施工压力 (21)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”,扩大油井泄油面积。

低渗透油藏缝内转向压裂技术研究与试验

低渗透油藏缝内转向压裂技术研究与试验

1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。

低渗透油藏必须进行压裂改造,才能获得较好的开发效果。

随着开采程度的深入,老裂缝控制的原油已近全部采出,常规压裂技术已不能满足这类油藏开采的需求。

经过调研,利用桥堵作用堵塞裂缝,形成缝内转向的新裂缝的压裂工艺,逐步成为低渗储层重复改造的首选工艺,该压裂工艺具有现场施工操作简单,施工过程可控性和操作性较强,增产效果明显的特点。

目前,缝内转向压裂工艺已在国内多个低渗透油田中应用,并取得显著增油效果。

其中,靖安油田对13口井实施了缝内转向压裂措施,实施后平均单井日增油5.3t ,累计增油6791.6t。

朝阳沟油田扶余油层开展了6口井的缝内转向压裂增产试验,平均单井初期日增油量3.1t,单井阶段累计增油329t [1]。

长庆姬塬油田在低渗透油藏缝内转向压裂技术研究与试验杜姗(大庆油田有限责任公司呼伦贝尔分公司)摘要:Y 油田属于低孔低渗透油田,储层物性差,断块破碎,低产低注现象突出,难采储量占比大,随着开采程度的深入,老裂缝控制的原油已接近全部采出,常规重复压裂增产效果逐年变差。

为提高低渗透油田单井产量,2022年在Y 油田开展了老井缝内暂堵转向压裂试验,通过分析缝内转向压裂技术在Y 油田老井改造中的应用效果,评价其在低渗透油气田的适用性,现场试验10口井,平均单井日增油1.1t,当年累计增油1108t,措施增产效果明显。

该试验的成功实施为低渗透油田剩余油的有效挖潜探索了一条新途径。

关键词:低渗透油田;缝内转向;压裂;暂堵剂DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.07.001Research and test of in-seam steering fracturing technology in low permeability reservoirs DU ShanHulunbuir Branch of Daqing Oilfield Co .,Ltd .Abstract:The Y oilfield is a low porosity and low permeability oilfield,with poor reservoir physical properties,broken block,low production and low injection,and a large proportion of difficult to re-cover reserves.With the deepening of exploitation degree,the crude oil controlled by old fractures has been nearly fully recovered,and the stimulation effect of conventional re-fracturing has become worse year by year.In order to improve the production of a single well in the low permeability oilfield,the Y oilfield has carried out a temporary plugging and steering fracturing test in the old well fractures in 2022.By analyzing the application effect of in-seam fracture steering fracturing technology in the re-construction of old wells in Y oilfield,the applicability in low permeability oil and gas fields is evaluated.Field tests have been conducted on ten wells,with an average daily oil increasing of 1.1t per well and a cumulative oil increase of 1108t in the same year.The measures have obvious effect.Most impor-tantly,the successful implementation of this test has explored a new way for effectively tapping the po-tential of remaining oil in low permeability oilfields .Keywords:low permeation oilfield;in-seam steering;fracture;temporary plugging agent作者简介:杜姗,工程师,2009年毕业于东北石油大学(油气田开发工程专业),从事压裂工艺设计工作,189****2563,**********************.cn,黑龙江省大庆市让胡路区呼伦贝尔分公司地质工艺研究所工艺室,163000。

转向压裂

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”,扩大油井泄油面积。

转向压裂

转向压裂

控制剂主要性能 承受压差:10—15Mpa
转向剂样品
压裂液中溶解性
a、80℃时,1小时微 溶,1.5小时全溶,滤饼 4.5小时全溶 b、100℃时,0.5小时 微溶,1小时全溶,滤 饼3小时全溶
带裂缝胶结岩心的封堵试验结果(50℃) 4ty80-1 参数 20 岩心长度(cm) 3.5×3.5 岩心截面尺寸(cm) 25.74 孔隙度(%) 38.45 孔隙体积(ml) 0.09 基质渗透率Km(μm2) 注水压力与流量关 系 (cm水柱—ml/min) 裂缝渗透率 Kf(μm2) 滤饼阻力系数(Fr’) 突破压力梯度 (MPa/cm) 封堵率/% 9.16x + 0.08 30 79.6 0.12 99.2
同层中堵老缝造新缝典型案例
堵老缝造新缝重复压裂技术在中原油田、大 庆油田、吉林油田进行了40多口井施工实验 , 从压力变化、产量变化并参考微地震测试结 果分析,转向压裂效果是令人鼓舞的。
裂缝转向的判断,国内目前没有好的办法,争 议较大。国内只能通过几方面综合判断。判断 方法:施工压力变化曲线、产量变化、全过程 的微地震监测。进行测试压裂,目的是为了观 测原裂缝方向和该层的破裂压力值。待余波消 失后加入控制剂进行主压裂。取差值
13-10
递减快,几年来陆续转 注4口井(共对应7口水
13-19 13-24
-3 42 5
N13-15 13-609
N13-15
13-25
-3425
13-22
13-601 13-43
13-41
13-17
13-609
-3 40 0
井),油井仍不见效, 虽然后期进行过重复压 裂,但措施有效期短, 油井处于低液量、高含
110-30本次是第4次压裂,前2次无效,本次压裂日增液6.4吨,日增油 5.7吨,与其初产水平相当. 朝110-30井第三层初次压力19兆帕:第二次压力35兆帕,相 对第一次压裂,压力有明显增高 ,微地震方位由71.2度转向变化 86.0度.

白豹油田油井缝内转向压裂工艺应用效果及影响因素

白豹油田油井缝内转向压裂工艺应用效果及影响因素

白豹油田油井缝内转向压裂工艺应用效果及影响因素摘要:随着开采程度的深入,老裂缝控制的原油已近全部采出,目前缝内转向压裂工艺技术是在压裂过程中实时加入暂堵剂,在纵向和平面上开启新层,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”,扩大油井泄油面积,提高单井产能。

关键词:缝内转向压裂效果影响因素白豹油田主要开发层系为三叠系延长组,油层物性差,非均质性强,属于典型的特低渗透岩性油藏,目前该区块注水井长期注水,采油井不见效,严重影响单井产量,为确保油田的高效开发,提高采收率,目前缝内转向压裂是最有效的途径之一,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。

一、缝内转向压裂工艺技术1.缝内转向压裂工艺原理缝内转向压裂工艺:依据岩石破裂机理,通过桥堵剂(缝内暂堵转向剂)对储层内先前的水力压裂老裂缝形成颗粒桥堵作用,提高井底及水力压裂裂缝净压力,超过老裂缝中薄弱部位的破裂压力,从而沟通天然微裂缝及形成新裂缝,这样的工艺过程即缝内转向压裂工艺。

借助于缝内转向剂在主裂缝产生桥堵作用,使主裂缝内产生升压效应,从而压开新的支裂缝或沟通更多微裂缝,在增大油层泄流面积的同时,促使压裂裂缝向注水水线靠近,缩短注水见效时间,提高注水见效效果,使油井在增产的同时能够保持稳产,从而提高采收率。

2.实现裂缝转向的力学条件裂缝延伸遵循能量最小原则,常规压裂裂缝延伸方向受控的力学条件是:σHmax+T>P≥σHmin+T若能使P≥σHmax+T,即当缝内压力升高幅度ΔP≥σHmax-σHmin,压裂裂缝可摆脱水平应力的束缚,改变延伸和扩展方向。

P:缝内压力T:岩石扩张强度σHmax:水平最大主应力σHmin:水平最小主应力提高裂缝内压力是实现裂缝转向的必要条件。

3.缝内转向压裂工艺技术的实施3.1施工工艺在缝内转向压裂施工中,桥堵剂的加入采取通过混砂池中加入,通过主压车高压柱塞泵注入地层。

转向压裂技术在低渗稠油藏中的应用

转向压裂技术在低渗稠油藏中的应用

转向压裂技术在低渗稠油藏中的应用X赵占杰(中油辽河油田公司,辽宁盘锦 124125) 摘 要:在老井常规重复压裂过程中,常常只是重新压开原缝,而原有的人工裂缝附近产层的生产潜能越来越小,措施增油效果逐年下降。

因此,使裂缝转向,压开新缝是老井增产的有效方法。

本文分析了转向压裂技术的原理、特点,并结合现场实例,提出了转向压裂技术。

关键词:重复压裂;转向压裂;低渗油藏 中图分类号:T E357.1+3 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)06—0111—03 Y 油田属于复杂断块油田,构造复杂、断块多且小,油气藏埋藏深,非均质性严重,随着油田开发的不断深入,大部分主力油层已逐步进入高含水期,稳产的难度越来越大,为提高产能,部分井面临重复压裂改造。

而重复压裂也会出现如下问题:一是由于在地应力的影响下,常规同井同层重复压裂可以恢复老裂缝的导流能力,但对注采井网注入水的驱替体积及地层中孔隙压力的分布形式的影响是有限的;二是对于进入中高含水开发期的油田来说,常规的同井同层重复压裂会提高地层向生产井的供液能力,有可能导致重复压裂后施工井的含水率急剧上升。

为了解决这些问题,在重复压裂中使用了转向压裂技术,有效的解决了重复压裂中出现失效的问题。

1 转向压裂1.1 转向压裂原理图1 应力转向示意图重复压裂[1]产生的裂缝方向取决于地应力状态,以及注水等对它的影响。

油藏中形成一条水力裂缝,将导致一个椭圆形压降区。

裂缝的椭圆形区域将产生双向附加应力,当诱导的应力差大到足以改变两个水平应力分量时,原来水力裂缝的最小主应力方向即成为最大主应力方向。

这时重复压裂产生的新裂缝将沿着新的主应力平面扩展。

但在距井筒一段距离之后,由于原地应力场的应力变化很小,裂缝仍沿原来的方向向前延伸。

如图(1)所示。

转向压裂技术是应用裂缝转向剂在压裂中暂堵老缝或已加砂缝,造出新缝或使压裂砂在裂缝中均匀分布,从而使流体在地层中发生转向,达到提高单井产量和油藏采收率的目的。

转向压裂

转向压裂
岩心 编号 01 02 03 岩心长度 (cm) 5.0 5.0 5.0 岩心直径 (cm) 2.54 2.54 2.54 注水压差 (MPa) 0.128 0.135 0.147 平均水相渗透率 (μm2) 2.66 2.21 1.93
04
05 06
5.0
5.0 5.0
2.54
1.60 1.60
0.153
随着有机单体的增加,室温下2.5h溶解速度从0.75到全溶,并且通过 实验现象观察,转向剂强度逐渐变小,韧性逐渐增强,有机原料加量为
100g-150g时,80℃2.5h的效果较好,说明有机单体能提供较好的溶解能
力及韧性,但影响转向剂强度。
抗温材料加量的影响
抗温材料,g 40 室温2.5h溶解速度 溶解 80℃2.5h溶解速度 溶解
先监测了前置压裂,该压 裂的目的是打开老缝。加 入暂堵剂堵住老缝后,再 次压裂,以压开新缝.
人工裂缝监测结果
卫357施工曲线
100 90
沙 三 中 3 沙 三 中 4
80 70 60 50 40 30 20 10 0 14:08:56 14:25:35
油压,(0-100)MPa 套压,(0-100)MPa 排量,(0-10)m3/min 密度,(0-2000)kg/m3 液量,(0-300)m3
(6) 垂向地应力为中间主应力物模实验
射孔孔眼1个,平行于水平最小地应力
初始裂缝垂直于垂向地应力方位,即水平裂缝 随着裂缝的延伸,裂缝发生转向,最终垂直于最小地应力方位
(7) 射孔孔眼方位夹角为45°物模实验
垂向地应力为中间主应力,孔眼方位与水平最小地应力方向夹角45°
初始裂缝为即有水平分量、也有垂直分量的斜缝 随着裂缝的延伸,裂缝发生转向,最终垂直于最小地应力方位

缝内二次转向压裂技术探索

缝内二次转向压裂技术探索

缝内二次转向压裂技术探索杜宗和;李佳琦;聂洪力【摘要】转向重复压裂是挖掘老区低渗油藏剩余油的重要途径,目前常规转向压裂技术存在着裂缝是否转向、缝内转向方式如何以及怎样实现缝内转向等问题,最终导致裂缝转向程度不理想、压后效果不明显、压后解释不准确.在岩石力学、断裂力学、水力压裂力学基础上,结合压裂裂缝转向理论,提出了“缝内二次转向压裂”的概念,通过分析对比缝内转向压裂可能出现的4种裂缝形态,发现在水平应力差拐点处实施缝端暂堵转向压裂可最大程度沟通油藏,分析了其适用的储集层条件、关键技术,并给出初步设计方法.该技术对发展转向压裂技术体系、由经验型压裂向精细化压裂的转变具有重要的意义.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2013(034)003【总页数】5页(P349-353)【关键词】转向压裂;二次转向;缝内转向;缝端封堵;水平应力差拐点【作者】杜宗和;李佳琦;聂洪力【作者单位】中国石油新疆油田分公司勘探公司,新疆克拉玛依 834000;中国石油新疆油田分公司工程技术研究院,新疆克拉玛依 834000;中国石油新疆油田分公司开发公司,新疆克拉玛依 834000【正文语种】中文【中图分类】TE357.1现有转向压裂技术在炮眼处或高渗透带聚集高强度的滤饼桥堵,使得在其他方位产生二次破裂以产生新裂缝[1],但因技术本身存在局限性,使得转向程度不理想,增产效果不明显;现场施工采用不同暂堵剂类型组合或不同用量进行尝试,结果大多现场实验未达到转向目的,增产效果较差,压后解释也缺乏理论支撑。

目前,对转向压裂缝内是否转向、缝内转向机理和方式以及怎样实现缝内转向等问题认识模糊。

本文提出了“缝内二次转向压裂”概念,初步分析了其理论机理,并讨论了适用的储集层条件、关键技术及其概念设计方法。

1 缝内二次转向压裂理论1.1 近井地带地应力重新分布理论近井地带地应力重新分布理论研究在国内外已趋于成熟[2-4],得到大多数学者的认可。

提高改造体积的新裂缝转向压裂技术及其应用

提高改造体积的新裂缝转向压裂技术及其应用

提高改造体积的新裂缝转向压裂技术及其应用随着我国经济的不断发展,对石油资源的需求也变得非常大,为了满足这个需求,就需要加强对石油工作的开采。

在石油的开采过程中会遇到很多开采问题,为了有效提高油田的开采量,会运用到裂缝转向压裂技术,对于这项技术的运用,会受到很多方面因素的影响。

只有掌握这些方面的影响,采取针对性的压裂技术,才能让裂缝转向压裂技术在油田中发挥更大的作用,分析不同时期采用压裂技术后对油田的影响,采取相应的改进措施,只有这样才能提高我国油田的开采水平,为我国的石油资源做出更大的贡献。

标签:裂缝转向;改造体积;压裂技术随着我国油田行业的不断发展,对各种油田的开采也变得越来越多,为了提高油田的开采率,可以采用裂缝转向压裂技术来进行开采。

通过大量的实验和数据,为裂缝转向压裂技术的改进提供了良好的方案。

因为压裂技术的特殊性,如果采用单井压裂的技术,往往会存在着一些不足,通过分析影响裂缝转向压裂技术的因素,对于工艺的改进有很好的参考价值,只有不断的创新开采技术,才能进一步提高油田的开采率,进而提升我国石油在国际上的竞争力。

1裂缝转向原因水平井压裂裂缝转向是由于多种原因的综合作用而形成的,其中最主要的因素是由于裂缝起裂时附近井筒的应力分布模式而造成,当压力与水平井井眼破裂压力一致时,井壁上的切向应力会起到最小主应力的作用,导致纵向裂缝的形成,通常情况下,水平井眼走向与理论裂缝会保持垂直状态,则裂缝从井眼处起裂时会重新定向或者是发生扭曲。

当注入压裂液或者产气时,裂缝的扭曲部分会发生收缩作用,扭曲型裂缝和转向型裂缝比较相似,转向型裂缝的上下部分裂缝会转向两个不同的平面,由于水平井的应力相对集中,所以井筒方位或者是地应力状态都会沿着纵向起裂。

当水平井井筒方为垂直于裂缝时,其列的纵向裂缝会从井筒中延伸出来转向横向型裂缝方向,由于多种因素的影响,多重裂缝的宽度会小于单条裂缝的宽度。

2实现裂缝转向的途径在进行压裂的过程中,需要加入一定量的支撑剂,加入支撑剂后人工裂缝可以达到一定缝长,当应力场达到一定数值以后停止加砂,进行强制闭合和快速放喷,由于第1次支撑剂和强制放喷的作用,会导致人工裂缝附近产生应力集中的现象,造成应力场重新分布。

绥靖油田缝内转向重复压裂研究与应用

绥靖油田缝内转向重复压裂研究与应用
P = Pf = 一 =
近 年 来 , 油 四厂 绥靖 油 田有些 油 井 油层 物 性 采 好 , 藏 连 通好 , 投产 初 期产 量也 较 理 想 , 经 过 油 且 但 段 时 间的生 产后 , 地层 能 量仍然 较好 , 通过 常规 压 裂 、 化解 堵等 工 艺都不 能达 到增 产 的 目的 , 了恢 酸 为 复 油井 的产能 , 提高 区块 的综 合采 收率 , 可对 这些 油 井 采用 缝 内转 向压 裂工 艺进 行增产 。该 工艺 就是 在 施 工 过 程 中实 时地 向地 层 中 加入 控 制剂 , 循 流 体 遵 向阻 力 最 小方 向流 动 的原 则 , 向剂 颗 粒 进入 井 筒 转 的炮眼, 部分进入地层中的裂缝或高渗透层 , 在炮眼 处 和 高 渗透 带形 成 滤 饼 桥 堵 , 生高 于 裂 缝破 裂 压 产 力的压差值 , 使后续压裂液不能向原裂缝、 高渗透带 或 较 低 地应 力带 进 入 , 而 使 压裂 液 进 入 高应 力 区 从 或 新裂 缝层 , 使新 裂缝 的产 生 。 促 1 概 述 缝 内转 向压裂工 艺 已在 安塞 、 陇东 、 宁夏 等地 区 的老 井 重复 压 裂 施 工 中应 用 近 1 0口井 井 产 量 0 单 从 压前 的 1 4td增 加到 4 1td 平均 单 井增 加 1 .3/ . 3/ , . 8/ , 效率 大 于 9 , 施有 效期 大于 30天 。但 td 有 O 措 5 在 绥靖 油 田大路 沟 二 区长 6 层 和 白于 山 区长 4 油 +5 油 层 实 施还 是首 次 , 从缝 内转 向 压裂 工 艺 的特 点 出 发 , 过对 储层 地质 特点 、 案设计 到 压裂施 工进 行 通 方 分 析 , 出影响 油井 压裂 效果 的 因素 , 下一 步提 高 找 为 靖 安油 田重 复 压裂效 果提 供 依据 。 2 缝 内转 向压 裂工 艺 的原理 及特 点 缝 内转 向压裂 工 艺 是通 过 缝 内转 向剂 的应用 , 提 高 人工 裂 缝 内的净 压 力 , 生 不 同于 初 次裂 缝 方 产 向的 新 裂缝 或 沟通 微 裂 缝 网络 , 实现 二 次 压裂 裂 缝 转 向 。生产 过程 中 , 向剂被 油溶 解 , 裂缝 与原 裂 转 新 缝 同时 生产 , 善老 井开 发 的渗流 场 , 到提 高单 井 改 达 产量。 新 缝产 生 的条 件从 机理 方面 主要 依靠岩 石 的物

转向压裂工艺在莫北三工河组深层油藏的应用

转向压裂工艺在莫北三工河组深层油藏的应用
目前转向压裂工艺主要使用油溶性暂堵剂,其技 术参数为:①密度在0.65~0.85g/cm3,直径为1.5~4.0mm 棕红色固体;②注入方式:在混砂车上加入,伴随原 液入井。
考虑到莫北三工河组储层埋藏深在4000m以上,岩 性致密、泥质含量高,压裂时形成的裂缝宽度窄,存 在暂堵剂进入地层后施工压力超压的风险,在该地区 进行缝内暂堵先导性试验,选择最小颗粒暂堵剂,直 径在1.5~2.5mm之间。
4 现场应用效果 4.1 现场应用情况
365
科学管理
2019年第6期
2017年在莫北井区三工河组油藏选取3口井进行转 向压裂工艺先导性试验,由表1可知:施工过程中压 力、排量和施工规模等参数均达到设计要求,同时辅 助现场微地震裂缝监测手段,来验证措施的针对性。
4.2 水力裂缝评价
(1)压裂施工压力分析 从施工曲线可以看出,莫011井在加入暂堵剂前 后施工压力有明显的上涨,加入暂堵剂后压力上升
1.2 裂缝转向机理
在压裂主裂缝延伸过程中,加入暂堵剂封堵主 缝,裂缝在长度上停止延伸,裂缝中的压力即净压力 持续增加,迫使裂缝壁面应力薄弱处将发生破裂,产 生新的分支裂缝,促使和加剧次生裂缝网络形成。天 然裂缝或者层理弱面实现裂缝转向的条件公式如下:
Pnet>(σH-σh)/2×(1-cos2θ) 式中: Pnet:缝内净压力,MPa σH:水平最大主应力,MPa σh:水平最小主应力,MPa θ:水力裂缝和天然裂缝或层理弱面的夹角,° 可以看出,提高裂缝内净压力是实现裂缝转向的 必要条件。采用技术手段使缝内净压力升高即Pnet ≥ σH - σh,就可以满足裂缝转向所需要的力学条件。
莫北井区三工河组油藏位于准噶尔盆地中央坳陷 的莫北凸起上,为向南西倾没的单斜。岩性主要为砂 砾岩、含砾不等粒砂岩、粗中砂岩和细砂岩。孔渗岩 心分析结果表明,储层孔隙度平均值11.66%,渗透率 平均值约为1.73mD,属低孔特低渗油藏。储层埋藏 深在4000m以上、岩性致密,压裂施工破裂压力高, 施工难度大加砂规模难以提高。随着油田的多年开 发,受井深、储层物性及压裂施工难度限制,老井仍 采用单一增产手段,部分油井产量递减快的矛盾日益 突出,传统的压裂工艺已不能满足该类油藏开发的需 求。因此在莫北井区三工河组开展缝内转向压裂技术 试验,最大限度的释放储层产能,有效动用剩余油富 集区,提高压裂效果,从而为深层油藏未压裂井恢复 产能、已压裂井挖掘剩余油提供新思路。

定向射孔转向压裂裂缝延伸形态研究

定向射孔转向压裂裂缝延伸形态研究

定向射孔转向压裂裂缝延伸形态研究第九采油厂赵艳波摘要:本文根据断裂力学理论,建立了基于复合应力强度因子的裂缝延伸和转向判据模型,推导确定了缝内压力分布、复合应力强度因子及裂缝扩展方向角的计算公式,编制了定向射孔转向压裂裂缝延伸形态的模拟软件,分析了射孔角度、水平最大地应力和水平最小地应力差值对转向裂缝形态影响程度,为定向射孔转向压裂的施工设计提供了理论依据。

主题词:定向射孔转向压裂断裂力学1 前言至2003年底,九厂总探明原油地质储量2.82×108t,已投入开发油气田18个,动用地质储量6533×104t,未动用探明储量2.16×108t,分为39个区块,但大部分区块都具有储层埋藏深、物性差、丰度低,渗透率低的特点,自然产能较低,在目前的技术经济条件下,开发动用难度较大,常规投产甚至不出油,必须经过油层压裂改造,而常规压裂效果也不好,所以需要研究新的压裂工艺。

如能在单个油层中压开多条裂缝,可大幅度提高地层的渗流能力,使束缚油变为可动油,增加泄油面积,提高油层的动用程度,达到经济有效开发的目的。

近年来定向射孔技术的发展,为利用射孔方向控制裂缝转向,在单个油层中压开多条裂缝,提供了现场实施的可能。

但需要对射孔参数、地应力和裂缝方向、形态的关系进行研究,以指导定向射孔转向压裂的施工设计。

我们用三维弹塑性有限元模型,对裸眼井的射孔参数对裂缝起裂方向的影响进行了理论研究,研究表明,对于裂缝的起裂方位有重要影响的射孔参数是射孔方位角,而射孔参数中孔眼直径和射孔穿深仅仅对破裂压力有影响,对于裂缝的起裂方位几乎没有影响,射孔密度对于裂缝的起裂方位影响也比较小。

对于套管完井的油井,裂缝的起裂位置与射孔方向一致。

定向射孔水力压裂裂缝延伸模型包括两部分,一是裂缝尺寸模型,用于确定裂缝的长度,平均缝宽、最大缝宽随时间的变化关系;二是裂缝形状,研究在特定射孔方案和地应力等条件下,水力裂缝的延伸形状和过程。

缝网压裂机理研究与认识[优质借鉴]

缝网压裂机理研究与认识[优质借鉴]
缝网压裂机理研究与认识 赵金洲
西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室
2012年4月
优质材料
1
汇报提纲
一. 什么是缝网压裂 二. 能不能形成缝网 三. 怎样才能够形成缝网 四. 如何形成缝网 五. 缝网压裂实例分析
优质材料
2
一. 什么是缝网压裂?
1984:Warpinski通过矿场试验首次发现压裂形成主裂缝与复杂分支裂缝同时延伸, 提出了Zone of Fractures的概念。
(4) 水平应力差越小,相交角越小,水力裂缝转向延伸需要的净压力越低;
总体上说,低相交角和低应力差有利于远场缝网的形成,而高相交和高应力差将更容易形 成对称双翼裂缝。
优质材料
22
四. 如何形成缝网?
水力裂缝相交天然裂缝后的延伸分析
清水(1mPa.s)
弱交联压裂液(50mPa.s)
(1) 随着作业液体体系的黏度越来越高,水力裂缝转向延伸角范围逐渐缩小;
1986:Blanton 通过物理模拟实验首次发现并提出水力裂缝相交天然裂缝后,水力 裂缝可能存在穿过、转向、穿过和转向3种状态。
水力裂缝相交天然裂缝后的延伸模式(Blanton)
优质材料
3
一. 什么是缝网压裂?
1999: Mahrer认为天然裂缝性地层压裂将形成Network Fractures 。 2000: Beugelsdijk通过物理模拟实验证实了Network Fractures的存在。
流体黏度低 规模大
优质材料
18
Y (m)
Y (m)
四. 如何形成缝网?
缝网形成示意图
σh σH
σh σH




缝内转向压裂技术在河南油田的应用

缝内转向压裂技术在河南油田的应用

4.0%,动液面1287米,后一直生产07年6月。重压前日产油0.8吨,日产水
1.6m3,含水67.5%,采出程度较高达34.7%,累计产油5035t。如果沿老缝重压, 受井网限制,压裂效果差。因此,需要进行缝内转向压裂,结合该井井网及油 层、生产情况,确定实施三次暂堵转向压裂。
二、缝内转向压裂工艺技术及先导试验
其点的应力状态(a),它受来自上覆岩层的压应力σy,围岩所产生的压应力 σx及压裂时施工压力、液柱压力及井筒摩阻的合力所产生的压应力σz和压裂液 与裂缝面间的摩阻产生的剪应力τ。
σy τ σ3 σ3
σx σ1
A σ2 A1
σ1
τmax
45°. σ1
σz
σ3
τ相对于σx、σy、σz很小,裂缝壁面上点的应力状态为三向主应力状态。当σ1>σ2> σ3,τmax=1/2(σ1-σ3)≥τb时发生剪断裂,断裂面与最大主应力方向成45°夹角(不考 虑岩石内摩擦角)或接近45°(考虑岩石内摩擦角)。
H9-145井压裂施工曲线
H9-145井
破裂压力 32.57MPa
投暂堵剂 破裂压力 32.74MPa
投暂堵剂 破裂压力 27.74MPa
投暂堵剂 破裂压力 32.79MPa
在实施缝内转向压裂技术中,配套了变排量工艺、同粒径
陶粒段塞打磨工艺及清洁压裂液体系。
二、缝内转向压裂工艺技术及先导试验
H9-145井多次暂堵转向后裂缝监测
二、缝内转向压裂工艺技术及先导试验 2、暂堵剂的优选
优选强度高、伤害低、易溶解的暂堵剂。
选择HNYT-1高强度暂堵剂
胶结后滤饼在地层水中的溶解速度
温度℃ 时间h 30 13.5 40 10.5 50 6.5 60 3.5
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最小水平主应力方向诱导应力。④垂直于裂缝方向 的诱导水平应力最大,在初始裂缝方向的诱导水平 应力最小。 1.2孔隙压力变化诱导应力场 油井由于长期生产和注水会导致地层孔隙压力 下降或上升,从而引起原地应力状态发生改变。在水 力裂缝周围孔隙压力存在一定的梯度。随着油气生 产的进行,孔隙压力在裂缝周围的分布将很不均匀, 从而改变了地层中裂缝周围的孔隙压力梯度,导致 整个储层内的地应力重新分布。 随着大油气田开采及理论分析和室内实验的深 入,可以得出:油气藏的开采过程,是多相流体渗流 和油藏岩土的多孔介质变形的动态耦合过程,主要 表现为:①孔隙压力的改变引起岩石变形和有效应 力场的变化。②随着油气田开发的进行,生产及注入 都会引起孔隙压力发生改变。③地应力变化及岩石 变形会引起油藏物性变化.如渗透率、孔隙度、岩土 密度及孔隙压缩系数的变化,从而影响孔隙流体的 流动和开采。 在油气藏进行开采的过程中,油气水渗流及岩 石变形彼此是相互影响、相互制约的,具有很强的耦 合效应。温度变化诱导应力场在油气藏的开采过程 中,通常采用注水来保持地层能量进行开采,注水井 注水会引起地应力变化.体现在两个方面:一方面是 注入水进入储层,产生弹性应力;另一方面,注入水 和储层岩石之间存在温度差,冷水注入会引起油藏 内温度下降,引起岩石收缩,产生热弹性张应力,导 致地应力场变化。 当水力裂缝存在时,随着液体向裂缝中的注入, 流体沿着裂缝面的温度不断变化。储层内的温度变 化是由液体的不断推进引起的,储层内对流传热引 起温度变化。当液体以恒定的速率注入垂直裂缝时, 随着时间的改变,注入液体的前缘可近似为和裂缝
垂直裂缝缝内转向压裂前,储层应力场分布主 要由4个部分组成:初次人工裂缝诱导应力场、原地 应力场、温度变化诱导应力场、孔隙压力变化诱导应
力场。以下分别对引起原地应力场改变的初次人工 裂缝诱导应力场、孔隙压力变化诱导应力场、温度变 化诱导应力场进行说明。 1。1初次人工裂缝诱导应力场 从力学观点看,裂缝总是产生于强度最弱、抗力 最小的地方。所以,水力压裂的裂缝方向主要取决于 地层应力状态,也就是说,人工裂缝总是垂直于最小 主应力。 油气井被压裂后,孔隙压力在前一次裂缝周围 成渐进薄壁管,遇到套变严重井,渐进薄壁管可起到 防缓冲作用,管柱不被卡死。 1.4主要技术参数 适用工作套管内径西118mm~ffPl24mm(51/ 2in),最大外径114mm,最小内通径38mm,总长 1500mm,验管压力5MPa,刀片打开压力6MPa~ 8MPa,工作温度150℃。 2现场应用情况 2013年实施了套管通井刮削一体化工具76口 井,达到了工程设计要求,共减少工序152趟,节约 作业时间149天。该工具实现了一次管柱完成通井、

year
by
guide pipe and
seat,front flank and progressive thin—walled tubes and other components,can be through the drifting. tubing pressure
tete the process.Field appli
2010,8(1):21~29.
E4-t Es-!
李铭.低渗透油田生产有效措施缝内转向压裂 技术[N].中国石油报.2006,7(19):6. 王伟.低渗透油田重复压裂工艺技术研究与应 用I D【.西安:西安石油大学.2007.
万方数据
由地层裂缝诱发的应力图可以得出:①张开裂
缝诱导应力随着裂缝距离井眼的距离变化,距离越 远,诱导应力越小。②缝口张开裂缝的诱导应力最
大,裂缝底端所诱导的应力最小。③在重新压开的新
裂缝方向,最大水平主应力方向诱导应力明显高r 试压和刮削套管三种功能,提高现场作业效率。 3 结论 ①应用套管通井刮削一体化工具.实现了.-次 管柱完成通井、试压和刮削套管三种功能.节约人点} 作业成本。②应用套管通井刮削一体化工具,提高’lr 现场作业效率,为发展井下作业新技术提供了新的 技术思路。 [参考文献] [1] 师成灿.一体化通井规的研制与应用EJ].中国 石油和化工标准与质量.2012,(1):109.
Key words:Downhole operation drifting scraping integrated tool0
收稿Et期:2014—11—16
万方数据
50
内蒙古石油化工
根据岩石破裂准则和弹性力学理论.裂缝总是 沿着垂直于最小水平主应力方向起裂.所以重复豫 裂井中应力场分布决定了重复压裂产生新裂缝的最 佳时机、新裂缝延伸方向和延伸轨迹、新裂缝的裂缝 长度以及新裂缝的起裂位置和方位等。 3.1 缝内转向重复压裂新裂缝起裂和延伸机理 垂直裂缝井重复压裂施工前,初次裂缝产生的 诱导应力和油气井生产时的孔隙压力降低导致能层 应力下降,引起了井眼处及近井眼处应力方向发生 了转向,如果该井此时进行重复压裂,将可能产生垂 直于初次裂缝缝长方向上的重复压裂新裂缝。 因此,近井应力分布使重复压裂新裂缝垂直于 初次裂缝起裂是可行的,然而,这个影响仅仅适用于 距离井筒的有限距离。重复压裂新裂缝的继续延伸 过程中,储层中的应力分布在不断变化,并直接影响 和控制着裂缝延伸方向。 3.2缝内转向重复压裂造新裂缝的力学条件 在垂直裂缝井的初始人工裂缝附近.平行和-砸 直初次水力裂缝缝长方向上都有由于水力裂缝、孔 隙压力的变化等因素诱发产生的张应力,但被远离 裂缝处诱发产生的压应力所平衡。垂直于裂缝I_酊I: 的诱导张应力最初大于平行裂缝缝长方向上的张J、证 力。如果水力裂缝、孔隙压力的变化等因素诱导的应 力差大于初始水平应力差,则初始最大水平应力方 向将变为目前最小水平应力方向。 根据岩石断裂力学理论.裂缝总是垂直于最小 水平主应力方向起裂并进行延伸,重复压裂新裂缝 垂直于初始裂缝缝长方向起裂并延伸。 3.3缝内转向重复压裂最佳时机 为了定量确定重复压裂产生新裂缝最佳时机. 需考虑裂缝转向前的长度及孔隙压力分布。重复胜 裂的间隔时间越长,裂缝转向前的长度越大。重复压 裂最佳时机是在这一时刻裂缝长度很长或裂缝延{}|I 到的区域孔隙压力很高,当地层应力分布及油藏特 性已知时,就可以确定重复压裂最佳时机。
2015年第1期
内蒙古石油化工
49
缝内转向压裂机理研究
李涛涛
(西安石油大学,陕西西安710065)
摘要:随着大多数油田进入中、高含水期的开发阶段,高产稳产的难度越来越大.由于油藏非均质 性的影响,导致油井含水上升速度快;油井酸化后,出现了在增油的同时油井产出液含水大幅度上升的 问题;转向压裂作为老油气田综合治理、控水稳油以及提高油气产量和油田最终采收率的重要组成部 分,本文对其压裂机理进行简要说明。 关键词:高含水;缝内压裂;压裂机理 中图分类号:TE357.1+1 文献标识码:A 1缝内转向压裂前应力场分布状况 文章编号:1006—7981(2015)01一0049—02 呈椭圆形状进行分布。随着油气的生产.孔隙压力,ni 裂缝周围分布很不均匀,改变了地层中裂缝周f科的 孔隙压力梯度,从而导致整个储层内的地层应力厦 新分布。油气井在生产的过程中,流体从孔隙中慢慢 流出,降低了地层的孔隙压力,储层中岩石出现了发 生体积收缩的趋势,储层发生岩石变形的趋势受到 限制,岩石的体积收缩趋势为地应力减小,由此降低 了地应力。
Abstract:For the latter part of field development,downhole operations workload increased year,developed integrated drifting and scraping t001.The tool is mainly composed of and scraping three jobs compressed into
q庐学庶培席乜—蛔舟甲辟峙辟培庐\毫一暑妒哪糠岫煮螂藤峙霹-辟_扁k虚如廊蛔廊-辟培庸妇席岫辟b店b虎护学虎培胆舻学虑护峥店培餍b牌岫属如辟蚺护嶝毋讲扩娜摩妒q廊护扩-毋9席’、矿3_‘
Development and Application of Integrated Drifting and Scraping Tool ZHANG,Jun--cheng,ZHANG Shou—gen,JIANG Jian--hl‘a,FENG Chun—yah、BAI Hal—hui (The Third Production Plant Of Zhongyuan Oilfield)
共焦的椭圆。如果储层温度与注入液体温度之间存
在差异,那么岩石温度明显变化的区域就是和裂缝 共焦的椭圆。 2缝内转向压裂机理 根据岩石破裂准则和弹性力学理论,裂缝总是 沿着垂直于最小水平应力方向启裂,因此,重复压裂 井中的应力场分布决定了重压新裂缝的启裂和延 伸。垂直裂缝井中,张开的初次人工裂缝产生诱导应 力以及生产活动引起的孔隙压力变化改变了油气井 J.fl围的应力分布状况,当诱导的应力差足以改变地 层中的初始应力差,则在井筒和初始裂缝周围的椭 圆形区域内应力重定向:初始最小水平应力的方向 可能转变为目前最大水平应力方向,而初始最大水 平应力的方向则变为目前最小水平应力方向。实施 转向重复压裂可以在储层中打开新的流体流动通 道,更大范围地沟通老裂缝未动用的油气层.大幅度 增加油气产量,进一步提高油藏的开发效果。 3缝内转向压裂造新缝的力学机理
cation shows that every operation can shorten the operation time of 1—2 days,reduce operating costs.im
prove
downhole operation technology
to
open up

new way.
结论
本文对转向压裂前的地层应力情况以及转I训k 裂机理进行了简单说明。 [参考文献] [1] [2] 熊友明.国内外泡沫压裂技术发展现状EJ-J.钻
采工艺,1992,l(4):46~55.
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