暂堵转向重复压裂技术(yida)

暂堵转向重复义
二、破裂机理研究 三、新裂缝延伸方式
五、堵剂体系
六、配套工艺 七、效果分析
四、时机研究
八、结论
一、研究目的及意义
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，可以实施暂堵转向重复压裂， 纵向和平面上开启新层，开采出老裂缝控制区以
效的物质基础； • 研究暂堵转向重复压裂的影响因素、重复压裂时机确定是 获得措施增产的关键； • 堵剂的筛选，确定合适的暂堵剂，是确定施工成败的主要 因素； • 暂堵转向重复压裂可以沟通新的泄油区、启动二、三类油
层，是提高低渗透油气藏开发效益的重要技术手段。
5
本次暂堵转向重复压裂效果
力1.0t
日产液量 日产油量 含水
压裂后日产液9.5m3，日产油7.4t，含水22.1%，日增油能
本次压裂前日产液10.6m3，日产油6.4t，含水39.6%，
0 20 40 60 80
100
八、结论
• 裂缝诱导应力、生产诱导应力叠加决定重复压裂新裂缝是 否转向；
• 目的层控制的剩余油可采储量是暂堵转向重复压裂能否高
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，研究意义重大。
暂堵转向重复压裂技术原理：
压裂时可以应用化学暂堵剂暂堵老缝，压开新缝。 纵向新层开启；平面裂缝转向。 实施方法：向地层加入暂堵剂，使裂缝或高渗透 层产生滤饼桥堵，后续工作液不能进入，促使新缝 产生。暂堵剂施工完成后解堵。
裂缝中流动，并在裂缝顶部和底部形成人工遮挡层，
阻止裂缝中压力向上下传播，控制裂缝在高度方向上 进一步延伸，形成较长的支撑裂缝。 • 对于暂堵转向的重复压裂改造井，控缝高技术是一 项必要配套技术。
2、端部脱砂压裂技术
实质：有控制地使支撑剂在裂缝端部脱出，桥架形成 端部砂堵，阻止裂缝向缝长方向进一步延伸。继续注入 高砂比混砂液，沿缝尖形成全面砂堵，缝中储液量增加， 泵压增大，促使裂缝膨胀变宽，造成一条具有很高导流
（2）生产诱导应力场 • 油井长期生产，通常会导致地层孔隙压力下降，引 起原地应力状态的改变。 • 研究表明：孔隙压力减少，使水平应力降低。且在
裂缝方向强于垂直于裂缝方向的区域。所以最大水
平主应力减小得比最小水平主应力多。
3、破裂机理研究
• 初次人工裂缝诱导应力以及生产 诱导应力改变了油气井周围的应 力分布状况 。 • 当诱导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，从而新裂缝发生转向。
能力的裂缝。
可配合采用控缝高技术控制裂缝在高度方向进一步延
伸。
总之，端部脱砂技术是一项必要的配套技术。
七、效果评价
360-10井裂缝暂堵重复压裂
该井于初次压裂沙三中，3006.6-3063.5m，
30.2m/17，油套合压，加砂56.0m3，平均砂比 32.9%，排量4.2-5m3/min， 破裂压力55.6 MPa， 停泵压力36.8 MPa。
地应力 方位 测井资料解释
声波测定
地电测定 测量井径变化 岩心测试
2、诱导应力场
（1）裂缝诱导应力场 • x=0处，诱导应力最大，离缝越 远，诱导应力越小，一定距离 处，诱导应力变为零；
• 缝口诱导应力最大，缝端诱导
应力最小； • 垂直于裂缝方向诱导水平应力 大，裂缝方向诱导水平应力小。
2、诱导应力场
二、破裂机理研究
• 根据弹性力学理论和岩石破裂准则，裂缝总是沿 着垂直于最小水平主应力的方向启裂，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。 • 储层原地应力场；诱导应力场。
1、储层原地应力场
地下岩石的应力状态，可以用三个相互垂直 且不相等的主应力表示。 水力压裂测试
大小 阶梯式注入/返排测试方法
3 cos K I cos K II sin K IC 2 2 2
2


K K 3K K 2 8 K 2 I II II I II 0 arcsin 2 2 K I 9 K II

• 等效应力强度因子 K eq = K IC 时，裂缝开始延伸 。
裂缝监测：
前置压裂裂缝方位： 北东48.8°
正式压裂裂缝方位： 北东38.9°
本次压裂施工发生了转向，转向角度9.9°，裂缝在平面上沟通了
新的泄油区。
10
15
20
25
0
05-2-24 05-3-10 05-3-24 05-4-7 05-4-21 05-5-5 05-5-19 05-6-2 05-6-16 05-6-30 05-7-14 05-7-28 05-8-11 05-8-25 05-9-8 05-9-22 05-10-6 05-10-20
• 前次压裂的规模偏小，产量下降较快的井；
• 前次压裂的支撑裂缝已失效，产量下降快；
• 前次压裂施工失败的井；
• 前次压裂目的层跨度大，油层未得到充分改 造。
3、压裂时机确定
重复压裂时机是重复压裂成败的关键之一 ， 通常有如下两个确定准则：
当第一次压裂失效后进行重复压裂；
当地层压力系数达到一定值时进行重复压裂。
三、重复压裂裂缝延伸方式
1、新裂缝延伸规律
• 重复压裂能否形成新裂缝，主要取决于储层地应力场变化 的结果。 • 垂直于裂缝方向附加的诱导应力大，裂缝方向上附加诱导 应力小,可能使σxmin+σx诱导>σymax+σy诱导，重复压裂裂缝 的重新定向就有可能发生。
1、新裂缝延伸规律
• 井筒附近重复压裂新裂缝 将以与初始裂缝呈90 ° 的方位角延伸。 • 距井筒一段距离后，裂缝 仍沿原来的方位延伸 。
1、影响重复压裂效果因素
影响重复压裂效果的因素：地质因素,工程因素。 地质因素： 剩余可采储量 地层压力 有效厚度 地下原油粘度
有效渗透率
工程因素：
含水率
裂缝方位：支撑裂缝诱导应力、生产诱导应力
重复压裂材料：压裂液、支撑剂
2、选井选层原则
• 油井控制足够的剩余可采储量和地层能量；
2、裂缝转向后扩展方向
（1） 储层岩石应力强度因子
• 应力强度因子是描述缝端附近应
力场强弱的重要参数。压剪情况 下含裂缝单元体的受力条件如右 图所示 ： • 根据断裂力学理论，裂缝端部应
力强度因子:
K I a
K II a
• 已知
和裂缝扩展角度 0 ：
K eq
K I 和 K II ，即可计算出等效应力强度因子 K eq
需的强的。
地面一次交联的颗粒堵剂：自身强度大，但因为在地下很 难形成滤饼，同样存在封堵率不好，压裂液滤失问题。 通常选用水溶性高分子材料堵剂：承压能力高、易形成滤 饼、封堵率高，水溶性好，且用量少，压后完全溶解无污染。
六、配套工艺
1、控制缝高压裂技术
• 高含水油田，需将裂缝高度控制在生产层内；可配 合采用控缝高压裂技术，最大限度地实现裂缝纵深发 展。 • 基本原理：将上浮式和下沉式导向剂随着压裂液在
向裂缝延伸完毕，否则，回到步骤(3)继续计算 。
因此，垂直裂缝井新裂缝的 延伸可能由三部分组成 ： 应力转向区内垂直初始裂缝 缝长方向，穿透深度为 ； ' 应力转向区后，逐渐转向到 Lxf 初始裂缝缝长方向，穿透深 度为 ； ' 转向到原始水力裂缝方向并 L'xf 稳定延伸。
四、重复压裂时机研究
3、裂缝转向后延伸方向与缝长
具体步骤： (1) 计算 K I 、 K II 和 K eq； (2) 裂缝开裂判断。（ K eq 、 K IC ） (3)根据得到的
0 ，沿着原裂缝逆时针方向令裂缝扩
展某一小量长度 a ,求出新 K ; eq
(4)判断裂缝是否继续扩展 ,若扩展，计算
1;
(5)计算重复压裂转向裂缝延伸轨迹坐标方程和转向裂 缝延伸长度。 (6)当裂缝与初始水力裂缝平行或者 K eq K IC 时，转
五、堵剂要求
1、堵剂性能要求
强度高 形成滤饼
有利于返排 方法操作简单 时间可控
可溶性好
2、堵剂体系
悬浮性堵剂：因为紊流作用和炮眼变形难以形成很大的压
差阻力，封堵率只能达到70％，不能形成滤饼。
地下交联型堵剂：小剂量达不到所需压力，剂量大会形成 新的伤害，虽然可以形成滤饼但地下反应不稳定，达不到所
初次压裂井温曲线显示，该井压裂层主要开启段集中在该跨度的中段613#，1-5#可能压开，14-17#未压开。 压裂层段的物性解释显示6#-10#层沙岩段集中，厚度大，易形成主要压 开层，测井曲线证明中段油层为主产层。
裂缝暂堵重复压裂1-17#。油管合压，加砂25m3，加砂强度0.83m3/m，平均 砂比25.8%，排量4.2-5m3/min破裂压力68.7MPa，停泵压力32.7MPa。 压后井温显示1-5#未压开、6-12#井温有异常,14-17#砂埋未测出。 未开启的1-5#仍然未压开，堵老缝压新缝未能在纵向上开启初次未压开层。