（石油与天然气工程专业论文）低渗储层重复压裂改造工艺技术研究.pdf

附 中文摘要 论文题目：低渗储层重复压裂改造工艺技术研究 专业：石油与天然气工程 硕士生：安浪( 签名)堡遮 指导教师：蒲春生签名葫哥社 摘要 位于鄂尔多斯盆地南部的长庆油田采三油田属于典型的“三低”油藏，即低渗、低 压、低产。该区块油层物性差，非均质性强，油井无自然产能，通常必须经过压裂施工 后，再结合注水，才能获得工业油流。实践证明，经过适当的注水开发，一段时间内油 层能量得到补充，油井产量逐步回升，获得较好的开发效果。但是由于油层天然微裂缝 发育等非均质性影响，侧向油井见效差，区块内产量和压力分布严重不均，部分区块长 期不见效，油井处于低产低效状态。目前，长6 油层是安塞油田的主力油层，天然微细 裂缝较发育，长期注水使得部分区块主向油井见效后含水上升快甚至水淹，而侧向井难 以见效。针对这种状况，科研人员对该区块进行了大量的油层改造措施。现场实践与室 内实验均表明，该区块重复改造是否成功的关键在于能否构建新的裂缝系统。统计资料 表明，在安塞油田长6 油层内多方向微裂缝十分发育，所以要想有效地构建新的裂缝系 统，必须要解决重复改造过程中如何有效封堵老缝继而开新缝的问题，从而提高侧向油 井的产量。本课题的研究目的，正是为了解决这一技术难题，确保有效地封堵老裂缝， 开出新裂缝，并保持裂缝有高的导流能力。 通过该课题的成功研究与应用，不仅可以提高侧向油井的单井产量，而且可以提高 整个区块开采力度，从而为保持油田的增产稳产提供保障，可取得十分可观的经济效益 和社会效益。 关键词：低渗重复压裂裂缝储层工艺 论文类型：应用基础 ( 本文得到长庆油田项目资金的资助) l i 英文摘要 s u b j e c t ：t h et e c h n o l o g yr e s e a r c ho fl o ws e e p a g e r e s e n 7 a t i o n s p e c i a l i t y ： o i l & g a s e n g i n e e r i n g n a m e ： a nl a n g ( s i g n a t u r e ) 墨兰鸳 1 n s r u c 。r ：c h u ns “e n gp u ( s i g n a u r e ) 1 兰：舀d 出l s ：l ! ! 乡；缸 a b s t r a c t t h et h i r df a c t o r yo fc h a n gq i n go i l f i e l d ，w h i c hl i e si nt h ee e r u d o u s eb a s i n ，i sa nt y p i c a l t h r e el o w - p e r m e a b i l i t yo i lf i e l d n l a ti sl o w p e r m e a b i l i t y , l o w - p r e s s u r e 1 0 w o u t p u t i nt h i so i l f i e l dt h er e s e r v a t i o no fc o r p o r a l i t yi sn o tg o o da n dt h ea v e r a g eq u a l i t yi sn o tg o o dt o o t h eo i l w e l lh a sn on a t u r a l l yp r o d u c eq u a l i t y i tm u s ts h o u l db ef r a c t u r e da n da f f u s i o n a n dt h e nc o u l d h a v eo i l t h ep r a c t i c ep r o v e dt h a ta f t e rp r o p e ra f f u s i o na n dt h ee n e r g yo ft h es t r a t u ma c q u i r e c o m p e n s a t e ，t h ep r o d u c to ft h eo i lw i l la s c e n d w ew i l la c q u i r et h es a t i s f a c t o r ye f f e c t b u t b e c a u s eo ft h ei n f u e n c eo ft h er e s e r v a t i o no fn a t u r a lm i n i c r a c ka n dt h el e s sa v e r a g eq u a l i t y l e a dt ot h es a i df a c eo i lp r o d u c ti sn o tg o o d t h ed i s t r i b u t i o no ft h ep r o d u c ta n dt h ep r e s s u r ei s n o ta v e r a g ei nt h er e g i o n s o m eo ft h er e g i o nc o u l dn o th a v et h ee f f e c ti nt h el o n gt i m e n 】e o i lw e l li nt h es t a t u so fl o w p r o d u c ta n dl o we f f i c i e n c y a tp r e s e n t t h es i x t hr e s e r v a t i o ni st h em a i n l yr e s e r v a t i o ni nt h ea ns a io i l f i e l d n l e n a t u r a lm i n i c r a c ki sg r o wt h i n g t h el o n gt i m eo fa l l u s i o nl e a dt os e v e r a lo i lw e l ls u b m e r g e w h e n m e tt h ew a t e ra n dt h es a i df a c eo ft h eo i lw e l lh a r d l ya c q u i r ee f f i c i e n c y b e c a u s eo ft h i s s i t u a t i o n ，t h es c i e n t i f i cr e s e a r c hp e r s o ng a v et h em u c ho ft h ec h a n g em e a s u r e m e n tt ot h e r e s e r v a t i o n t h r o u g ht h el o c a lp r a c t i c ea n dr o o me x p e r i m e n ti n d i c a t et h a tt h ek e yo ft i f f s r e g i o nc o u l do rn o ts u c c e s s f u l l yr e b u i l dl i e si n t h ep r o d u c eo ft h en e wc r a c ks y s t e m t h e s t a t i s t i c a ld a t ai n d i c a t e dt h a tt h em i n i c r a c ki nt h es i x t hr e s e r v a t i o no ft h ea ns a io i l f i e l di s p e r f e c t s o ，i f w ew a n tt or e b u i l d i n gm u c hn e wc r a c ks y s t e mw em u s tf i n do u th o w t ob l o c ku p t h ef o r m e rc r a c ka n dp r o d u c en e wc r a c ki nt h ep r o c e s so ft h ec h a n g i n g t h r o u g hw h i c hb o o s t t h ey i e l do fs i d ef a c eo i lw e l l n ep u r p o s eo ft h i ss u b j e c ti st od e a lw i t ht h i st e c h n i q u e p r o b l e ma n di n s u r eb l o c ku pt h ef o r m e rc r a c ka n dp r o d u c en e wc r a c ke f f i c i e n c ya n dk e e pt h e c r a c kh a v et h eh i g ha b i l i t yo f f l o w t h es i g n i f i c a n c eo ft h i ss u c c e s s f u l l yr e s e a r c ha n da p p l yn o to n l yb o o s tt h es i n g l et u r n o u to ft h es i d e f a c eb u ta l s ot h ea l lr e g i o n a n dg u a r a n t e et h eo u t p u to ft h eo i l f i e l ds l o w l ya n ds t e a d y i tw i l la c q u i r e i m p o r t a n c es o c i a lb e n e f i ta n de c o n o m y k e y w o r d s ：l o w p e r m e a b i l i t y r e f r a c t u r ec r a c kr e s e r v a t i o n t h e s i s ：f u n d a m e n ts t u d y ( t h i sp a p e rw a s s u p p o r t e db yt h ec h a n gq i n go i lf i e l d ) l i l 第一章绪论 第一章绪论 1 1 本研究工作的意义 早在上个世纪5 0 年代，国外就已开始有重复压裂这一油田改造技术措施，而我国起 步则相对较晚。到了8 0 年代中、后期，随着油气价格的变化和现代水力压裂技术的发展， 国外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，获得了一些重要认识。目前在美国将近3 0 的压裂属于重复压裂，目前重复压裂工艺和技术措施主要包括( 1 ) 重复压裂前的地层评 估：有效渗透率评估、岩石杨氏模量和泊松比、地应力剖面评估、地层能量及剩余采储 量评估等；( 2 ) 重复压裂技术：原有水力裂缝的评估、重复压裂选井选层、重复压裂优 化设计和重复压裂设计计算结果；( 3 ) 实施效果分析：水力裂缝评估、增产效果评估。 常规压裂的结果往往是疏通、延伸原有裂缝，或者是在同层内再压出新裂缝，而这样的 压裂结果只适用于部分油井的改造，而对于高度或中度水淹的油井则效果不佳。近年来， 人们在总结前人经验的基础上提出了一种新的方案，即对老缝进行暂堵，重新压出新裂 缝，形成新的裂缝系统。而这一过程的实施，需要性能良好的适合于地层特点的暂堵剂。 目前研制出的此类暂堵剂分四种类型：惰性暂堵剂、水溶性暂堵剂、酸溶性暂堵剂和油 溶性暂堵剂。这些暂堵剂的选用要依地层情况而定，目前还没有一个统一的标准。 对国内外众多压裂情况进行分析得出，常规的重复压裂工作存在的主要问题是压裂 后增产幅度小、含水上升、产量递减速度快、有效期短，有效率只有6 2 。因此，开展 重复压裂工艺技术研究，是提高重复压裂有效率的关键。国外早在2 0 世纪5 0 年代就开 展了重复压裂工作，目前美国压裂井的近1 3 为重复压裂井。国内于8 0 年代开始研究这 项技术，截至目前，大庆、胜利、长庆等油田相继从理论和实践方面作了一些有益的探 索，取得了一些经验和认识。 1 2 国内外重复压裂工艺技术研究 国内外常用的几种重复压裂技术主要有三种。 ( 1 ) 疏通、延伸原有裂缝。油田开发过程中，由于压力、温度等环境条件的改变，常 常会导致结蜡结垢而堵塞原有裂缝，同时，还会由于压力改变和支撑剂失效引起原有裂 缝闭合，引起原有压裂裂缝失效；除此之外，还有由于初次压裂改造规模不够，或者导 致支撑裂缝短，或者导致裂缝导流能力低。针对上述情况，需要运用重复压列措施来重 新撑开原有裂缝，或者加大压裂规模继续延伸原有裂缝，穿透堵塞带就可以获得不同程 度的效果。为了获得较长的增产有效期，施工时必须优化设计重复压裂规模( 液量、砂量) 及相应的工艺技术。 ( 2 ) 直接压出新裂缝。由于厚油层在纵向上的非均质性，油层内见效程度不同，层内 矛盾突出而影响开发效果。可以通过补射非主力油层或对非均质厚油层重复压裂、或者 西安石油大学硕士学位论文 压裂同井新层等措施改善出油剖面，从而取得很好的效果。实质上，这是对重复压裂的 早期认识，严格地讲应当属于分层压裂的技术范畴。但国内目前主要基于这种认识开展 理论和实践探索。 ( 3 ) 堵老缝开新缝。这种技术是近几年才提出来的，主要用来解决油层中油水关系复 杂、微裂缝十分发育的层位。注水油田经过一段时间的开采后，大多低渗透油层已处于 高含水状态，老裂缝控制的原油己接近全部采出，裂缝成了主要出水通道，但某些井在 现有开采条件下尚控制有一定的剩余可采储量。为了控水增油，充分发挥油井的生产潜 能，近几年，逐步形成堵老缝开新缝这一重复压裂技术。其实质是，采用一种封堵剂有选 择性地进入并有效封堵原有压裂裂缝和射孔孔眼，再在新孔眼中进行压裂开新缝；或部 分封堵老裂缝，在老裂缝缝面再开新裂缝，从而为侧向油储量提供通道。 从严格意义上讲，只有最后一种压裂技术属于暂堵重复压裂技术，该技术的实质是 重新构建泄油裂缝体系，为提高侧向油井的产量提供了一种技术手段，但最终采油效果 与所构建的新裂缝体系的方向，裂缝的导流能力有很大关系。为此，在实施暂堵重复压 裂时，还需要相应的技术理论来配套。主要有暂堵技术理论、能够改变裂缝导流能力的 脱砂压裂工艺及强制闭合技术。 目前，油田所用的暂堵剂有四大类：为惰性物质( 如石英砂、不膨胀粘土及淀粉的混 合物) 、水溶性暂堵剂( 如苯甲酸等) 、酸溶性暂堵剂( 细目c a c 0 3 ) 和油溶性暂堵剂( 如油 溶性树脂，蜡球) 等。近几年，在采油上所用的暂堵剂以油溶性暂堵剂为主。 总之，通过对国内外重复水力压裂暂堵技术的调研后发现，该技术是现阶段较新的 一种技术，现场使用的技术关键一是要有效地堵老缝、开新缝，二是要保证新压出的缝 有好的导流能力。 1 3 长三油田开发简史 本题目是基于长庆油田采油三厂的生产实际而提出的。多年来，安塞油田采油三厂 经历了整体压裂、爆燃压裂、k y 一3 解堵、微生物采油、水力振荡等开发措施的试验与应 用，除爆燃压裂在注水井上实施效果相对较好外，其余措施实施效果均较差，都没有获 得令人满意的效果。2 0 0 0 年后，针对历年增产措施实施过程中存在的问题，在深入认识 安塞油田低产、低效主要原因的基础上，通过不断改进与完善部分增产工艺技术，积极 试验新工艺新技术，取得了一定突破，其中较为明显的有复合脉冲解堵、电脉冲解堵、 酸化、端部脱砂压裂等。重复压裂工艺技术是各油田在开发过程中常用的一项增产技术， 安塞油田增产工艺技术最早也采用了重复压裂，但经多年的应用，效果却一直不尽人意， 统计“九五”期间实施的解堵型重复压裂2 4 口井，增产有效仅1 4 口，有效率5 8 3 ， 截止2 0 0 1 年底累积增油4 3 1 7 t ，除2 0 0 0 年实施的坪3 3 1 3 仍有效外，其余井均已失效， 平均单井增油1 9 0 t ，投入产出比低，经济效益不显著。经过大量资料调研认为，针对安 塞油田裂缝侧向油井长期见不到注水效果，压力低、产量低的实际情况，再结合安塞油 第一章绪论 田地质结构特征，认为需要采用一种新的技术来对油层进行改造，于是便提出该题目 安塞油田蜡球暂堵压裂工艺技术研究与应用。 西安石油大学硕士学位论文 第二章重复压裂机理研究 水力压裂技术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，在生 产一段时间后，由于种种原因会导致压裂失效。另外，有些压裂井压后由于作业对产层 造成污染，也会使压裂失效，对于这类油气井，要想增加产能，大多须采取重复压裂措 施。近几年重复压裂井数逐渐增加，对以往压裂情况进行分析得出，重复压裂工作面临 的主要问题是压裂后增产幅度小、含水上升、产量递减速度快、有效期短，有效率只有 6 0 6 。因此，开展重复压裂工艺技术研究，是提高重复压裂有效率的关键。国外早在 2 0 世纪5 0 年代就开展了重复压裂工作，目前美国压裂井的近l 3 为重复压裂井。国内 于8 0 年代开始研究这项技术，大庆、胜利、长庆等油田相继从理论和实践方面作了一些 有益的探索，取得了一些经验和认识。 基于对重复压裂方式的不同理解，目前国内外实施的重复压裂有两种方式： ( 1 ) 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，层内 矛盾突出而影响开发效果。可以通过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。实质上，这是对重复压裂的 早期认识，严格地讲应当属于分层压裂的技术范畴。但国内目前主要基于这种认识开展 理论和实践探索。 ( 2 ) 延伸原有裂缝。油田开发过程中，由于压力、温度等环境条件的改变，引起原有 压裂裂缝失效。例如，物理条件改变产生结蜡结垢而堵塞原有裂缝；或者由于压力改变 和支撑荆失效引起原有裂缝闭合。这类井需要加砂重新撑开原有裂缝，穿透堵塞带就可 以获得不同程度的效果。另外，压裂改造规模不够，或者支撑裂缝短，或者裂缝导流能 力低，这类井必须加大压裂规模继续延伸原有裂缝，或者提高砂量以增加裂缝导流能力。 这是目前最通常的重复压裂概念，为了获得较长的增产有效期，必须优化设计重复压裂 规模( 液量、砂量) 。 2 1 压裂的造缝机理 2 1 _ l 水力裂缝诱导地应力场 水力压裂在地层中产生诱导应力，张开裂缝在两水平应力方向产生压缩应力。最大 诱导应力等于裂缝闭合后作用在支撑剂上的净压力，它在垂直于裂缝的方向上；另一个 平行于裂缝方向的诱导应力大小约为最大诱导应力的一半。裂缝对应力场的影响随着距 裂缝面距离的增加迅速下降。 为了能够重新定向，新产生的两个诱导应力差足够大，以改变相关的两个水平应力 大小，从而使先前的最小水平主应力方向变成最大水平主应力方向。这样在新的最大水 平主应力方向上传播的第二个裂缝将垂直于初始裂缝面。假如，作用在支撑剂上的净压 力较小，两个水平应力的初始差相当小，这种机制仅能产生重新定向。尽管重复压裂时 第二章重复压裂机理研究 的裂缝在开始延伸时，垂直于初次压裂的裂缝，但随着裂缝距离的增加，诱导应力迅速 减小，裂缝很快转向平行于初次压裂的裂缝方向。 2 1 2 地层孔隙压力诱导应力场 油井由于生产和注水等作业，都会导致地层孔隙压力的变化，在水力裂缝周围孔隙 压力存在一定的梯度。孔隙压力虽然不能改变应力场的方向，但可以改变应力场的大小， 对诱导应力场的变化产生一定的影响。 压裂井的生产和向裂缝中注入液体都可以改变裂缝周围的孔隙压力梯度，并导致整个油 藏孔隙压力分布的变化。靠近裂缝，诱导张应力平行或垂直于裂缝面，但它们被远离裂 缝的诱导压缩应力平衡。 垂直于裂缝面的诱导张应力比平行于裂缝面的诱导张应力在开始时要大些，如果孔 隙压力与诱导应力差比原始的最大和最小水平主应力差大，那么，原始最大水平主应力 方向将变成最小水平主应力方向。这时进行重复压裂，产生的裂缝将垂直于初始裂缝平 面。 初次压裂后不久，近井地带的压力分布非常有利于产生垂直于初始方位的裂缝。然 而这种影响的区域性很强，当裂缝延伸到诱导张应力区以外，裂缝就迅速转向平行于初 始裂缝方位，使裂缝重新定向的益处变得有限。这里将产生二种情况：一是经过较长一 段时间后，压缩应力场自裂缝向远处移动，使裂缝在转向之前的长度逐渐增长；另一种 情况是，在离开井眼一定距离，诱导张应力不足以克服原始应力的各向异性，这时裂缝 转向之前的长度反而变短。由于生产而产生的诱导应力大小不依赖于原始应力，它叠合 于原始应力场，当原始应力差小时，垂直穿透的可能性最大。 普遍认为，由于初次压裂的裂缝引起了近缝地带孔隙压力的重新分布和支撑裂缝使 地应力场改变。应力场的变化在一定范围内有可能使重复压裂裂缝垂直于或不同于初次 压裂裂缝的方位。为了能够重新定向，新产生的两个诱导应力差足够大，以改变相关的 两个水平应力大小，从而使先前的最小水平主应力方向变成最大水平主应力方向。这样 在新的最大水平主应力方向上传播的第二个裂缝将垂直于初始裂缝面。 地应力发生变化的观点已通过测试与实验数据证明，如美国l o s t h i l l 油田1 6 7 口井 的复压测试验，复压缝偏移初次缝3 0 。；又如美国l r w a r p i n s k i 等人在科罗拉多州的多 井试验场研究改变应力的压裂，即对某井的地层进行水力压裂时因受邻井原有压开缝的 应力扰动的影响使该井的新压开缝重新取向。国内实验表明，经过多次重复加压，可使 岩样形成多条裂缝，且裂缝形态不同。 2 1 3 水力压裂裂缝延伸方向 水力压裂裂缝方向主要取决于储层地应力状态，其几何尺寸受岩石力学性质和施工 参数的影响。重复压裂裂缝方位依然取决于储层就地应力状态。油田开发研究与实践认 西安石油大学硕士学位论文 为，总是平行于地层最大水平主应力方向或垂直于断层走向。 油田开采过程中物理条件变化和地壳运动可能引起地应力场变化，压裂井中的支撑 裂缝也会改变井眼附近的地应力分布，这些因素综合作用的结果可能改变主应力的相对 大小而引起裂缝转向，美国能源部的多井实验已经证实了这一结论；c h e v r o 石油技术公 司在美国l o s t h i l l 油田的重复压裂裂缝方位与初次裂缝方位相差约3 0 。，也证实了重复 压裂形成新裂缝的可能性。 随着油田注水开发的深入，地层流体性质的改变，地层压力分布的变化以及水力压 裂造缝等外来因素的影响，使得地层岩石孔隙结构、岩石地应力发生改变，可能会造成 地层最大主应力方向的转变。井眼蹦落观察法是研究地应力方向的一种常规有效的方法。 主要依据是钻井过程中在井壁处最小地层主应力方向上产生剪切蹦落，形成拉长井径， 椭圆井眼的长轴方向即为地层最小主应力方向。 由于井筒周围地应力会由于钻井、开发过程中的外力因素而改变，特别是重复压裂 井压裂时会在原有压裂裂缝基础上形成一个超裂缝垂直于初次裂缝，在离开井眼一定范 围后裂缝方向平行于原有裂缝方向的水平延伸裂缝。 2 1 4 缝高的判断 通过压裂前后测井温可判断裂缝高度，一般情况下利用注入压裂液在储层段产生的 “冷异常”f 即井温曲线负异常) 位置来评价裂缝高度。但是压裂处理后的温度测井却经 常出现“热异常”( 即井温曲线正异常) ，并且井温逐渐恢复，不同时间所测井温曲线的 异常也不同，热异常则使分辨裂缝顶、底更困难。如果在压裂后进行井温测井时组合自 然伽马，并加入放射性同位素示踪剂，通过判断同位素异常位置，则可定量计算压裂裂 缝的高度。利用由自然伽马仪显示的放射性同位素异常来评价储层压裂效果及定量计算 压裂裂缝的高度，其方法是评价压裂裂缝高度行之有效的方法之一，其原理如下： 压裂前首先测静温及自然伽马基线，压裂后选配适量的同位素示踪剂用水携带注入 地层，被压裂储层的孔渗性得到了改善，会吸收大量含有同位素微球的水，待同位素完 全分布好时测压后井温及同位素示踪曲线。将压裂前后的伽马曲线在同一深度进行组合 以确定压裂裂缝的高度。在压开层段，同位素示踪曲线有明显的正异常，在确定压开裂 缝高度时，以同位素示踪曲线的异常开始点为h 。，异常结束点为h z ，则压开裂缝高度 h = h 、一h ( 2 1 ) 在进行压裂前后测井时，下井仪要组合磁定位及井温仪，从而结合井温、磁定位曲 线综合分析准确确定储层压开厚度，当储层的渗透性较好，储层容易形成大孔道，导致 同位素示踪剂进入储层，使同位素示踪测井曲线幅度在测井过程会出现越来越低的幅度 异常，这是因为由于注水不断冲刷使得同位素进入储层使仪器无法探测到引起的结果， 如遇这种情况则需要刚开始监测时起，将每条同位素测井进行比较，结合井温曲线，以 第二章重复压裂机理研究 同位素被冲刷前的厚度为准，确定压裂裂缝的高度。 2 1 5 重复压裂破裂压力分析 根据压裂造缝机理，对于压裂形成垂直缝的情况，经简化计算式，破裂压力可用下 式计算： pf=20-x+pj七o-：(2-2) 式中尸f 一油层破裂压力，m p a ； y 一泊松比； v o - x2 古吒 ( 3 - ：= o 0 2 3 h h 一地层深度( m ) ； o 一应力，m p a ； 通过对大量重复压裂井初次压裂瞬时停泵和重复压裂瞬时停泵数据的分析，初次压 裂施工瞬时停泵压力普遍高于重复压裂时的瞬时停泵压力。这说明重复压裂的破裂压力 要低于初次压裂的破裂压力，这很可能是由于重复压裂裂缝重合于初次压裂裂缝所致。 由于初次压裂岩石的抗张强度要高于重复压裂时岩石的抗张强度，因此，重复压裂时的 破裂压力要低于初次压裂时的破裂压力。 2 1 6 重复压裂最优时间确定 重复压裂时机准确确定重复压裂时机是重复压裂成败的关键之一，重复压裂过早， 上次压裂增产期没有充分发挥完，影响压裂效果及效益；若重复压裂过迟，则不能及时 接替增产，损失了应得的增产量。为了确定重复压裂的最优时间，需要考虑裂缝转向之 前的长度和当时的孔隙压力分布。试验表明：重复压裂的间隔时间越长，裂缝转向之前 的长度越长。几年后虽然孑l 隙压力继续下降，但裂缝转向之前的长度增长却很缓慢。重 复压裂的最佳时机是此时裂缝长度可以达到很长或裂缝将延伸到的区域孔隙压力仍很 多，当地层应力分布及油藏特性诸如孔隙度、渗透率、地应力等控制压力分布的因素已 知时，可以确定重复压裂的最佳时机。当地应力大小不能精确确定时，仍可利用应力分 布较好地估计重复压裂最优时机。 2 2 重复压裂前的准备工作 要想获得好的重复压裂效果，对施工工艺的优化必不可少。一般情况下，在施工之 前应提前做好以下几项工作： 西安石油大学硕士学位论文 2 2 1 储层评估 对重复压裂地层进行评估，一般考虑以下内容：重复压裂井的现状；前次压裂的生 产历史，确定产层能量及可采储量；评估前次压裂裂缝有效程度及失效原因；对前次压 裂及油藏生产历史进行模拟。通过评估，获取重复压裂施工所需的信息和参数，诸如地 层是否具备期望的生产能力、累积产量及期望的采收率；裂缝导流能力大小，确定支撑 剂在缝内的状况；裂缝支撑缝高是否适当以及压裂液与地层的配伍性等。复压井层应具 有较高的压力系数，同时采出程度较低，具有重复压裂的能量和物质基础。 2 2 2 选井选层 在地层评估基础上，依据评估结果，确定重复压裂的井层，选井选层应遵循下列原 则： ( 1 ) 复压层段管外无串槽； ( 2 ) 油井必须有足够的剩余可采储量( 采出程度3 0 ) 和地层能量( 压力系数0 7 ) ； ( 3 ) 前次压裂由于施工方面的原因造成施工失败； ( 4 ) 前次压裂生产情况良好，但未在整个改造层段形成有效的支撑裂缝；或前次支撑 裂缝长度虽然很长，但裂缝导流能力不够； ( 5 ) 前次压裂成功后，由于压井作业造成油层污染。 根据各井层油藏特征，常采用以下2 种方法选井选层： 注采井动静态资料对比法 这种方法是在掌握复压井层与对应注水井层地质条件与生产历史的基础上，用现有 的生产动态、小层数据等资料，找出生产井中相对受效低、动用程度差，但仍具有生产 潜力的储层作为复压候选层。这种方法虽具有可操作性，但只能定性处理。 用模糊识别原理进行定量选井选层 应用模糊识别原理，在复压前储层评估的基础上，综合考虑多种因素，研究出适合 重复压裂的标准模式，克服了重复压裂选井选层工作上的盲目性，对储层的评估由定性 变为定量。 模糊识别原理的数学模型 设a 是一个n 一1 个重复压裂待选井层a 。，a ：，a 。一。及理想的重复压裂井层a ，组成 的集合，p 是对应于重复压裂待选井层a ，a ：，a 。及理想的重复压裂井层a 。，的i i 】个 特征参数p 。，p ：，p 。组成的集合。由集合a 到集合p 的一个模糊关系记为r ，因a 、 p 都为有限论域，则r 可用矩阵表示为： i r 2 h l i 2 1 , 2 r 卅；_ 。1 ，2 一棚，。、 i o o ，1 】 式中 i 一重复压裂待选井层或理想重复压裂井层a ，具有参数p i 特征的隶属度。 第二章重复压裂机理研究 按最大最小法求集合a 到集合p 之间的模糊关系，记为r 。 l 0 x q 7 0 = 肛( ，) = g 一日1 ) 口2 一日1 口1 2 03 0 3 53 5 4 02 0 2 51 5 3 03 0 s p 2 3 6 u ms钟形状 g r 2 0 0 m 3 8 k 4 6 漏斗型 b 1 7 h 2 05 0 k h 9 0台阶状漏3 5 4 03 5 4 02 0 2 5 2 5 4 0 2 00 s p 2 3 4 u m 8 斗型 西安石油大学硕士学位论文 g r 2 0 0 m 2 5 k 38微小漏 ch 1 23 0 k h 5 0 斗型 4 0 5 03 5 - 4 01 8 2 03 0 - 4 51 5 2 0 s p 2 2 9 u ms卵型 k 3 ，0 4 1 0 一2 d h 1 0k h 4 0 * i o u 晌微齿状2 5 3 53 0 - 4 0 l6 2 0 4 0 5 5 1 5 产水 微电极分异差 6 2 油吴长2 油藏中小型压裂解堵工艺 6 2 1 定3 1 井区 根据定3 1 井区储层特定，由于油层多表现为油水层，所以建立了重复改造工艺的制 定以提高产液量为目的，从而提高产油量作为改造的思路。加砂规模依据油层厚度选择 l ，卜l j3 m 3 m 的加砂规模进行压裂改造。其它参数选择可参照下表进行。 表6 2 定3 1 井区压裂施工参数表 油层厚度底水情况加砂规模施工排量砂比前置液 m 3 m i n m 。 1 0 m 油层下 1 5水相连 3 01 6 222 0 - 3 02 0 2 4 6 2 2 吴旗长2 对存在底水的小层压裂，压裂施工参数的选择按照保守和试验摸索的方法，以小砂 量、小排量进行压裂施工，具体油层具体分析，已达到控制底水的产出的目的；若油层 有明显泥岩隔层，压裂改造方式尽量以分层压裂方式为主，提高动用程度，提高产量。 压裂优化设计参数推荐见下表： 表6 3 吴旗长2 井区压裂施工参数表 油层厚度底水睛况加砂规模施工排量砂比前置液 m 。 3 0l _ 2 一l _ 62 0 3 01 3 一1 6 第七章压裂测试技术研究 第七章压裂测试技术研究 7 1 元4 8 井区的测试压裂技术 元4 8 井区为2 0 0 4 年的重点区块，区域构造位置为鄂尔多斯盆地姬原东斜坡上，距 离西北方向的王洼子油田约1 4 k m 。该区长4 + 5 砂体为一套三角洲前缘亚相的水下分流 河道的沉积。砂体方向沿北东一南西向展布，厚度分布稳定，成藏受到构造作用的影响， 同时上倾方向受到砂体岩性控制，岩性为棕褐色油浸细砂岩。 2 0 0 4 年在该区通过测试压裂( 新7 0 一6 7 ) 、井温测井、地应力方位测试( 新6 9 6 7 、 7 0 6 7 ) 、优化设计、压裂试验等一系列前期研究，初步建立了适合该区储