老井重复改造及体积压裂推广实施方案

1、7A 版优质实用文档一、重复压裂1、机理根据弹性力学理论和岩石破裂准则可知： 水力压裂裂缝面总是垂直于最小主 应力方向。 基于储层岩石为线弹性体假设条件， 重复压裂前储层应力场是在油藏 开发前的原地应力场基础上， 叠加了水力裂缝诱导应力场和生产过程中引起的应 力变化。垂直裂缝井重复压裂前， 由于初次人工裂缝产生的诱导应力和油气井生 产过程中孔隙压力降低引起储层应力下降， 导致了井眼处及近井眼处应力方向发 生了转向。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口的有限距离。 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

2、和控制着裂缝延伸方向：（1）邻井裂缝和初次裂缝对应力场的影响。由于邻井裂缝和前次支撑裂缝 的存在导致原地应力场的改变， 从而引起新裂缝的重新定向， 这个结论已被公认。 地应力场受邻井裂缝影响， 地层中存在的支撑裂缝将改变井眼附近应力分布， 使 重复压裂裂缝的起裂方位垂直于初次裂缝方位，离开井眼一定范围再发生转向， 以平行于初次裂缝方位延伸。（2）孔隙压力的改变也会影响新裂缝的重新定向。在原地应力没有起控制 作用的情况下， 裂缝会转向局部孔隙压力更高的方向。 在静态条件下， 靠近裂缝 末端的局部孔隙压力梯度控制了裂缝的发育方向； 裂缝的发育方向是由孔隙流体 扩散到基质， 引起原地应力改变所决定的

3、。 这种现象引起应力强度因子随时间而 变，而应力强度因子是支配裂缝发育速率和方向的一个重要因素。（3）、地层参数各向异性对应力场的影响。地层参数各向异性对重复压裂 的影响：水平渗透率各向异性导致了大规模的应力改变， 如果前次裂缝是定向在 高渗透率方向， 那么这种现象对于重复压裂是有利的； 弹性模量的各向异性对应 力的重新定向也有一定影响。7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档由于裂缝所引起的局部孔隙压力对裂缝发育方向的影响在渗透率各向异性 油藏有所改变。 在施工过程中， 正延伸的裂缝会偏离原方向， 而向着最大渗透率 方向延伸， 但这种情况只在低应力差、 低排量和高滤失条件下发生， 这是因为压

4、 裂液滤失引起背应力效应， 导致局部孔隙压力改变， 较高围限应力在较高渗透率 方向回升，引起裂缝再次调整方向，正交于较高渗透率方向。（4）、重复压裂裂缝方位测试。重复压裂可以形成新裂缝，复压新缝与前 次裂缝存在一定角度， 但并不是相互垂直。 孔隙压力变化导致新裂缝近似垂直于 前次裂缝或与前次裂缝成一锐角。 页岩致密气井中的重复压裂裂缝的方位， 通过 测斜仪的测量数据证明了重复压裂裂缝方位变化规律： 重复压裂新裂缝方向从垂 直初始裂缝缝长方向变为与初始裂缝缝长方向平行是一个渐进的过程， 而不是突 然转向并且为时间的函数。2、重复压裂工艺技术的选井条件在压裂的选井方面， 目前国内虽然有一些模型和办

5、法， 但均不成熟， 目前选 井大都停留在对地质的认识、构造的认识、结合产状等方面上，无成熟、成功的 量化标准。通过 20GG-20GG 年在长庆油田采油三厂的重复压裂实践，在选井 选层上取得以下认识：（1）储层能量方面：选储层原油丰度高，储量比较充足，但是经过一段时 间的生产之后储层能量变低， 供液能力不足， 需要裂缝改造改变泄油范围， 实现 提高单井产量、水驱动用程度及采收率的目的。（2）单井控制面积方面：选低渗油藏，单井控油面积大，油水井间距长， 累计产液量比较多的井，压裂效果会好一些。（3）压裂的时机方面：选近井地带地应力已发生较大变化，初次压裂支撑 剂为石英砂，填充时间大都在 4 年以

6、上的井。目前正是重新改造的最佳时机， 通过几口井的试验，说明该技术适合长庆油田的地质特征， 具有一定的应用价值。7A 版优质实用文档,在压裂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时可以储层暂原堵始老应缝或已加砂重复缝压裂,使井重复压裂的平重面复上压裂的井裂缝转向或纵向剖面的新层 力场分析计启。缝算内转向技术生产引起的的实应施力方变化法是在施工过程导中应实力时变化地向地层中加入控制剂，人工裂缝诱7A 版优质实用文档（4）在含水方面：在不了解油井对应水井水驱前缘位置的情况下，选低含 水的井， 效果相对比较好； 在能确定油井周围剩余油分布的情况下， 选注水弱见 效的井， 效果比较

7、好； 在不了解油井周围剩余油分布的情况下， 选高含水井进行 重复转向压裂存在一定的风险， 需要进行见水分析， 出水原因为地层水的井暂不 考虑；对于出水原因为注入水， 尤其是液量不变含水上升的井作为首选， 一般会 见到好增产效果，而且能避免含水近一步的上升。（5）在开发动态方面：对开发动态表现为主应力方向很快见水，侧向未见 效，由于储层物性存在差异， 引起平面矛盾， 可以在这些部位进行以转向引效为 目的的重复压裂， 提高侧向动用程度； 对开发动态表现为主应力方向明确， 平面 上注水突进方向明确， 压裂裂缝方位明确， 侧向油井通过提液引效， 未见到效果 的井可进行重复压裂改造； 对于经分析推测，

8、明显存在天然微裂缝的井， 重复压 裂可沟通新的天然微裂缝。6）重复压裂选井步骤提出重复压裂井二、缝内转向压裂技术1、机地理质分析目前应力场计算老裂缝堵剂研究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 入井筒的炮眼重，复部压裂分井进应入力重地定层向中分的析 裂缝或高渗透层， 在炮眼处和 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重复，压裂从工而艺使技术压高复渗压带产生滤裂7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档的产生。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，

9、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

10、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。近 年来在裂缝转向技术、多裂缝压裂、有效缝长控制领域中得到了广泛的应用。控制技术的实施方法是在施

11、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裂缝和高渗透带进7A 版优质实用文档在一定的用量范围内（相对小剂量 ）,可以使支撑剂均匀分布在裂缝中；在一定的用量范围内7A 版优质实用文档入，从而压裂液进入高应力区或新裂缝层， 促使新缝的产生和支撑剂的铺置变化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。在一定的用量范围内 （相对中剂量 ）,可以控制裂缝的有效缝长； 在一定

12、的用量范围内 （ 相对大剂量 ）,在加砂中或二次加砂前 ,可以形成多裂 缝；（相对大剂量 ）,可以形成新的裂缝 ,在地应力决定条件下可以使裂缝方向发生变化。裂缝延伸控制具有如下的技术特点： 强度高：具有很高的承压能力； 形成滤饼：在地层可以形成滤饼，封堵率高，封堵效果好； 可溶性好：在压裂液中可以完全溶解，不造成新的伤害； 有利于返排：内含含 F 表面活性剂，有利于助排； 时间可控：所需的压力和封堵时间，可以通过应用量剂大小、成分组成、颗 粒大小控制。3、对裂缝方向的控制水力裂缝的延伸方向取决于地层应力状态， 其几何形状还受地层岩石力学性 质及施工参数控制。 随着油田的开发原始应力场将而发生变

13、化， 这对重复压裂新 裂缝方向将产生较大的影响。 因此，重复压裂产生的裂缝方向取决于地应力状态 以及对原缝的封堵情况。一般来说，地下受到三个主应力的作用：垂向主应力，两个水平主应力，对 于形成垂直裂缝的压裂作业， 新的压开裂缝方位总是垂直于最小水平主应力。 那 么，重复压裂的所形成的裂缝可能是在原有裂缝延伸， 如果把原裂缝封堵后， 是 否还是产生新的水力裂缝？7A 版优质实用文档近期30.5m7A 版优质实用文档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，沿裂缝延伸方向附加应力远小于垂直裂缝壁面的附加应力。 附加应力的增大将改变原应力场的状态。 重

14、复压裂形成的裂缝将会偏离于原来压 裂所产生的裂缝方向。沟通了油层中非泄油区或低压降区。如果重复压裂裂缝超过椭圆形泄油区的边界， 裂缝延伸就可能顺应最初原始 应力方向。 然而，由于受裂缝生长惯性的影响， 裂缝也可能仍然沿着已经改变的裂缝方向继续生长较远。等人研究了此问题 ,他们根据实验室研究结果 ,以力变化后认为 地层中已存在的支撑裂缝和压裂井因生产造成地层存在孔隙压力 梯度这两个变量因素 改变了井眼附近的地应力分布 ,使得原来最大的水平主应力 变为最小 这种局部地应力的变化 ,使得在重复压裂时 ,裂缝起裂的方位将垂直于初次裂缝方位。 在离开井眼一定范围以后， 其方位发生转向， 以平行于初次裂缝

15、 方位延伸。用二维模拟器对两水平主应力差与时间、距离的关系进行模拟计算， 结果表明，初始地层中任何一点处的两水平主应力差为 5.5MPa ，在距井眼 由于该井压裂后生产了 110d ，两水平主应力差由原来的 5.5MPa 变 为 -5.5MPa 两水平主应力相对大小发生了变化， 这表明此时进行重复压裂，裂 缝将以垂直于初次裂缝方位延伸。压裂技术积压裂是指在水力压裂过程中， 使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络， 从而增加改造体积， 提高 初始产量和最终采收率。7A 版优质实用文档了不规则或凹凸不平的几何形状从而形7A 版优质实用文档储层渗透率超低，

16、 厚度大，天然裂缝发育， 常规改造形成单一裂缝很难获得经典断裂力学三种裂纹的起裂方式特点：假设材料是连续的， 预测裂缝产生的基础在于将计算出的应力强度因 子与岩石的断裂韧性做比较。缺点：不能预测裂缝的起裂过程， 不能反映储层的非均质性， 假定的初始裂 缝都是光滑、线性的。支撑现代理论发展的基础实验剪切缝是岩石在外力作用下破裂并产生滑动位移( sliding )，岩层表面形成2、“钻井技术 + 改造技术”的进步是形成体积改造技术的关键好的增产效果。数值模拟研究表明，储层改造的体积 (SRV)越大，压后增产效果自我支撑的裂缝研究表明当压力低有较高的从地质力学上来说和强度， 是不易发理。剪切裂缝在径

17、向上更为发育。生塑性形变的脆性岩石度较低的岩石结构或天然裂缝图 2-4 剪7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档体积压裂设计理念：裂缝方位及水平井眼轨迹的匹配储层具有显著的脆性特征射孔段选择重点考虑脆性指数、含气量、伽马值等参数水平段越长越好，规模与产量成正相关分簇射孔是现实缝网的关键裂缝转向有利于提高改造效果3、微地震技术应用是形成体积改造技术的重要技术手段美国于 20GG 年 3 月到 20GG 年 12 月针对 Barnnet 页岩成功进行了微地 震监测试验， 结果表明裂缝扩展呈空间分布特征； 这促使人们去思考改造的是体 积问题而不是平面问题，是复杂网状缝而不是单一对称裂缝。监测技术与

18、设计理念的共同进步促进了体积改造技术的产生与发展。4、体积改造的地层条件（1）天然裂缝发育，且天然裂缝方位与最小主地应力方位一致。在此情况 下，压裂裂缝方位与天然裂缝方位垂直，容易形成相互交错的网络裂缝。（2）岩石硅质含量高 （大于 35%） ，脆性系数高。岩石硅质 （石英和长石 ）含量高，使得岩石在压裂过程中产生剪切破坏， 不是形成单一裂缝， 而是有利于形 成复杂的网状缝，从而大幅度提高了裂缝体积。（3）敏感性不强，适合大型滑溜水压裂。弱水敏地层，有利于提高压裂液 用液规模，同时使用混合水压裂，滑溜水黏度低，可以进入天然裂缝中，迫使天 然裂缝扩展到更大范围，大大扩大改造体积。5、体积压裂效果

19、20GG-20GG 年共施工压裂 3 口井，措施后日产液由措施前的 2.55m 37A 版优质实用文档该井 20化之后，年 12 月投产，初期产油井提液幅度较小、含水保持量 2.25t ，油层 29.0m ； 20GG 年 4 月酸该井20GG 年测得地层压力13.68MPa ，试井导数曲线表明该井裂缝变差，此要求对该井实施分层体积压裂新工艺试验，探索低产征明显，因体积压裂思路，针对塞 392 区长 6 层天然裂缝较发育的点，采用油换砂液比造成端部脱砂， 从从而提高而增加缝内增大泄油面压裂分析近三年7A体积版压优裂质效实果用统文计表档措施前措施后序号8.22井号m 3,日产层位 油由日产液1.（8m03t）6日产油.4日（3产tt）油，含水水（由%）日产液17（.m03）%日产油8日.（0产t%）油，含日水（增%油）日增油4（.t6）3t累增油，（当t）年平1塞391-2