重复压裂技术2

1、重 复 压 裂 技 术一、重复压裂的定义一、重复压裂的定义二二.前期压裂井失效原因前期压裂井失效原因 针对低渗透油气藏的地质特点，一般采用水力压裂来提高油井产量。当油针对低渗透油气藏的地质特点，一般采用水力压裂来提高油井产量。当油井在采油的中后期第一次采用水力压裂后，其效果可能有两种：井在采油的中后期第一次采用水力压裂后，其效果可能有两种：(1)水力压裂失效，油井不能增产或增产不明显；水力压裂失效，油井不能增产或增产不明显；(2)水力压裂后，油井增产明显，但到采油后期，油井产量又明显减少。而导水力压裂后，油井增产明显，但到采油后期，油井产量又明显减少。而导致这种结果的原因通常主要有以下几种：致

2、这种结果的原因通常主要有以下几种：压裂液大量滤失造成早期脱砂；压裂规模太小，裂缝长度太短，对产层压裂液大量滤失造成早期脱砂；压裂规模太小，裂缝长度太短，对产层穿透率低；压裂液残渣和破胶不彻底，对裂缝造成伤害，或者在生产过程穿透率低；压裂液残渣和破胶不彻底，对裂缝造成伤害，或者在生产过程中粘土或岩石颗粒的运移造成裂缝堵塞，从而降低地层的渗透率；化学结中粘土或岩石颗粒的运移造成裂缝堵塞，从而降低地层的渗透率；化学结垢和沉积引起堵塞。地层水中存在结垢离子，如垢和沉积引起堵塞。地层水中存在结垢离子，如Ca2+、HCO3-等，在油井生等，在油井生产过程中由于压力降低而结垢；随着开采时间增加，支撑剂在较高

3、的闭合产过程中由于压力降低而结垢；随着开采时间增加，支撑剂在较高的闭合应力作用下破碎率增加或者嵌入到裂缝壁面，从而减小裂缝宽度，降低了裂应力作用下破碎率增加或者嵌入到裂缝壁面，从而减小裂缝宽度，降低了裂缝导流能力。缝导流能力。 主要内容主要内容 缺点：缺点： 重要法则：重要法则：选井条件：选井条件：分别从油藏性质与完井效率分析油气井动态分别从油藏性质与完井效率分析油气井动态，潜力井为高渗透率且具有高表皮系数的井。，潜力井为高渗透率且具有高表皮系数的井。分析方法：分析方法：比 较 生 产 动 态 法构成认定法生产样板曲线拟合法 生产样板曲线是由计算结果绘制成的系列生产样板曲线是由计算结果绘制成的

4、系列图版。双对数座标上无因次产量与无因次时间图版。双对数座标上无因次产量与无因次时间形成包括半缝长、渗透率、有效厚度参数在内形成包括半缝长、渗透率、有效厚度参数在内的若干曲线，系列图版中有油气藏形状、表皮的若干曲线，系列图版中有油气藏形状、表皮系数及可变压缩系数、粘度对油气井生产动态系数及可变压缩系数、粘度对油气井生产动态影响的各种图版。将油气井产量随时间的变化影响的各种图版。将油气井产量随时间的变化绘制于图版相同的座标系上，与系列图版相对绘制于图版相同的座标系上，与系列图版相对比，拟合较好的参数，即油气井的实际参数，比，拟合较好的参数，即油气井的实际参数，如表皮系数的大小、渗透率的高低等。如

5、此可如表皮系数的大小、渗透率的高低等。如此可分析出压裂井动态的影响因素。分析出压裂井动态的影响因素。 缺点：缺点： 此方法的不足之处首先它是对单层研制出来此方法的不足之处首先它是对单层研制出来的，用于多层可能使分析结果失去正确性；其的，用于多层可能使分析结果失去正确性；其次是由于生产数据的不稳定性以及输出数据的次是由于生产数据的不稳定性以及输出数据的相互依赖性，很难得出唯一的结果，最后，使相互依赖性，很难得出唯一的结果，最后，使用此法需要知道每口井油气层的有效厚度，这用此法需要知道每口井油气层的有效厚度，这样就需要大量的解释工作，以及对岩性的评价样就需要大量的解释工作，以及对岩性的评价工作，从

6、而增加了费用。工作，从而增加了费用。（井位置，结构和完井数据）（进行优选进程）（方法 分析）（方法 分析）（方法 分析）（平面文件）（数据库）测井数据（依据井深）减少单井值数据综合，初步优选单井检查，题诊断，方设计，经济评价候选验证测试最终候选确定压力，瞬时压力，岩心，地震等其它数据（通常不全）生产数据（依据时间）减少单井值数据（方法）（描述）（需要数据）（数据来源）（预测性能比较）（井位；时间-生产数据）（公共数据库）（模式识别技术）（地质/储层；钻井/完井；增产；修井）（操作井文件）（生产类型曲线拟合）（岩石物理；储层特性）（测井解释；试井） 对绿河盆地恩罗昂油气公司经营的约对绿河盆地恩罗

7、昂油气公司经营的约300300口开口开采弗兰蒂尔地层进行复压选井。采弗兰蒂尔地层进行复压选井。储层性质见下表：储层性质见下表：（盆地）（格林河盆地）（皮申斯盆地）（东德克萨斯州盆地）（测试地点）（形成）（边境）（一条河的名字）（柯顿维利河流三角洲）（顶部平均深度）（原始地层压力）（厚度（总厚度/净厚度）（渗透率）（典型回收）（10-90%）结果表明：结果表明： 经上述分析后，再对可能属于经上述分析后，再对可能属于15%-20%15%-20%的应优先考虑的候选井进行审查。其目的的应优先考虑的候选井进行审查。其目的是确定它们在复压中可能出现的其它情况，是确定它们在复压中可能出现的其它情况，从而制定

8、出复压步骤与设计。确定出要进从而制定出复压步骤与设计。确定出要进行复压的目的层，设计好施工步骤，即可行复压的目的层，设计好施工步骤，即可估算所需费用，及进行增产量预测。估算所需费用，及进行增产量预测。 最后对复压井进行试井，试井步骤要简最后对复压井进行试井，试井步骤要简化，且尽量减少花费、节约时间。化，且尽量减少花费、节约时间。选井步骤：选井步骤：注意事项：注意事项：注意事项：注意事项：分析初次压裂井低产的原因，得到有关复分析初次压裂井低产的原因，得到有关复压方面研究的关键性结论：压方面研究的关键性结论：为了有效地清理填砂裂缝，需要使填砂为了有效地清理填砂裂缝，需要使填砂“流床化流床化”。使天

9、然裂缝涨开并冲洗，也是有效清理使天然裂缝涨开并冲洗，也是有效清理的一个重要方面。的一个重要方面。无论是填砂裂缝或是天然裂缝中，若存无论是填砂裂缝或是天然裂缝中，若存在天然气饱和度，对清理的有效性会得到在天然气饱和度，对清理的有效性会得到改善。改善。生产诱生的应力场若孔隙压力所引起应力差大于初始若孔隙压力所引起应力差大于初始最大与最小水平压力差值最大与最小水平压力差值, ,则复压则复压后的裂缝垂直于初始裂缝后的裂缝垂直于初始裂缝! ! （诱导应力）（原始裂缝）（新的）（老的）（新裂缝）北向不同距离的不同应力差北向不同距离的不同应力差诱生应力差，在数值诱生应力差，在数值上先增后减上先增后减! !

10、生产诱生的应力场（时间-年）如何确定进行复压的最佳时机 ? 复压的最佳时间，应该是初次缝很长，复压缝进入地区的孔隙压力仍然很高的时期。 生产生产3 3年半后年半后12001200英尺长裂缝周围的孔隙压力分布英尺长裂缝周围的孔隙压力分布（距离-ft）（距离-ft）生产诱生的应力场初始应力差较小时，极易发生垂向延伸。初始应力差较小时，极易发生垂向延伸。复压的最佳时间，应该是初次缝很长，复压缝进入地区的压的最佳时间，应该是初次缝很长，复压缝进入地区的孔隙压力仍然很高的时期。孔隙压力仍然很高的时期。初压缝长，将能获得复压转向的极大利益。初压缝长，将能获得复压转向的极大利益。 两个水平应力基本上相等，复

11、压裂缝无疑将会出现转向。两个水平应力基本上相等，复压裂缝无疑将会出现转向。填砂裂缝诱生的应力场距缝面距离与诱生应力的关系曲线距缝面距离与诱生应力的关系曲线诱生应力诱生应力x：x /p = 1- X / 3b 应力反转条件应力反转条件应力反转条件：应力反转条件：h +x h +x H+zH+zh h 、HH分别是原来的分别是原来的最小与最大水平主应力最小与最大水平主应力 zz远小于远小于xx可以忽略可以忽略 若v H h ，则老缝是垂直的，新缝也是垂直 的但成正交，如果垂向应力是垂直的，井眼也是垂直的，这种结论可能不现实，因为新缝易于顺老缝扩展。但井眼是倾斜的或应力场与垂直成偏角（地层倾斜），上

12、述情况则是可能的。新缝将从不同的孔眼起裂，与原裂缝成某些角度。如果射开另外一些层系（煤层），将能增加这种机会。 若v H h ，则有利于形成水平裂缝，这种水平裂缝也改变应力分布，导致形成第二条垂直缝。 塞布里兹复压裂缝转向示意图塞布里兹复压裂缝转向示意图初压与复压缝的方位图初压与复压缝的方位图（压力反转区域）（复压缝）（初压缝）（复压缝）（各向同性点）（各向同性点）用于生产模拟的油藏基础数据用于生产模拟的油藏基础数据（表3-增产储层的基本数据）（面积）（储层厚度）（孔隙度）（含水饱和度）（原始地层压力）（裂缝电导率）（裂缝孔隙度）（裂缝渗透率）（裂缝宽度）（气孔体积压缩系数）（储层温度）（PV

13、T数据）（水压缩系数）（碳氢化合物孔隙度）（天然气重力）生产生产2 2年零年零4 4个月时的综合敏感参数曲线个月时的综合敏感参数曲线（高度）（系数）（最大-最小）（增效）（参数改变） 巴尔奈特裂缝性页岩气井复压水力裂缝巴尔奈特裂缝性页岩气井复压水力裂缝转向增产试验转向增产试验 切斯特油井的初压及复压经历切斯特油井的初压及复压经历 1巴尔奈特裂缝性页岩气井复压水力裂缝巴尔奈特裂缝性页岩气井复压水力裂缝转向增产试验转向增产试验选择三口初次压裂井进行试验，其压裂工艺参数如下表选择三口初次压裂井进行试验，其压裂工艺参数如下表: : 复压规模比初复压规模比初压大一倍压大一倍 （体积）（支撑剂 Ib）（压

14、裂液 Gal）（压裂类型）（井号）（C井）（B井）（A井）（初始压裂）（重复压裂）（初始压裂）（重复压裂）（初始压裂）（重复压裂）（75%N2泡沫）（交联凝胶）（交联凝胶）（交联凝胶）C C井复压前后的生产曲线井复压前后的生产曲线 复压后产量复压后产量曲线曲线复压前产量复压前产量曲线曲线（初始裂缝打开）（初始裂缝和第二次裂缝打开）（观测到的）产气率，Mcf/D（累计天数） 将将C C井复压前后的生产曲线处理在双对数井复压前后的生产曲线处理在双对数座标上座标上 ，如下图所示：，如下图所示：线性流的特点线性流的特点（投产后天数）对气井实测累积产量进行不同情况下的拟合对气井实测累积产量进行不同情况下

15、的拟合原裂生产，未经复压原裂生产，未经复压进行进行2倍于初压缝长的复压倍于初压缝长的复压稍短于初压缝长稍短于初压缝长，且与其成，且与其成90o位位差差 产气总量，Mcf（总计天数）选择选择A A井进行复压措施，主压裂分成四个阶井进行复压措施，主压裂分成四个阶段进行，如下所示：段进行，如下所示：（阶段）（小型压裂）（主压裂第一步）（主压裂第二步）（主压裂第三步）（主压裂第四步）（重复压裂裂缝方位）（N40E的不同）（重复压裂百分比）（主裂缝角度）（主裂缝角度）（主裂缝角度）（第二裂缝角度）（第二裂缝角度）（第二裂缝角度）由地面倾斜仪测到的、作为时间函数的复由地面倾斜仪测到的、作为时间函数的复压裂

16、缝方位角的变化，如下图所示：压裂缝方位角的变化，如下图所示： 同样对同样对A A井的生产历史进行如井的生产历史进行如C C井的拟合井的拟合（产气量，Mscf） 重复压裂后的井增产量与复压缝在未与初重复压裂后的井增产量与复压缝在未与初压缝平行前的长度约成线性关系。如果复压压缝平行前的长度约成线性关系。如果复压缝中途转向，其增产量则不如呈垂直的整个缝中途转向，其增产量则不如呈垂直的整个缝长。从实效出发，设计复压缝长，限于预缝长。从实效出发，设计复压缝长，限于预期的垂向长度。期的垂向长度。 （重复裂缝穿透长度）（增加量，Mscf）2切斯特油井的初压及复压经历切斯特油井的初压及复压经历 初次压裂施工参

17、数曲线初次压裂施工参数曲线 支撑剂进入孔支撑剂进入孔眼，净压升高眼，净压升高净压再次升高净压再次升高，砂堵！，砂堵！（排量-bpm）（作业压力-psi）（实际压力-psi）（时间-分）复压施工参数曲线复压施工参数曲线 压力驼峰压力驼峰（时间-分）（时间-分）（作业压力-psi）（净压力-psi）（排量-bpm）（支撑剂浓度-ppg）二次复压施工参数曲线二次复压施工参数曲线 （时间-分）（时间-分）（排量-bpm）（作业压力-psi）（净压力-psi）（支撑剂浓度-ppg） 重复压裂后，生产情况大为改善，油、水、气日产量分别为重复压裂后，生产情况大为改善，油、水、气日产量分别为17.5 17.5 m m3 3、15 m15 m3 3及及1415 1