重复压裂技术课件

1、重复压裂技术 主 要 内 容重复压裂技术的进展 重复压裂井的选井 复压井增产的机理 重复压裂矿场实例 重复压裂的定义已压裂过的层段，由于油藏或工艺方面原因，产量递减到需要进行二次或更多次压裂，才能维持设计产量，这种压裂作业称为重复压裂。或者说同井同层再次压裂就是重复压裂。在限流法压裂或大段投球法压裂中，虽系一个压裂层段，常有在作业中，已经压开，但没有进砂的小层，这些小层对油气井的生产，没有做出贡献，也应该进行选择性的分层压裂. 就出现了对大井段的压裂对象来说是重复压裂，对其中未进砂子的小层来说，可能是初次压裂。 一、重复压裂技术的进展机理认识方面194780年代末，加大压裂规模、选用高强度或涂

2、层支撑剂，选用流变性能和破胶性能好的压裂液，注意增加排液效率，提高排量与砂比获得比原来裂缝导流能力与缝长要高要长的复压裂缝，是复压增产的主要机理。一、重复压裂技术的进展机理认识方面1977年沙克等人首次提出水力裂缝周围应力场重新定向的概念。斯尼登等还完成了水力裂缝使应力场发生变动，其影响范围与水力裂缝的大小与缝内压力成比例的计算。1987年瓦宾斯基等人在美国能源部的多井实验（MWX）场C透镜状砂体的三口井实验证实了该结论。 一、重复压裂技术的进展机理认识方面MWX-2MWX-1MWX-3Second FractureFirst Hydraulic FractureFracture will l

3、ikely turn in One or both direction90ft FractureDiagnostic WellAdditional Stress Generated by First FractureEffective Distance for Stress DecayhHVigin Stress Field一、重复压裂技术的进展机理认识方面wellboreOriginal Fracture Dips 82 degreesRefracture Dips 45 degreesDownChevron Lost Hills 1994年赖特等人进一步证实了在同一井段中初次压裂形成的填砂

4、裂缝所引起的地应力变化，使复压的裂缝在倾角及方位上都有改变 . 90-93年期间，进行发5个井次复压，与前期的初压是同一个层位，同一个压裂规模，复压后的生产能力与初压后的相当,并做了倾斜仪裂缝成象工作 。 一、重复压裂技术的进展1998年塞布里斯等人从理论上量化了复压形成垂直于初压缝的参数关系，参数的敏感性分析及复压缝长与产量增量的关系；这些研究成果对复压设计起重要的作用。 机理认识方面一、重复压裂技术的进展复压决策方面一直到80年代末，加大压裂规模是复压的主要措施；应当在选井，问题的诊断及工艺选择与设计方面，要下很大的功夫，才能取得重复压裂的成功。 由于地质环境的复杂性，在多层、非均质条件下

5、的完井与不同方法的增产措施，使得到目前为止，GRI认为没有一个重复压裂井的选择方法，可在不同地质条件的油气田里通用。一、重复压裂技术的进展复压决策方面塞布里斯于2000年汇总了巴尔奈特裂缝性页岩气层三口井的复压转向成功经验及工作方法。三口井的特点是初压规模较大，水力缝较长且导流能力较高。复压成功的主要原因是水力裂缝转向。切斯特油井复压成功的经验是要有一整套完整的石油工程决策，不成功的初次压裂都会伤害地层及填砂裂缝，这些伤害是可以被解除的，有效益的复压潜力 。 一、重复压裂技术的进展复压决策方面2001年与2003年，科德尔地层750口井的复压作业。项目投资回报率100%，增加了储量，其成本低于

6、每桶等值油价4.23美元。认为复压成功的关键仍在于如何选井。起初是限于初压后的低产井，后来扩大到许多初压成功的井，复压工艺上也有所改进。 一、重复压裂技术的进展结论重复压裂可获得很好的增产效果；水力裂缝周围应力场换向，复压的裂缝在倾角及方位上会有改变；选井、问题的诊断、工艺选择与设计决定复压是否成功；复压成功的关键在于如何选井。二、重复压裂的选井主要内容（1）开发有效、省钱并可靠的复压井的选井方法；（2）对形成低产的不同原因进行识别与分类；（3）开发非压裂增产技术；二、重复压裂的选井重要法则：“85/15”85%的复压潜存在于占总井数15%的井中 。分析方法：比较生产动态法构成认定法生产样板曲

7、线拟合法 在一定生产区块内，对比每口井与其周围井的生产动态，查明哪些低产井可以作为复压的对象。把井的生产动态分成几个阶段，以洞察其成为低产井的原因。此方法考虑了由于打加密井而使产量递减以及试图识别高渗透率或高表皮井的生产特征。 比较生产动态法 不足之处： 不能明显地区别某些处于高渗透率带的高产井，可能改善成为在经济上最有利的复压井。因此，不能单独使用生产对比法来区分油藏物性变化和完井伤害的影响。 二、重复压裂的选井二、重复压裂的选井 构成认定法地理位置、地质、钻井、完井、增产、修井数据参数输入人工神经网络输出参数（对产量的影响）评估复杂系统、用单变量或多变量分析方法得不出相同结果 神经网络方法

8、遗传算法真实动态与优化动态之间存在巨大差异的井，视为复压对象 优化二、重复压裂的选井 构 成 认 定 法 此方法可将地质或油藏参数（不可控）的影响与钻井、完井、增产措施参数（可控）分别开来。这样就可分别考虑油藏与完井（即渗透率与表皮）的影响。然后再去了解在可控因素中，哪些对产量影响最大，可以推论出“最佳”（或最差）的实施方案，对于那些采用措施不当的井，可能是潜在的复压井。在评估致密气藏的复压井中，使用这种方法能够掌握最可能的潜在机遇。 二、重复压裂的选井 构 成 认 定 法 不足之处： 使用此方法的困难，常常是现有数据在数量、类型及质量上都不足以进行一个完整的分析，并且，对准备选用的数据要进行

9、一定的判断。这样，使用本方法因缺乏像油藏性质这种重要的油井动态资料而不得不“凑合”。二、重复压裂的选井 生产样板曲线是由计算结果绘制成的系列图版。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。如此可分析出压裂井动态的影响因素。 生产样本曲线拟合法二、重复压裂的选井 正方储层无限导流样板曲线二、重复压裂的选井二、重复压裂的选井 不足之处：

10、 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，以及对岩性的评价工作，从而增加了费用。 生产样本曲线拟合法二、重复压裂的选井 并行运用三个方法的流程图二、重复压裂的选井各种方法所需资料数据汇总表 二、重复压裂的选井 对绿河盆地恩罗昂油气公司经营的约300口开采弗兰蒂尔地层进行复压选井。储层性质见下表：二、重复压裂的选井 选出来的候选井并不一致，每种方法选出来的井，只是用这种方法挑选出来属于较好的，对于其他方法，这些井就不

11、是较好的候选井，各有自己选择的着重点。生产动态法选出的是产量较低的井，构成认定法选出的是次好的井，生产样板曲线拟合法选出的是最有潜力的井。三种选井方法结果比较，结果表明： 最终选出五口复压候选井，它们并不是最佳候选井，但它们是各种选择方法与其他因素如井筒设施（包括固井质量）的承受能力，现场工作人员的意见等的一种折中方案。 二、重复压裂的选井选井条件：既具有高渗透率又具有高表皮系数的井； 累积产量非常高及进行过大型压裂的井；产量高于平均水平的井，初次压裂有效的井，也不排除在外 ； 对初次压裂作业造缝较短，有效缝长不够的井，为了保证复压的水力缝保持在储层中，油气井应生产4年以上 ；二、重复压裂的选

12、井选井条件：对致密砂岩气层认为有三种类型的问题井具备复压条件：（1）填砂裂缝的导流能力不足；（2）裂缝的有效长度不够；（3）生产层段笼统压裂中有些小层未压开，或加砂量不够。二、重复压裂的选井选井条件：砂层上面的隔层有较大的破碎，这样的井复压 后，形成的有效缝较短，不适宜复压；在小的断层带附近的井，初次压裂后可能泄油较完全，因之不能成为复压候选井；靠近大断层的井不能复压。 二、重复压裂的选井选井程序：“85/15”法则15%候选井15%20%优先井考虑多层中的潜力小层选择对象流体与地层间的配伍性及伤害机理的实验室研究 候选井制定出复压步骤与设计 估算所需费用及进行增产量预测 复压对象经济可行性分

13、析复压井新的试井方法证明措施的有效性 措施步骤：首先分析前次压裂的具体情况及压后生产动态；如果还有可能通过措施改善油气井的生产情况，针对先前压裂所出现的问题加以改进；现场工程师应保证设计的压裂液的流变性，实时地对工艺措施进行有效地修正。 二、重复压裂的选井注意事项：（1）对上次压裂措施中的电子仪器与作业数据，进行全方位的复查，做一次完整的净压力分析，不仅包括与压裂软件在理论上的拟合，也是对管线阻力损失与不同流变性质、支撑剂阶段进入缝口时的压力评估。二、重复压裂的选井 审查某井能否成为复压对象，必须考虑几个因素，目的是对前次增产措施进行批判地学习，以免重蹈过去的错误：注意事项：（3）要进行油气藏

14、与生产分析，当前的油层压力及预期的压力递减都与井中管柱尺寸与压裂液的选择有关。要检查岩心，不稳定试井与生产数据。建议采用反生产指数技术评估生产动态并导出油气藏关键参数。深入地了解初次压裂井的地质-油藏-压裂工艺是保证成功地进行复压井设计与施工的前提。二、重复压裂的选井 （2）油气井的井况对复压措施是很重要的，固井情况应于复查。老井进行措施前，消除作业中的风险是最基本的工作。一种是在原有水力裂缝的基础上，进行缝长的延伸，增强导流能力等措施以扩大水力缝的泄油范围，这种方法可以称之为老缝新生。 另一种则是由于初压填砂缝的存在，在其附近出现两个水平应力大小的换位及应力场的换向，新缝的倾角及方位角不同程

15、度地偏离了老缝，新缝在未泄油区的扩展，增加了油气井的产量。三、复压井增产的机理三、复压井增产的机理初次压裂井低产的原因的三种类型： 初次压裂施工中，各环节的质量控制不到位、压裂液伤害、选择了不合适的支撑剂，施工过程中形成砂堵；压裂设计出现错误，如压裂规模过小，压裂液配伍性差；还有一次压裂多层时，出现未处理的小层等，都属于此类。老缝新生 三、复压井增产的机理初次压裂井低产的原因的三种类型： 生产过程中，供油气能力逐渐变差。这类问题是因为裂缝导流能力因支撑剂嵌入或受微粒的堵塞；由于微粒运移或结构堵塞了地层；近井地带缝口处因吐砂而失去支撑等等。对于这些问题，因获得的信息不够，难以深入分析与了解，故不

16、能明确地识别它们。事实上对这类井的选择存在一种偏见，似乎认为这是初次压裂施工的问题。然而这样的情况大量存在，也具有很大的生产潜力。三、复压井增产的机理初次压裂井低产的原因的三种类型： 技术上的进展 目前无论完井或压裂技术上，比过去都有长足的进步。初次压裂采用“老”技术的井，很可能成为复压的对象。从某种意义上讲“老”技术就是初次压裂“低效”的同义词。“老井”也是生产变差的地方。在上述低产原因中，要确定出具有高潜力的复压候选井与这些类型问题井的关系是很重要的。 为有效地清理填砂裂缝，需使填砂“流床化”。使天然裂缝涨开并冲洗，也是有效清理的一个重要方面。无论是填砂裂缝或是天然裂缝中，若存在天然气饱和

17、度，对清理的有效性会得到改善。三、复压井增产的机理 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：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,则复压后的裂缝垂直于初始裂缝! 三、复压井增产的机理裂缝转向生产诱生的应力场裂缝转向生产3年半后1200英尺长裂缝周围的孔隙压力分布三、复压井增产的机理北向不同距离的不同应力差诱生应力差，在数值上先增后减! 生产诱生的应力场三、复压井增产的机理生产诱生的应力场初始应力差较小时，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； 两个水平应力基本上相等，

18、复压裂缝无疑将会出现转向。三、复压井增产的机理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。 三、复压井增产的机理裂缝转向填砂裂缝诱生的应力场三、复压井增产的机理距缝面距离与诱生应力的关系曲线诱生应力x：x /p = 1- X / 3b 三、复压井增产的机理应力反转条件（浅井）三、复压井增产的机理应力反转条件：h +x H+zh 、H分别是原来的最小与最大水平主应力 z远小于x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

19、或应力场与垂直成偏角（地层倾斜），上述情况则是可能的。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初压与复压缝的方位图三、复压井增产的机理用于生产模拟的油藏基础数据三、复压井增产的机理生产2年零4个月时的综合敏感参数曲线三、复压井增产的机理 巴尔奈特裂缝性页岩气井复压水力裂缝转向增产试验 切斯特油井的初压及复压经历 四、重复压裂矿场实例 1巴尔奈特裂缝性页岩气井复压水力裂缝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: 复压规模比初压大一倍 四、重复压裂矿场实例 C井复压前后的生产曲线 复压后产量曲线复压前产量曲线四、重复压裂矿场实例 将C井复压前后的生产曲线处理在双对数座标上 ，如下图所示：线性流的特点四、重复压裂矿场实例 对气井实测累积产量进行不同情况下的拟合原裂生产，未经复压进行2倍于初压缝长的复压稍短于初压缝长，且与其成90o位差 四、重复压裂矿场实例 选择A井进行复压措施，主压裂分成四个阶段进行，如下所示：四、重复压裂矿场实例 四、重复压裂矿场实例 由地面倾斜仪测到的、作为时间函数的复压裂