暫堵壓裂技術(shù)服務(wù)方案.doc

1、八、技術(shù)服務(wù)方案一 .暫堵重復(fù)壓裂技術(shù)原理及特點(diǎn)暫堵技術(shù)簡(jiǎn)介位于鄂爾多斯盆地陜北地區(qū)延長(zhǎng)油藏大多數(shù)儲(chǔ)油層都屬于特低滲透、低壓、低產(chǎn)油藏，油層物性特別差，非均質(zhì)性很強(qiáng)，油井自然產(chǎn)能也就相當(dāng)?shù)土?。為了提高采收率?絕大多數(shù)油井都進(jìn)行過壓裂改造， 但是由于各種原因， 油井產(chǎn)量還是下降的特別快， 油井依然處于低產(chǎn)低效的狀態(tài)。 因此，為了達(dá)到進(jìn)一步提高油井產(chǎn)量的目的， 我們必須做到以下兩個(gè)方面的工作： 一、針對(duì)性的選擇有開發(fā)前景的油井進(jìn)行二次或者多次壓裂改造， 以至于提高油井的單井產(chǎn)能； 二、由于我們?cè)谧⑺_發(fā)過程中， 注入水總是沿著老裂縫方向水竄， 導(dǎo)致大部分進(jìn)行過壓裂改造過的老井含水上升特別快， 水

2、驅(qū)波及效率特別低。 針對(duì)這部分老井， 如果還是采用常規(guī)重復(fù)壓裂方法進(jìn)行延伸老裂縫， 難以達(dá)到提高采收率的目的。 為了探索這一部分老井的行之有效的增產(chǎn)改造措施， 我公司借鑒了國(guó)內(nèi)許多其他大油田的暫堵重復(fù)壓裂的成功的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)， 近兩年來進(jìn)行了多次油井暫堵壓裂改造措施試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)施工結(jié)果表明： 在壓裂施工前先擠入暫堵劑后， 人工裂縫壓力再次上升的現(xiàn)象很明顯， 部分老油井經(jīng)過暫堵施工后， 其加沙壓力大幅度上升， 暫堵重復(fù)壓裂后，產(chǎn)油量大幅度上升。為了確保有效的封堵老裂縫，壓開新裂縫，并保持裂縫有較高的導(dǎo)流能力， 達(dá)到有較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)產(chǎn)期。 該技術(shù)成果的成功研究與應(yīng)用，不僅可以提高油井的單井產(chǎn)量，而且可

3、以提高整個(gè)區(qū)塊的開采力度，從而為保持油田的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供保障，可取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。堵老裂縫壓新裂縫重復(fù)壓裂技術(shù)， 即研究一種高強(qiáng)度的裂縫堵劑封堵原有裂縫，當(dāng)堵劑泵入井內(nèi)后有選擇性的進(jìn)入并封堵原有裂縫， 但不能滲入地層孔隙而堵塞巖石孔隙， 同時(shí)在井筒周圍能夠有效地封堵射孔孔眼； 然后采用定向射孔技術(shù)重新射孔， 以保證重復(fù)壓裂時(shí)使裂縫轉(zhuǎn)向， 也即形成新的裂縫； 從而采出最小主應(yīng)力方向或接近最小主應(yīng)力方向泄油面積的油氣，實(shí)現(xiàn)控水增油。水力壓裂是低滲透油氣藏改造的主要技術(shù)之一，但經(jīng)過水力壓裂后的油氣井，在生產(chǎn)一段時(shí)間后，會(huì)由于諸多原因?qū)е聣毫咽?。另外，還有些壓裂作業(yè)專業(yè)資料實(shí)施后對(duì)產(chǎn)層造成

4、污染， 也會(huì)使壓裂打不到預(yù)期效果。 對(duì)這類油氣井， 想要增加產(chǎn)能，多數(shù)必須采取重復(fù)壓裂進(jìn)行改造。暫堵壓裂技術(shù)主要用來解決油層中油水關(guān)系復(fù)雜、微裂縫十分發(fā)育的層位。注水油田經(jīng)過一段時(shí)間的開采后， 大多數(shù)低滲透油層已處于高含水狀態(tài)， 老裂縫控制的原油已接近全部采出， 裂縫成了主要出水通道， 但某些井在現(xiàn)有開采條件下尚控制有一定的剩余可采儲(chǔ)量， 為了控水增油， 充分發(fā)揮油井的生產(chǎn)潛能， 我們采用暫堵重復(fù)壓裂技術(shù)， 其實(shí)質(zhì)是采用一種封堵劑有選擇性地進(jìn)入并有效封堵原有壓裂裂縫和射孔孔眼，再在新孔眼中進(jìn)行壓裂開新縫；或部分封堵老裂縫，在老裂縫封面再開新裂縫， 從而提供新的油流通道， 以保障重復(fù)壓裂時(shí)使裂縫

5、改向，形成新的裂縫， 從而采出最小應(yīng)力方向或接近最小主應(yīng)力方向泄油面積的原油，實(shí)現(xiàn)控水增油。暫堵重復(fù)壓裂技術(shù)就是重新構(gòu)建泄油裂縫體系， 為提高油井的產(chǎn)量提供了一種技術(shù)手段，最終的采油效果與所構(gòu)建的新裂縫體系方向， 裂縫的導(dǎo)流能力有很大關(guān)系。為此，在實(shí)施暫堵重復(fù)壓裂技術(shù)時(shí)， 除需要一定的暫堵壓裂技術(shù)理論外，還要有能夠改變裂縫導(dǎo)流能力的脫砂壓裂工藝及強(qiáng)制閉合技術(shù)。暫堵重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向技術(shù)是一個(gè)多因素的復(fù)雜的壓裂技術(shù)， 從選井、選層、選劑到方案設(shè)計(jì)和優(yōu)化都需要科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撘罁?jù)， 其技術(shù)要求能達(dá)到高質(zhì)量地為油田提供更有效的采油措施的目的。 該技術(shù)理論和實(shí)際操作性都很強(qiáng)， 主要是從轉(zhuǎn)向壓裂的理論著手，

6、 從研究地層巖石力學(xué)參數(shù)和地應(yīng)力情況開始， 落實(shí)到優(yōu)選適合當(dāng)?shù)貐^(qū)塊的暫堵劑， 以及相應(yīng)的對(duì)進(jìn)行過暫堵壓裂的井進(jìn)行地層壓力和溫度以及裂縫轉(zhuǎn)向情況進(jìn)行檢測(cè)，以致最后準(zhǔn)確得出暫堵壓裂的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果。（1）利用最優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行施工參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在單井施工過程中總結(jié)修正。我公司針對(duì)目前低孔低滲透油田的改造措施中存在的一些問題和不確定因素，綜合考慮油藏地質(zhì)特征以及開發(fā)現(xiàn)狀， 優(yōu)選出了適合長(zhǎng)慶延長(zhǎng)油田的合適的暫堵劑，并完善了相應(yīng)的配套技術(shù)。 我公司自成立以來， 看好老油田油井市場(chǎng)，致力研究老油田油井暫堵壓裂技術(shù)， 近兩年對(duì)延長(zhǎng)油田的地層巖石力學(xué)參數(shù)和地應(yīng)力進(jìn)行了理論和實(shí)際的研究和測(cè)試，作為下一步研究裂縫

7、轉(zhuǎn)向效果的基礎(chǔ)。專業(yè)資料（2）結(jié)合對(duì)延長(zhǎng)石油集團(tuán)天然氣公司老油田油井前期暫堵壓裂施工情況，根據(jù)陜北油田儲(chǔ)層特征、 生產(chǎn)情況優(yōu)選了適合陜北地區(qū)地質(zhì)特征的暫堵劑和壓裂液配方；（3）對(duì)優(yōu)選出的暫堵劑進(jìn)行了室內(nèi)性能評(píng)價(jià)、施工參數(shù)和用量、級(jí)數(shù)及加入時(shí)機(jī)的優(yōu)化，形成了適應(yīng)延長(zhǎng)油田暫堵壓裂配套工藝體系；（4）采用配套的微地震裂縫檢測(cè)技術(shù)對(duì)裂縫的壓力、溫度和裂縫狀態(tài)進(jìn)行了準(zhǔn)確的檢測(cè)，充分了解壓后的地層變化情況以及裂縫轉(zhuǎn)向情況；通過分析目前國(guó)內(nèi)大部分油田針對(duì)暫堵重復(fù)壓裂中的暫堵劑的選擇情況以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果， 并結(jié)合貴單位油田的實(shí)際儲(chǔ)層性質(zhì)， 優(yōu)選出了適合貴單位老油田油井改造暫堵重復(fù)壓裂現(xiàn)場(chǎng)施工中適用的暫堵劑，

8、并對(duì)它一系列配套施工參數(shù)進(jìn)行了最優(yōu)化設(shè)計(jì)， 并采用了目前市場(chǎng)上準(zhǔn)確率最高的井下微地震裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)優(yōu)選出的暫堵劑的實(shí)施效果進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)， 形成了一系列整套適合長(zhǎng)慶油田區(qū)塊老油井暫堵重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向的最優(yōu)化體系。在低孔低滲油田的開發(fā)過程中，為了提高產(chǎn)量， 最常用的措施就是對(duì)地層進(jìn)行壓裂改造。 彈性模量、泊松比、水平地層主應(yīng)力等是設(shè)計(jì)井下壓裂施工方案中幾個(gè)比較重要的參數(shù)， 通過這幾個(gè)參數(shù)可以很準(zhǔn)確地計(jì)算施工泵壓、壓裂液的排量等參數(shù)，從而可很大程度地控制裂縫的長(zhǎng)度、高度、寬度等，盡量避免目的層壓不開或隔層被壓開，還可以避免發(fā)生水竄現(xiàn)象，造成損失。同時(shí)，由于層位不同，巖石的機(jī)械特性不同， 在進(jìn)行壓裂改

9、造措施時(shí)， 對(duì)于巖石機(jī)械特性差異較大的地層不能合壓，必須單壓。因此，進(jìn)行地層應(yīng)力及巖石力學(xué)性質(zhì)分析，在對(duì)儲(chǔ)層壓裂改造的施工參數(shù)、壓裂規(guī)模及壓裂方式進(jìn)行設(shè)計(jì)方面具有很重要的意義。二 技術(shù)指標(biāo)及檢測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果1 巖石力學(xué)參數(shù)測(cè)定以下是 2014 年我公司組織通過對(duì)延長(zhǎng)油田的5 塊巖心進(jìn)行了靜態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)測(cè)試得出了巖心靜態(tài)力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)：專業(yè)資料加 載卸 載彈性模量彈性模量序號(hào)巖心號(hào)（x104 MPa（x104MP泊松比泊松比）a ）1延 930-11.920.182.340.182延 4411.770.262.10.243延 145-11.590.172.090.164安 7-11.520.222.

10、190.145安 21.380.231.630.2表 1 延長(zhǎng)油田部分巖心靜態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)測(cè)定結(jié)果表通過對(duì)該油田的 5 塊巖心的靜、 動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試得出該區(qū)塊靜、 動(dòng)態(tài)彈性模量和泊松比平均值為：靜態(tài)加載：=1.636x10 4MPa=0.212靜態(tài)卸載：=2.07x10 4MPa=0.184動(dòng)態(tài)：=2.03l 10MPa=0.231把由測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)求得的動(dòng)態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)與靜態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)相比后發(fā)現(xiàn)：動(dòng)態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)普遍比靜態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)要大，但相差不多，因此在后面的應(yīng)力計(jì)算中，可以根據(jù)實(shí)際資料情況來選定參數(shù)。2 地應(yīng)力測(cè)試下表 2 是 2014 年我公司組織專業(yè)隊(duì)伍對(duì)延長(zhǎng)油田的5 口井的水力壓裂

11、基本數(shù)據(jù)及地應(yīng)力計(jì)算結(jié)果。由表中可以看出：5 口井的最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力差值在 17MPa 之間，差值很小，說明該油田的重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向的可行性很大。專業(yè)資料HVclEStPfPpPsH井名h(m)(%)（ MPa)(MPa)(MPa)(MPa)(MPa)(MPa)(MPa)延 930-12157.619.26192007.718540.11124.16531.23937.15931.239延 4411946.2022.44177007.795937.20121.79729.20736.41829.207延 145-12162.8313.69159006.597343.77924.22334

12、.02940.68134.029安 7-12118.2124.31152006.777740.05823.72330.01233.03130.012安 22009.0520.83138006.013425.41522.50121.32322.06621.323表 2 延長(zhǎng)油田水力壓裂數(shù)據(jù)及地應(yīng)力計(jì)算結(jié)果通過研究發(fā)現(xiàn)，要提高重復(fù)壓裂改造效果， 就必須突破原有裂縫方位和范圍，產(chǎn)生新的支裂縫， 溝通高含油區(qū)， 要達(dá)到這種目的， 重復(fù)壓裂就必須克服地應(yīng)力對(duì)壓裂裂縫的控制作用， 必須克服最大主應(yīng)力的作用在原有裂縫壁面壓開一條新的支裂縫，或溝通更多的微裂縫， 從而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大油井泄油面積，提高重復(fù)壓裂改造效果

13、的目的。由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)，因此提出了縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂工藝。暫堵縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂工藝技術(shù)主要是綜合考慮巖石力學(xué)參數(shù)和地應(yīng)力特征分布，通過在壓裂過程中，加入油溶性暫堵劑，利用暫堵劑在裂縫中的橋堵作用，使裂縫內(nèi)產(chǎn)生升壓效應(yīng)， 達(dá)到溝通微裂縫或造新縫的目的，從而實(shí)現(xiàn)溝通 “死油區(qū)”，擴(kuò)大油井泄油面積的作用。同時(shí)促使壓裂裂縫向注水水線方向靠近，縮短了注水見效時(shí)間，提高了注水見效效果，使油井在增產(chǎn)的同時(shí)能夠保持穩(wěn)產(chǎn)。實(shí)施轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂可以在儲(chǔ)層中打開新的流體流動(dòng)通道，更大范圍地溝通老裂縫未動(dòng)用的油氣層， 大幅度增加油氣產(chǎn)量， 進(jìn)一步提高油藏的開發(fā)效果。根據(jù)彈性力學(xué)理論和巖石破裂準(zhǔn)則，裂縫總是沿著垂直于最小水平

14、應(yīng)力方向啟裂，因此，重復(fù)壓裂井中的應(yīng)力場(chǎng)分布決定了重壓新裂縫的啟裂和延伸。垂直裂縫井中，張開的初次人工裂縫產(chǎn)生誘導(dǎo)應(yīng)力以及生產(chǎn)活動(dòng)引起的孔隙壓力變化改變了油氣井周圍的應(yīng)力分布狀況， 當(dāng)誘導(dǎo)的應(yīng)力差足以改變地層中的初始應(yīng)力差，則在井筒和初始裂縫周圍的橢圓形區(qū)域內(nèi)應(yīng)力重定向：初始最小水平應(yīng)力的方向可能專業(yè)資料轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳白畲笏綉?yīng)力方向， 而初始最大水平應(yīng)力的方向則變?yōu)槟壳白钚∷綉?yīng)力方向。因此，重復(fù)壓裂可以形成新的裂縫。把重復(fù)壓裂前井筒及裂縫附近的總應(yīng)力場(chǎng)看作以下四種應(yīng)力場(chǎng)的疊加：(1) 原地應(yīng)力場(chǎng)也就是未擾動(dòng)的原始地應(yīng)力場(chǎng)；(2) 初次人工裂縫所誘導(dǎo)的應(yīng)力場(chǎng)；(3) 孔隙壓力變化所誘導(dǎo)的應(yīng)力場(chǎng)；

15、(4) 溫度場(chǎng)變化所誘導(dǎo)的應(yīng)力場(chǎng)。由上可見，重復(fù)壓裂井中的應(yīng)力場(chǎng)分布決定了重復(fù)壓裂新裂縫產(chǎn)生的最佳時(shí)機(jī)、起裂位置和方位、新裂縫延伸方向和延伸軌跡以及新裂縫的裂縫長(zhǎng)度等。3 現(xiàn)階段延長(zhǎng)區(qū)域油田實(shí)現(xiàn)鋒內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂的地質(zhì)條件1延長(zhǎng)油田地層儲(chǔ)量豐富；延長(zhǎng)油田截止 2013 年底探明含油面積： 989.86km 2，探明地質(zhì)儲(chǔ)量：5.0592 108t ，動(dòng)用含油面積580km 2，動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量3.4189 108 t，可采儲(chǔ)量0.8303 108t ，采收率 24.6 ，剩余可采儲(chǔ)量0.4451 10 8t。2延長(zhǎng)油藏低滲透儲(chǔ)層微裂縫較為發(fā)育；通過對(duì)該油田 33 口井的巖石觀察，有14 口井見到裂縫。其

16、中有8 口井見到垂直縫，多數(shù)為一條縫，縫長(zhǎng)30-lOOcm ，開啟縫寬 0.3-1.Omm 。水平縫多為成巖縫，呈組合出現(xiàn)，出現(xiàn)水平縫的砂層厚度一般為5-lOcm ，縫長(zhǎng)小于 1cm ，開啟縫寬 0.3-0.6mm ，裂縫密度 2 條/cm 。在薄片觀察中也發(fā)現(xiàn)有含量在0.1O.5 的微裂縫。在油藏的形成過程中，裂縫提供了油氣運(yùn)移的通道。裂縫的存在控制了油氣富集和油氣的產(chǎn)量，而且改善了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能。3延長(zhǎng)油藏儲(chǔ)層水平地應(yīng)力差較小，僅1-7MPa 左右。較小的水平應(yīng)力差專業(yè)資料可使在較低的縫內(nèi)凈壓力情況下產(chǎn)生新裂縫的開啟；4該油藏低滲透儲(chǔ)層上下泥巖層遮擋條件較好，從壓裂前后井溫測(cè)井、裂縫監(jiān)測(cè)結(jié)

17、果都可反映出，水力壓裂所形成的裂縫高度基本被控制在儲(chǔ)層范圍內(nèi)。以上這些儲(chǔ)層條件為實(shí)現(xiàn)縫內(nèi)轉(zhuǎn)向提供了較為有利的技術(shù)基礎(chǔ)。4 影響縫內(nèi)轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂效果的因素分析目前，隨著延長(zhǎng)油田的深入開發(fā)以及近幾年的縫內(nèi)轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂的實(shí)施，分析認(rèn)為要提高縫內(nèi)轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂效果，就必須從選井選層、 方案設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工等多方面進(jìn)行充分考慮， 才能提高措施的有效率。 經(jīng)認(rèn)真分析總結(jié)， 認(rèn)為影響縫內(nèi)轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂效果的因素主要有以下幾點(diǎn)：4.1 油層物性和油層有效厚度是一口井地層狀況的直接反映，是制約重復(fù)壓裂效果的主要因素。 對(duì)于低滲透油田來說， 油層物性的好壞決定了流體在儲(chǔ)層中的流動(dòng)能力，同時(shí)對(duì)于同一區(qū)塊油層有效厚度大的井

18、，其地質(zhì)儲(chǔ)量也就比較豐富，剩余可采儲(chǔ)量相對(duì)較高，其重復(fù)壓裂增產(chǎn)的潛力也就越高。在2014 年重復(fù)壓裂井中，目前除延 441 和安 7-1 井實(shí)施暫堵重復(fù)壓裂后無效以外，其它幾口井措施后都保持較好的效果。 下表 3 是 2014 年實(shí)施縫內(nèi)轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂的6 口井的油層基本情況。表 32014 年實(shí)施縫內(nèi)轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂的6 口井的油層基本情況專業(yè)資料為了分析清楚以上6 口井增產(chǎn)的效果，選取 6 口井措施后的月平均產(chǎn)量進(jìn)行對(duì)比，如表 4 所示。表 4 延長(zhǎng)油田 2014 年實(shí)施縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂效果統(tǒng)計(jì)表從上表 4 可以看出，目前除延441 和安 7-1 井措施后產(chǎn)液量較措施前變化不明顯外，其它4 口井的產(chǎn)

19、液量都有大幅度增加，其增油效果也比較明顯。對(duì)以上 6 口井的油層物性進(jìn)行對(duì)比，延441 井的油層物性比較差，其滲透率僅為 0.16mD ，油層有效厚度為7.4m ，從措施后的生產(chǎn)過程可以看出，該井措施后初期產(chǎn)量較好，后產(chǎn)量迅速下降，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間短，目前日產(chǎn)液1.73m 3 ，日產(chǎn)油 1.22t ，日增油 0 噸，說明油層物性和油層有效厚度是影響重復(fù)壓裂效果的一個(gè)重要因素 。4.2 油井措施前含水情況反映了該井的注采情況和重復(fù)壓裂后裂縫的形態(tài)。我們有一口井在措施前含水達(dá)到了27.4%，因此造成重復(fù)壓裂后該井的含水也比較高，影響了增油效果。 下圖是該井壓裂井的井下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)壓裂全過程壓力、溫度隨時(shí)間變

20、化曲線圖。專業(yè)資料從圖中不難看出， 該井在壓裂過程中， 壓力上升幅度特別小， 因而增產(chǎn)幅度也不是特別大， 分析其原因主要是因?yàn)樵搲毫丫趯?shí)施措施前油層含水太高，因而影響了壓裂過程中暫堵壓力的上升。因此重復(fù)壓裂井在措施前選井時(shí)要充分考慮油井的含水高低，通過統(tǒng)計(jì)，一般油井含水率大于30 的井，由于其井網(wǎng)的不規(guī)則性以及注水過程中水驅(qū)的特征，使裂縫主向和側(cè)向的油井見水速度不同。對(duì)于措施前裂縫主向注水見效比較明顯的井，在選井時(shí)要慎重選擇。 因而重復(fù)壓裂選井時(shí)要充分考慮該井在重復(fù)改造前含水上升的問題，以提高措施效率。4.3 油井的剩余可采儲(chǔ)量是油井增產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。延長(zhǎng)油田經(jīng)過多年的開發(fā)， 隨著油井的采出程

21、度的增加， 剩余可采儲(chǔ)量不斷減少，對(duì)重復(fù)壓裂的增產(chǎn)也帶來的困難。目前延長(zhǎng)油田總體上處于開發(fā)中期，但是由于各區(qū)塊油井可采出程度的不同，也造成了各區(qū)塊重復(fù)壓裂效果上的差異。延 441 井是延長(zhǎng)油田志丹縣的一口重復(fù)壓裂井，于2014 年 6 月 30 日進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)施工，加入暫堵劑后壓力上升了7MPa ，實(shí)現(xiàn)了縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂工藝的設(shè)計(jì)專業(yè)資料思路。圖 5 是延 441 壓裂井的壓裂前期壓力、溫度隨時(shí)間變化曲線，圖6 是延441 壓裂井的提高排量和加入暫堵劑后的壓力、溫度變化曲線。圖 5 延 441 并壓裂前期壓力、溫度隨時(shí)問變化曲線圖 6 延 441 井提高排量和加入暫堵劑后的壓力、溫度隨時(shí)問變化曲線對(duì)

22、比圖 5 和圖 6 可以得出：由于排量的提高和暫堵劑的加入， 壓裂過程壓力波動(dòng)較大，出現(xiàn)多次壓力峰值，提高排量和暫堵劑加入初期壓力峰值為45.991MPa ，結(jié)束二次峰值為46.788MPa 、46.974MPa 。提高排量和暫堵劑的加入井下壓力變化明顯，壓力的提高和變化有利于改善人工裂縫和提高布砂質(zhì)專業(yè)資料量。分析延 441 井實(shí)施暫堵壓裂后，壓力上升快的原因主要是因?yàn)樵搲毫丫牡貙訅毫ο禂?shù)比較大， 油井的剩余可采儲(chǔ)量比較豐富。經(jīng)過計(jì)算， 該井的地層壓力系數(shù)達(dá)到了 0.9504 ，因此經(jīng)過改造措施后，增產(chǎn)幅度特別大，日增油達(dá)到了2.54t 。延 441 壓裂井的地層壓力系數(shù)為0.9727 ，

23、日增油也達(dá)到了2.94t 。因此，油井的剩余可采儲(chǔ)量是油井增產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。5 暫堵劑優(yōu)選5.1 暫堵劑堵橋原理暫堵劑是以顆粒材料橋堵原理為依據(jù)開發(fā)的縫內(nèi)轉(zhuǎn)向材料，在重復(fù)壓裂施工中加入暫堵劑后， 由于水力壓裂裂縫在井筒附近動(dòng)態(tài)縫寬最大，距離井越遠(yuǎn)裂縫寬度越來越小， 當(dāng)暫堵劑和支撐劑同時(shí)以一定比例進(jìn)入壓裂裂縫后，在支撐劑剛性和暫堵劑塑性的共同作用下，暫堵劑固體顆粒粒徑大于裂縫動(dòng)態(tài)寬度的1/3-2/3時(shí)，暫堵劑固體顆粒就會(huì)在該處形成橋堵，并擋住后續(xù)暫堵劑顆粒前進(jìn)的道路形成堆積， 隨著后續(xù)暫堵劑的繼續(xù)加入， 產(chǎn)生橋堵和堆積的暫堵劑顆粒越來越多，在裂縫主通道形成一定厚度和長(zhǎng)度的堵塞帶，阻礙和限制了裂縫的

24、繼續(xù)延伸和發(fā)展，處于井筒和堵塞帶之間的裂縫體積內(nèi)隨后續(xù)攜砂液的繼續(xù)加入，裂縫凈壓力不斷升高， 當(dāng)裂縫內(nèi)凈壓力達(dá)到微裂縫開啟壓力或新縫破裂壓力時(shí)，微裂縫或新縫就會(huì)開啟， 隨后續(xù)攜砂液的繼續(xù)加入， 微裂縫或新縫就會(huì)延伸和擴(kuò)展成為新的支裂縫。顆粒材料橋堵原理認(rèn)為， 當(dāng)架橋粒子粒徑d 與孔隙平均孔徑D的 132 3 匹配時(shí)，即： d1 3D2 3D 地層孔喉處的橋堵最為穩(wěn)定，如圖7所示。專業(yè)資料圖 7 橋堵示意圖借用固相顆粒在地層孑L 喉架橋的屏蔽橋堵原理， 當(dāng)固相粒子的尺寸為裂縫寬度尺寸的 2/3 時(shí)，可穩(wěn)定架橋于堵塞裂縫， 當(dāng)固相粒子尺寸為裂縫寬度的1/3時(shí)，固相粒子可深入裂縫內(nèi)部堆積形成橋塞。兩

25、者結(jié)合， 便能有效而牢固的橋堵住孔隙。依據(jù)橋堵原理，結(jié)合水力壓裂實(shí)際情況， 利用暫堵劑塑性和支撐劑剛性，通過水力壓裂施工參數(shù)控制， 實(shí)現(xiàn)水力壓裂縫內(nèi)橋堵， 從而實(shí)現(xiàn)提高水力壓裂裂縫凈壓力的目的。5.2 縫內(nèi)暫堵劑的選擇縫內(nèi)暫堵劑是決定縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂工藝是否成功的關(guān)鍵，依靠縫內(nèi)暫堵劑實(shí)現(xiàn)裂縫延伸的暫時(shí)停止， 達(dá)到在裂縫內(nèi)某一位置實(shí)現(xiàn)裂縫轉(zhuǎn)向的目標(biāo)。縫內(nèi)暫堵劑性能應(yīng)滿足以下條件：(1) 縫內(nèi)暫堵劑能在一定溫度下軟化，在一定壓力下易變形。即能與老裂縫中的殘留固相、壓裂液中的支撐劑一起形成理想封堵。(2) 要求縫內(nèi)暫堵劑有良好的粘彈性，可溶于原油或地層水，殘余在縫中的暫堵劑易返排，保證泄油通道暢通?？p內(nèi)

26、暫堵劑是實(shí)現(xiàn)人工提升裂縫內(nèi)壓力的主要材料， 通過大量的室內(nèi)試驗(yàn)和專業(yè)資料材料研究，認(rèn)為油溶性縫內(nèi)暫堵劑比較適用于長(zhǎng)慶油田中低溫地層條件下使用。因?yàn)橛腿苄钥p內(nèi)暫堵劑具有不粘泵、易泵送、封堵效果好、油溶性好、易返排無傷害的技術(shù)特點(diǎn)。5.3 暫堵劑優(yōu)選室內(nèi)評(píng)價(jià)室內(nèi)對(duì) A 、B 和 C 三種用于縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂的暫堵劑進(jìn)行了性能評(píng)價(jià)?？p內(nèi)暫堵劑所要具備的主要物理性能是：(1) 常溫下縫內(nèi)轉(zhuǎn)向劑為固體顆粒，具有一定的硬度和強(qiáng)度，受力情況下呈現(xiàn)脆性破壞，不粘泵；(2) 當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)，轉(zhuǎn)向劑顆粒軟化，在受力時(shí)出現(xiàn)塑性變形；(3) 隨水力壓裂排液和抽汲過程，縫內(nèi)暫堵劑可完全溶解后排出。為了明確這三種暫堵劑的

27、各項(xiàng)性能指標(biāo)， 在室內(nèi)模擬地層條件下對(duì)它們進(jìn)行了各個(gè)方面的性能測(cè)試，主要包括熱穩(wěn)定性、配伍性、壓力模擬、溶解性、返排能力及封堵能力等。5.4 常規(guī)性能測(cè)試首先，對(duì)三種暫堵劑的常規(guī)性能進(jìn)行了測(cè)試，主要包括暫堵劑的密度、 軟化點(diǎn)、熔化點(diǎn)、溶解能力及顏色等，所測(cè)結(jié)果見表4和圖 8所示。表 4 三種暫堵劑常規(guī)性能表專業(yè)資料圖 8 暫堵劑外觀圖為了實(shí)現(xiàn)油層保護(hù)，降低壓裂傷害，并能成功實(shí)現(xiàn)縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂工藝技術(shù)，壓裂液的性能是一項(xiàng)主要的性能指標(biāo)，它的流變性和攜砂性決定著裂縫內(nèi)砂堤的形成時(shí)機(jī)及施工的規(guī)模能力。室內(nèi)根據(jù)延長(zhǎng)油田儲(chǔ)層特點(diǎn)，改變油層的溫度、 物性及流體性質(zhì)， 研究出與該工藝技術(shù)相匹配的、適合延長(zhǎng)油田

28、儲(chǔ)層壓裂的低傷害壓裂液配方體系。 壓裂施工表明該壓裂液體系具有傷害率低、抗剪切的特性， 完全可滿足水力壓裂施工要求。6 暫堵壓裂技術(shù)指標(biāo)老油田經(jīng)過多年開采以后， 一些老油井原來的人工壓裂裂縫根本沒有可以重新挖掘的可能， 針對(duì)這類油井， 只有在老油田進(jìn)行轉(zhuǎn)向重新壓裂改造，壓出新的裂縫，這樣就可以擴(kuò)大人工裂縫的掃油面積，最終才能提高產(chǎn)油量。 近幾年來國(guó)內(nèi)外許多大型油田采用了一些新的壓裂技術(shù)和施工方案以及裂縫和壓力、溫度觀測(cè)手段，研究了轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂可以形成新裂縫的可能性。大量?jī)?chǔ)層轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂專業(yè)資料的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明：有80 的儲(chǔ)油層形成了新的裂縫，并且增產(chǎn)效益特別顯著。我公司在進(jìn)行轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂時(shí)使用的

29、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)都是采用北京派尼爾斯石油工程技術(shù)有限公司的嵌入式人工裂縫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，經(jīng)過多年的技術(shù)實(shí)施證明：該裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)是可行的。6.1 裂縫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)水力壓裂是改造低滲透油氣藏的重要手段，通過壓裂可在地下形成人工裂縫，改善地層的滲流條件、 疏通堵塞，提高油井的產(chǎn)能。 壓裂以后是否產(chǎn)生裂縫，產(chǎn)生裂縫有多長(zhǎng)， 裂縫朝哪個(gè)方向延伸， 壓裂井是否會(huì)和周圍的水井連通，發(fā)生水淹、水竄現(xiàn)象，這些問題以前都無法即時(shí)直接地解決。水力壓裂時(shí)，在射孔位置，當(dāng)迅速升高的井筒壓力超過巖石抗壓強(qiáng)度，巖石遭到破壞，形成裂縫，裂縫擴(kuò)展時(shí)，必將產(chǎn)生一系列向四周傳播的微震波，微震波被布置在被監(jiān)測(cè)井周圍的A 、 B、 C 、D

30、.等監(jiān)測(cè)分站接收到，根據(jù)各分站的到時(shí)差形成一系列的方程組，求解這一系列方程組， 就可確定微震震源位置， 再由微震震源的空間分布可以描述人工裂縫輪廓， 最后由計(jì)算機(jī)上配置的專門的數(shù)據(jù)采集軟件(DAQ) 、數(shù)據(jù)文件管理軟件 (BROW) 和數(shù)據(jù)文件處理軟件 (DSP)來對(duì)收集到的微地震信號(hào)進(jìn)行處理，進(jìn)而給出裂縫的方位、長(zhǎng)度、高度、產(chǎn)狀及地應(yīng)力方向等地層參數(shù)。如下圖9和圖 10所示。專業(yè)資料圖 9 壓裂井裂縫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)原理圖圖 10 分站布置圖現(xiàn)場(chǎng)采用 A 、 B、C 、D 、 E、F 六個(gè)監(jiān)測(cè)分站對(duì)微地震信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每個(gè)監(jiān)測(cè)分站專門安設(shè)一個(gè)接受微地震信號(hào)的三分量拾震器，由地震波到達(dá)拾震器的時(shí)差

31、可以確定震源到分站的距離。專業(yè)資料6.2 監(jiān)測(cè)工藝整個(gè)監(jiān)測(cè)工程分三步， 第一步為收集相關(guān)資料； 第二步為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)； 第三步為數(shù)據(jù)分析與處理，獲得完整解釋情況。6.2.1 監(jiān)測(cè)工程需以下資料：(1) 構(gòu)造井位圖(2) 地層傾角及井斜數(shù)據(jù)(3) 基本數(shù)據(jù)(4) 測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)(5) 壓裂施工方案6.2.2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)流程如下圖11 所示。圖 11 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)流程圖6.2.3 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)束后根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析與處理，提供詳盡的解釋數(shù)據(jù)。專業(yè)資料7 壓力、溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)7.1 技術(shù)簡(jiǎn)介、特點(diǎn)及用途壓裂是低滲油氣藏提高油氣井產(chǎn)能的重要手段，如何優(yōu)化壓裂設(shè)計(jì)方案、 逐步提高壓裂施工效果是每位地質(zhì)、工程人員所關(guān)

32、心的。 而這就要求每口壓裂井的現(xiàn)場(chǎng)壓裂數(shù)據(jù)要齊全、 真實(shí)、可信并且便于分析。 目前用于壓裂施工分析的主要是井口記錄的壓力等數(shù)據(jù)， 然后通過估算摩阻獲得井底的壓力數(shù)據(jù)。實(shí)際上受壓裂液、支撐劑、排量、砂比等的影響，摩阻是個(gè)動(dòng)態(tài)值，是很難計(jì)算獲得的，因此也很難獲得井底真實(shí)壓力， 因此壓裂分析的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏差，進(jìn)而影響到壓裂工程的改進(jìn)與提高。為此，我們研制開發(fā)了井下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。井下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括壓力、溫度測(cè)試及控制部分，耐高壓、耐高溫，并且具有大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。將井下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置后， 隨管柱下入井中， 在軟件控制下， 該裝置在預(yù)先設(shè)定時(shí)間按預(yù)定的采樣頻率開始采集井底壓力、溫度數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)起

33、來。 壓裂結(jié)束取出該裝置后，通過數(shù)據(jù)回放， 可獲得從下管柱開始到起管柱結(jié)束整個(gè)施工過程真實(shí)的井底壓力、溫度數(shù)據(jù)，從而便于工程技術(shù)人員分析并優(yōu)化壓裂工藝設(shè)計(jì)，便于管理人員監(jiān)督施工全過程，分析施工時(shí)效。壓裂井下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)填補(bǔ)了水力壓裂工藝井下各種參數(shù)錄取的空白，可提高對(duì)儲(chǔ)層的認(rèn)識(shí)， 可提供準(zhǔn)確的參數(shù)用于壓裂技術(shù)分析，對(duì)壓裂設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化具有深遠(yuǎn)的意義。壓裂井下監(jiān)測(cè)技術(shù)，井下工具簡(jiǎn)單，不產(chǎn)生節(jié)流，可滿足大排量施工，不影響測(cè)井、測(cè)試施工。該技術(shù)可以全過程(下壓裂管柱、等壓裂、壓裂、關(guān)井恢復(fù)、放噴、求產(chǎn)起壓裂管柱)錄取井底壓力、溫度的變化情況。特別對(duì)封上壓下、 C02 泡沫、增能壓裂井，能了解真實(shí)的井

34、底溫度、壓力變化。用專業(yè)資料井底壓力進(jìn)行小型壓裂測(cè)試解釋，解釋結(jié)果更加可靠。 可對(duì)下壓裂管、起壓裂管、壓裂施工、放噴的作業(yè)施工進(jìn)行監(jiān)督，準(zhǔn)確的分析作業(yè)時(shí)效。分析不同的儲(chǔ)層、不同的季節(jié)，特別是冬天壓裂施工井底的溫度變化情況，在壓裂工藝制定措施時(shí)，采取合理的、 必要的預(yù)防原油結(jié)蠟措施和破膠措施。壓裂結(jié)束， 抽吸后若未起壓裂管柱繼續(xù)進(jìn)行井底壓力監(jiān)測(cè)，則獲得的數(shù)據(jù)還可用于試井分析。7.2 儀器的安裝及技術(shù)指標(biāo)(1) 儀器長(zhǎng)度： 081Om主體為 3”平式油管，兩端配有25”外加厚油管變徑接箍。(2) 測(cè)試儀器為加拿大進(jìn)口存儲(chǔ)式壓力溫度計(jì)。壓力量程： 13Psi20000Psi； O 1 加 Pa136

35、MPa壓力誤差：士 O 03FS士 6 OPsi溫度量程： 0150( )(12)溫度誤差：士 05最大存儲(chǔ)量： 50 萬組(3) 儀器安裝： (見圖 12)專業(yè)資料圖 12 溫度、壓力監(jiān)測(cè)儀器安裝圖8 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例 -安 246-27 井8.1 壓裂的基本情況專業(yè)資料8.1.1 壓裂基本數(shù)據(jù)該井該井位于安 83 致密油區(qū)， 2014 年 6 月投注長(zhǎng) 72 層，與安平 13 注采對(duì)應(yīng)， 2015 年 5 月觀察安平 13 含水停注， 2015 年 10 月恢復(fù)周期注水后仍導(dǎo)致安平 13 見水停注至今，累計(jì)注水5131m 3。該井長(zhǎng) 72 層測(cè)井解釋油層12.3m ，油層厚度大，含油性好， 2

36、014 年對(duì)該區(qū)26 口注水井實(shí)施體積壓裂注采初期單井產(chǎn)能2.6t ，180 天后平均單井產(chǎn)能1.15t ，轉(zhuǎn)采井 180 天階段平均單井累產(chǎn)油323t ，效果好。從整體開發(fā)效果來看，該區(qū)井網(wǎng)適應(yīng)性較差，同時(shí)，為了更好的動(dòng)用剩余地質(zhì)儲(chǔ)量，有效提高采收率，現(xiàn)對(duì)該井實(shí)施前置酸壓裂轉(zhuǎn)采，提高致密油開發(fā)效果。2014-06-0水泥返深 (m)75.00最大井斜 ( o)28.63最大井斜下深 (m)1035.00完井日期6完鉆井深套補(bǔ)距 (m)5.00投注日期2011-07-12固井質(zhì)量合格2347.00(m)人工井底套管深度 (m) 2335.38累計(jì)注水 (m 3)51312335.00(m)套管

37、外徑139.70 (mm) 壁厚 7.72 (mm)內(nèi)徑124.26 (mm) 鋼級(jí) J552188.382190.862201.942213.032224.252235.522246.942258.412269.60228套管接箍位置0.81(m)2303.502314.972292.32油井的基本數(shù)據(jù)8.1.2 本次施工油層數(shù)據(jù)滲透率電阻率聲波時(shí)泥質(zhì)含含油飽厚度孔隙度差厚度(10-32量和度綜合解釋射孔段 (m)層位 油層井段 (m)m （m（ %）（ s/m(m)（ m ）)）（%）（%）頂深底深頂深底深2286.2289.0.2057.9010.80220.9014.8466.3522

38、86.2289.53.0長(zhǎng) 722.8油層5532291.2300.0.1350.909.51212.9911.1962.962292.2300.08.039.5油層082301.2302.0.1153.408.85209.7914.8163.0780.9差油層7專業(yè)資料2307.2311.3.90.2143.2010.83221.5515.9262.84差油層108.1.3 壓裂施工參數(shù)壓裂方式：油套同注壓裂管柱結(jié)構(gòu)（自下而上）：73mm斜尖（ 2284.0 0.5m ）+ 27/ 8 外加厚油管至井口管壁厚外徑抗拉抗內(nèi)壓抗外擠柱內(nèi)徑接箍重量尺寸鋼級(jí)(mm(mm強(qiáng)度強(qiáng)度強(qiáng)度類(mm)外徑(K

39、g/m)(kN)(MPa)(MPa)型套95/ 8J558.94226.62244.553.57/24.313.9管51/ 2J557.72124.3139.725.3/36.733.9油27/ 8N805.5162.073.09.67474.072.976.9管31/ 2N805.4977.9114.388.959.672.6壓裂施工參數(shù)預(yù)計(jì)破裂壓力（MPa ）30預(yù)計(jì)工作壓力（MPa ）15-20施工最高限壓（MPa ）油 45，套 30試泵壓力（ MPa ）45支撐劑類型及規(guī)格支撐劑類型生產(chǎn)廠家粒徑（ mm ）視密度真密度20-40目石英砂長(zhǎng)慶昌潤(rùn)0.425-0.851.622.6440

40、-70目石英砂長(zhǎng)慶昌潤(rùn)0.243-0.4251.652.6516/30目固結(jié)砂/1.50/8.1.4 措施要求（1）采用試壓鉆具對(duì)套管進(jìn)行試壓，按照10-15-20-25-30MPa的順序逐步提升壓力，每個(gè)階段穩(wěn)壓 3 分鐘，壓降小于 0.50MPa 為合格，否則重新選井。（2）縫內(nèi)暫堵壓裂長(zhǎng)72 層 2286.5-2289.5m ，2292.0-2300.0m ，加砂 80m3（ 40-70 目 10 方，20-40 目 65 方，16-30 目固結(jié)砂 5 方），排量 8.0m3/min （油管排量 3.0m3 ，套管排量 5.0m3 ）,砂比 12.7%；暫堵劑量： 600kg 。（3）壓

41、裂后徹底排液。專業(yè)資料（4）措施前后取全取準(zhǔn)各項(xiàng)地質(zhì)資料，便于效果分析。8.1.5 施工準(zhǔn)備1、50m3 儲(chǔ)液罐 23 具， 30m3 交聯(lián)罐 1 具,清水 1180m3, （其中胍膠基液 300m3 ，滑溜水 800m3 ，活性水 50m3 ，交聯(lián)劑 30m3 。）2、井口采用 KQ65-70 型采油井口，油管用上法蘭懸掛式聯(lián)接。3、施工車輛： 2500 型主壓車 6 臺(tái)， HSC-60B 混砂車 2 臺(tái)，運(yùn)砂車 8 臺(tái)拉砂 80m3 （40-70 目 10 方，20-40 目 65 方， 16-30 目固結(jié)砂 5 方），ACF-700型1臺(tái)。8.1.6 工作液準(zhǔn)備：液體類型配 方數(shù)量 (m 3)活性水清水 +0.3%CF-5D+0.3%COP-1+1.0%KCL50.0滑溜水清水+0.08%CJ2-6+0.5%CF-5D+1.0%KCL800.0+0.3%COP-1+0.1%CJSJ-3清水基液+0.35%CJ2-6+0.5%CF-5D+1.0%KCL+0.3%COP-1+0.1%CJSJ-3300.0交聯(lián)液清水 +0.4% 硼砂 +0.4%APS30.0交聯(lián)比100 ： 8-12 （最佳交聯(lián)比現(xiàn)場(chǎng)確定）8.1.7 化工料準(zhǔn)備 :名稱設(shè)計(jì)量 Kg名稱設(shè)計(jì)量 Kg名稱設(shè)計(jì)量 KgCJ2-61690CF-