重復(fù)壓裂技術(shù)2.

1、重 復(fù) 壓 裂 技 術(shù)一、重復(fù)壓裂的定義一、重復(fù)壓裂的定義二二.前期壓裂井失效原因前期壓裂井失效原因 針對(duì)低滲透油氣藏的地質(zhì)特點(diǎn)，一般采用水力壓裂來(lái)提高油井產(chǎn)量。當(dāng)油針對(duì)低滲透油氣藏的地質(zhì)特點(diǎn)，一般采用水力壓裂來(lái)提高油井產(chǎn)量。當(dāng)油井在采油的中后期第一次采用水力壓裂后，其效果可能有兩種：井在采油的中后期第一次采用水力壓裂后，其效果可能有兩種：(1)水力壓裂失效，油井不能增產(chǎn)或增產(chǎn)不明顯；水力壓裂失效，油井不能增產(chǎn)或增產(chǎn)不明顯；(2)水力壓裂后，油井增產(chǎn)明顯，但到采油后期，油井產(chǎn)量又明顯減少。而導(dǎo)水力壓裂后，油井增產(chǎn)明顯，但到采油后期，油井產(chǎn)量又明顯減少。而導(dǎo)致這種結(jié)果的原因通常主要有以下幾種：致

2、這種結(jié)果的原因通常主要有以下幾種：壓裂液大量濾失造成早期脫砂；壓裂規(guī)模太小，裂縫長(zhǎng)度太短，對(duì)產(chǎn)層壓裂液大量濾失造成早期脫砂；壓裂規(guī)模太小，裂縫長(zhǎng)度太短，對(duì)產(chǎn)層穿透率低；壓裂液殘?jiān)推颇z不徹底，對(duì)裂縫造成傷害，或者在生產(chǎn)過(guò)程穿透率低；壓裂液殘?jiān)推颇z不徹底，對(duì)裂縫造成傷害，或者在生產(chǎn)過(guò)程中粘土或巖石顆粒的運(yùn)移造成裂縫堵塞，從而降低地層的滲透率；化學(xué)結(jié)中粘土或巖石顆粒的運(yùn)移造成裂縫堵塞，從而降低地層的滲透率；化學(xué)結(jié)垢和沉積引起堵塞。地層水中存在結(jié)垢離子，如垢和沉積引起堵塞。地層水中存在結(jié)垢離子，如Ca2+、HCO3-等，在油井生等，在油井生產(chǎn)過(guò)程中由于壓力降低而結(jié)垢；隨著開(kāi)采時(shí)間增加，支撐劑在較高

3、的閉合產(chǎn)過(guò)程中由于壓力降低而結(jié)垢；隨著開(kāi)采時(shí)間增加，支撐劑在較高的閉合應(yīng)力作用下破碎率增加或者嵌入到裂縫壁面，從而減小裂縫寬度，降低了裂應(yīng)力作用下破碎率增加或者嵌入到裂縫壁面，從而減小裂縫寬度，降低了裂縫導(dǎo)流能力?？p導(dǎo)流能力。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 重要法則：重要法則：選井條件：選井條件：分別從油藏性質(zhì)與完井效率分析油氣井動(dòng)態(tài)分別從油藏性質(zhì)與完井效率分析油氣井動(dòng)態(tài)，潛力井為高滲透率且具有高表皮系數(shù)的井。，潛力井為高滲透率且具有高表皮系數(shù)的井。分析方法：分析方法：比 較 生 產(chǎn) 動(dòng) 態(tài) 法構(gòu)成認(rèn)定法生產(chǎn)樣板曲線擬合法 生產(chǎn)樣板曲線是由計(jì)算結(jié)果繪制成的系列生產(chǎn)樣板曲線是由計(jì)算結(jié)果繪制成的

4、系列圖版。雙對(duì)數(shù)座標(biāo)上無(wú)因次產(chǎn)量與無(wú)因次時(shí)間圖版。雙對(duì)數(shù)座標(biāo)上無(wú)因次產(chǎn)量與無(wú)因次時(shí)間形成包括半縫長(zhǎng)、滲透率、有效厚度參數(shù)在內(nèi)形成包括半縫長(zhǎng)、滲透率、有效厚度參數(shù)在內(nèi)的若干曲線，系列圖版中有油氣藏形狀、表皮的若干曲線，系列圖版中有油氣藏形狀、表皮系數(shù)及可變壓縮系數(shù)、粘度對(duì)油氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)系數(shù)及可變壓縮系數(shù)、粘度對(duì)油氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)影響的各種圖版。將油氣井產(chǎn)量隨時(shí)間的變化影響的各種圖版。將油氣井產(chǎn)量隨時(shí)間的變化繪制于圖版相同的座標(biāo)系上，與系列圖版相對(duì)繪制于圖版相同的座標(biāo)系上，與系列圖版相對(duì)比，擬合較好的參數(shù)，即油氣井的實(shí)際參數(shù)，比，擬合較好的參數(shù)，即油氣井的實(shí)際參數(shù)，如表皮系數(shù)的大小、滲透率的高低等。如

5、此可如表皮系數(shù)的大小、滲透率的高低等。如此可分析出壓裂井動(dòng)態(tài)的影響因素。分析出壓裂井動(dòng)態(tài)的影響因素。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 此方法的不足之處首先它是對(duì)單層研制出來(lái)此方法的不足之處首先它是對(duì)單層研制出來(lái)的，用于多層可能使分析結(jié)果失去正確性；其的，用于多層可能使分析結(jié)果失去正確性；其次是由于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性以及輸出數(shù)據(jù)的次是由于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性以及輸出數(shù)據(jù)的相互依賴性，很難得出唯一的結(jié)果，最后，使相互依賴性，很難得出唯一的結(jié)果，最后，使用此法需要知道每口井油氣層的有效厚度，這用此法需要知道每口井油氣層的有效厚度，這樣就需要大量的解釋工作，以及對(duì)巖性的評(píng)價(jià)樣就需要大量的解釋工作，以及對(duì)巖性的評(píng)價(jià)工作，從

6、而增加了費(fèi)用。工作，從而增加了費(fèi)用。（井位置，結(jié)構(gòu)和完井?dāng)?shù)據(jù)）（進(jìn)行優(yōu)選進(jìn)程）（方法 分析）（方法 分析）（方法 分析）（平面文件）（數(shù)據(jù)庫(kù)）測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)（依據(jù)井深）減少單井值數(shù)據(jù)綜合，初步優(yōu)選單井檢查，題診斷，方設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)候選驗(yàn)證測(cè)試最終候選確定壓力，瞬時(shí)壓力，巖心，地震等其它數(shù)據(jù)（通常不全）生產(chǎn)數(shù)據(jù)（依據(jù)時(shí)間）減少單井值數(shù)據(jù)（方法）（描述）（需要數(shù)據(jù)）（數(shù)據(jù)來(lái)源）（預(yù)測(cè)性能比較）（井位；時(shí)間-生產(chǎn)數(shù)據(jù)）（公共數(shù)據(jù)庫(kù)）（模式識(shí)別技術(shù)）（地質(zhì)/儲(chǔ)層；鉆井/完井；增產(chǎn)；修井）（操作井文件）（生產(chǎn)類(lèi)型曲線擬合）（巖石物理；儲(chǔ)層特性）（測(cè)井解釋；試井） 對(duì)綠河盆地恩羅昂油氣公司經(jīng)營(yíng)的約對(duì)綠河盆地恩羅

7、昂油氣公司經(jīng)營(yíng)的約300300口開(kāi)口開(kāi)采弗蘭蒂爾地層進(jìn)行復(fù)壓選井。采弗蘭蒂爾地層進(jìn)行復(fù)壓選井。儲(chǔ)層性質(zhì)見(jiàn)下表：儲(chǔ)層性質(zhì)見(jiàn)下表：（盆地）（格林河盆地）（皮申斯盆地）（東德克薩斯州盆地）（測(cè)試地點(diǎn)）（形成）（邊境）（一條河的名字）（柯頓維利河流三角洲）（頂部平均深度）（原始地層壓力）（厚度（總厚度/凈厚度）（滲透率）（典型回收）（10-90%）結(jié)果表明：結(jié)果表明： 經(jīng)上述分析后，再對(duì)可能屬于經(jīng)上述分析后，再對(duì)可能屬于15%-20%15%-20%的應(yīng)優(yōu)先考慮的候選井進(jìn)行審查。其目的的應(yīng)優(yōu)先考慮的候選井進(jìn)行審查。其目的是確定它們?cè)趶?fù)壓中可能出現(xiàn)的其它情況，是確定它們?cè)趶?fù)壓中可能出現(xiàn)的其它情況，從而制定

8、出復(fù)壓步驟與設(shè)計(jì)。確定出要進(jìn)從而制定出復(fù)壓步驟與設(shè)計(jì)。確定出要進(jìn)行復(fù)壓的目的層，設(shè)計(jì)好施工步驟，即可行復(fù)壓的目的層，設(shè)計(jì)好施工步驟，即可估算所需費(fèi)用，及進(jìn)行增產(chǎn)量預(yù)測(cè)。估算所需費(fèi)用，及進(jìn)行增產(chǎn)量預(yù)測(cè)。 最后對(duì)復(fù)壓井進(jìn)行試井，試井步驟要簡(jiǎn)最后對(duì)復(fù)壓井進(jìn)行試井，試井步驟要簡(jiǎn)化，且盡量減少花費(fèi)、節(jié)約時(shí)間?；冶M量減少花費(fèi)、節(jié)約時(shí)間。選井步驟：選井步驟：注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：分析初次壓裂井低產(chǎn)的原因，得到有關(guān)復(fù)分析初次壓裂井低產(chǎn)的原因，得到有關(guān)復(fù)壓方面研究的關(guān)鍵性結(jié)論：壓方面研究的關(guān)鍵性結(jié)論：為了有效地清理填砂裂縫，需要使填砂為了有效地清理填砂裂縫，需要使填砂“流床化流床化”。使天

9、然裂縫漲開(kāi)并沖洗，也是有效清理使天然裂縫漲開(kāi)并沖洗，也是有效清理的一個(gè)重要方面。的一個(gè)重要方面。無(wú)論是填砂裂縫或是天然裂縫中，若存無(wú)論是填砂裂縫或是天然裂縫中，若存在天然氣飽和度，對(duì)清理的有效性會(huì)得到在天然氣飽和度，對(duì)清理的有效性會(huì)得到改善。改善。生產(chǎn)誘生的應(yīng)力場(chǎng)若孔隙壓力所引起應(yīng)力差大于初始若孔隙壓力所引起應(yīng)力差大于初始最大與最小水平壓力差值最大與最小水平壓力差值, ,則復(fù)壓則復(fù)壓后的裂縫垂直于初始裂縫后的裂縫垂直于初始裂縫! ! （誘導(dǎo)應(yīng)力）（原始裂縫）（新的）（老的）（新裂縫）北向不同距離的不同應(yīng)力差北向不同距離的不同應(yīng)力差誘生應(yīng)力差，在數(shù)值誘生應(yīng)力差，在數(shù)值上先增后減上先增后減! !

10、生產(chǎn)誘生的應(yīng)力場(chǎng)（時(shí)間-年）如何確定進(jìn)行復(fù)壓的最佳時(shí)機(jī) ? 復(fù)壓的最佳時(shí)間，應(yīng)該是初次縫很長(zhǎng)，復(fù)壓縫進(jìn)入地區(qū)的孔隙壓力仍然很高的時(shí)期。 生產(chǎn)生產(chǎn)3 3年半后年半后12001200英尺長(zhǎng)裂縫周?chē)目紫秹毫Ψ植加⒊唛L(zhǎng)裂縫周?chē)目紫秹毫Ψ植迹ň嚯x-ft）（距離-ft）生產(chǎn)誘生的應(yīng)力場(chǎng)初始應(yīng)力差較小時(shí)，極易發(fā)生垂向延伸。初始應(yīng)力差較小時(shí)，極易發(fā)生垂向延伸。復(fù)壓的最佳時(shí)間，應(yīng)該是初次縫很長(zhǎng)，復(fù)壓縫進(jìn)入地區(qū)的壓的最佳時(shí)間，應(yīng)該是初次縫很長(zhǎng)，復(fù)壓縫進(jìn)入地區(qū)的孔隙壓力仍然很高的時(shí)期。孔隙壓力仍然很高的時(shí)期。初壓縫長(zhǎng)，將能獲得復(fù)壓轉(zhuǎn)向的極大利益。初壓縫長(zhǎng)，將能獲得復(fù)壓轉(zhuǎn)向的極大利益。 兩個(gè)水平應(yīng)力基本上相等，復(fù)

11、壓裂縫無(wú)疑將會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向。兩個(gè)水平應(yīng)力基本上相等，復(fù)壓裂縫無(wú)疑將會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向。填砂裂縫誘生的應(yīng)力場(chǎng)距縫面距離與誘生應(yīng)力的關(guān)系曲線距縫面距離與誘生應(yīng)力的關(guān)系曲線誘生應(yīng)力誘生應(yīng)力x：x /p = 1- X / 3b 應(yīng)力反轉(zhuǎn)條件應(yīng)力反轉(zhuǎn)條件應(yīng)力反轉(zhuǎn)條件：應(yīng)力反轉(zhuǎn)條件：h +x h +x H+zH+zh h 、HH分別是原來(lái)的分別是原來(lái)的最小與最大水平主應(yīng)力最小與最大水平主應(yīng)力 zz遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于xx可以忽略可以忽略 若v H h ，則老縫是垂直的，新縫也是垂直 的但成正交，如果垂向應(yīng)力是垂直的，井眼也是垂直的，這種結(jié)論可能不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)樾驴p易于順老縫擴(kuò)展。但井眼是傾斜的或應(yīng)力場(chǎng)與垂直成偏角（地層傾斜），上

12、述情況則是可能的。新縫將從不同的孔眼起裂，與原裂縫成某些角度。如果射開(kāi)另外一些層系（煤層），將能增加這種機(jī)會(huì)。 若v H h ，則有利于形成水平裂縫，這種水平裂縫也改變應(yīng)力分布，導(dǎo)致形成第二條垂直縫。 塞布里茲復(fù)壓裂縫轉(zhuǎn)向示意圖塞布里茲復(fù)壓裂縫轉(zhuǎn)向示意圖初壓與復(fù)壓縫的方位圖初壓與復(fù)壓縫的方位圖（壓力反轉(zhuǎn)區(qū)域）（復(fù)壓縫）（初壓縫）（復(fù)壓縫）（各向同性點(diǎn)）（各向同性點(diǎn)）用于生產(chǎn)模擬的油藏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)用于生產(chǎn)模擬的油藏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（表3-增產(chǎn)儲(chǔ)層的基本數(shù)據(jù)）（面積）（儲(chǔ)層厚度）（孔隙度）（含水飽和度）（原始地層壓力）（裂縫電導(dǎo)率）（裂縫孔隙度）（裂縫滲透率）（裂縫寬度）（氣孔體積壓縮系數(shù)）（儲(chǔ)層溫度）（PV

13、T數(shù)據(jù)）（水壓縮系數(shù)）（碳?xì)浠衔锟紫抖龋ㄌ烊粴庵亓Γ┥a(chǎn)生產(chǎn)2 2年零年零4 4個(gè)月時(shí)的綜合敏感參數(shù)曲線個(gè)月時(shí)的綜合敏感參數(shù)曲線（高度）（系數(shù)）（最大-最小）（增效）（參數(shù)改變） 巴爾奈特裂縫性頁(yè)巖氣井復(fù)壓水力裂縫巴爾奈特裂縫性頁(yè)巖氣井復(fù)壓水力裂縫轉(zhuǎn)向增產(chǎn)試驗(yàn)轉(zhuǎn)向增產(chǎn)試驗(yàn) 切斯特油井的初壓及復(fù)壓經(jīng)歷切斯特油井的初壓及復(fù)壓經(jīng)歷 1巴爾奈特裂縫性頁(yè)巖氣井復(fù)壓水力裂縫巴爾奈特裂縫性頁(yè)巖氣井復(fù)壓水力裂縫轉(zhuǎn)向增產(chǎn)試驗(yàn)轉(zhuǎn)向增產(chǎn)試驗(yàn)選擇三口初次壓裂井進(jìn)行試驗(yàn)，其壓裂工藝參數(shù)如下表選擇三口初次壓裂井進(jìn)行試驗(yàn)，其壓裂工藝參數(shù)如下表: : 復(fù)壓規(guī)模比初復(fù)壓規(guī)模比初壓大一倍壓大一倍 （體積）（支撐劑 Ib）（壓

14、裂液 Gal）（壓裂類(lèi)型）（井號(hào)）（C井）（B井）（A井）（初始?jí)毫眩ㄖ貜?fù)壓裂）（初始?jí)毫眩ㄖ貜?fù)壓裂）（初始?jí)毫眩ㄖ貜?fù)壓裂）（75%N2泡沫）（交聯(lián)凝膠）（交聯(lián)凝膠）（交聯(lián)凝膠）C C井復(fù)壓前后的生產(chǎn)曲線井復(fù)壓前后的生產(chǎn)曲線 復(fù)壓后產(chǎn)量復(fù)壓后產(chǎn)量曲線曲線復(fù)壓前產(chǎn)量復(fù)壓前產(chǎn)量曲線曲線（初始裂縫打開(kāi)）（初始裂縫和第二次裂縫打開(kāi)）（觀測(cè)到的）產(chǎn)氣率，Mcf/D（累計(jì)天數(shù)） 將將C C井復(fù)壓前后的生產(chǎn)曲線處理在雙對(duì)數(shù)井復(fù)壓前后的生產(chǎn)曲線處理在雙對(duì)數(shù)座標(biāo)上座標(biāo)上 ，如下圖所示：，如下圖所示：線性流的特點(diǎn)線性流的特點(diǎn)（投產(chǎn)后天數(shù)）對(duì)氣井實(shí)測(cè)累積產(chǎn)量進(jìn)行不同情況下的擬合對(duì)氣井實(shí)測(cè)累積產(chǎn)量進(jìn)行不同情況下

15、的擬合原裂生產(chǎn)，未經(jīng)復(fù)壓原裂生產(chǎn)，未經(jīng)復(fù)壓進(jìn)行進(jìn)行2倍于初壓縫長(zhǎng)的復(fù)壓倍于初壓縫長(zhǎng)的復(fù)壓稍短于初壓縫長(zhǎng)稍短于初壓縫長(zhǎng)，且與其成，且與其成90o位位差差 產(chǎn)氣總量，Mcf（總計(jì)天數(shù)）選擇選擇A A井進(jìn)行復(fù)壓措施，主壓裂分成四個(gè)階井進(jìn)行復(fù)壓措施，主壓裂分成四個(gè)階段進(jìn)行，如下所示：段進(jìn)行，如下所示：（階段）（小型壓裂）（主壓裂第一步）（主壓裂第二步）（主壓裂第三步）（主壓裂第四步）（重復(fù)壓裂裂縫方位）（N40E的不同）（重復(fù)壓裂百分比）（主裂縫角度）（主裂縫角度）（主裂縫角度）（第二裂縫角度）（第二裂縫角度）（第二裂縫角度）由地面傾斜儀測(cè)到的、作為時(shí)間函數(shù)的復(fù)由地面傾斜儀測(cè)到的、作為時(shí)間函數(shù)的復(fù)壓裂

16、縫方位角的變化，如下圖所示：壓裂縫方位角的變化，如下圖所示： 同樣對(duì)同樣對(duì)A A井的生產(chǎn)歷史進(jìn)行如井的生產(chǎn)歷史進(jìn)行如C C井的擬合井的擬合（產(chǎn)氣量，Mscf） 重復(fù)壓裂后的井增產(chǎn)量與復(fù)壓縫在未與初重復(fù)壓裂后的井增產(chǎn)量與復(fù)壓縫在未與初壓縫平行前的長(zhǎng)度約成線性關(guān)系。如果復(fù)壓壓縫平行前的長(zhǎng)度約成線性關(guān)系。如果復(fù)壓縫中途轉(zhuǎn)向，其增產(chǎn)量則不如呈垂直的整個(gè)縫中途轉(zhuǎn)向，其增產(chǎn)量則不如呈垂直的整個(gè)縫長(zhǎng)。從實(shí)效出發(fā)，設(shè)計(jì)復(fù)壓縫長(zhǎng)，限于預(yù)縫長(zhǎng)。從實(shí)效出發(fā)，設(shè)計(jì)復(fù)壓縫長(zhǎng)，限于預(yù)期的垂向長(zhǎng)度。期的垂向長(zhǎng)度。 （重復(fù)裂縫穿透長(zhǎng)度）（增加量，Mscf）2切斯特油井的初壓及復(fù)壓經(jīng)歷切斯特油井的初壓及復(fù)壓經(jīng)歷 初次壓裂施工參

17、數(shù)曲線初次壓裂施工參數(shù)曲線 支撐劑進(jìn)入孔支撐劑進(jìn)入孔眼，凈壓升高眼，凈壓升高凈壓再次升高凈壓再次升高，砂堵！，砂堵?。ㄅ帕?bpm）（作業(yè)壓力-psi）（實(shí)際壓力-psi）（時(shí)間-分）復(fù)壓施工參數(shù)曲線復(fù)壓施工參數(shù)曲線 壓力駝峰壓力駝峰（時(shí)間-分）（時(shí)間-分）（作業(yè)壓力-psi）（凈壓力-psi）（排量-bpm）（支撐劑濃度-ppg）二次復(fù)壓施工參數(shù)曲線二次復(fù)壓施工參數(shù)曲線 （時(shí)間-分）（時(shí)間-分）（排量-bpm）（作業(yè)壓力-psi）（凈壓力-psi）（支撐劑濃度-ppg） 重復(fù)壓裂后，生產(chǎn)情況大為改善，油、水、氣日產(chǎn)量分別為重復(fù)壓裂后，生產(chǎn)情況大為改善，油、水、氣日產(chǎn)量分別為17.5 17.5 m m3 3、15 m15 m3 3及及1415 1