工廠化壓裂技術(shù)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

工廠化壓裂技術(shù)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)匯報(bào)提綱一配對(duì)井井間裂縫連通機(jī)理二井間裂縫連通現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)三變應(yīng)力壓裂原理四現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐及認(rèn)識(shí)“井工廠”壓裂是對(duì)2口或2口以上的配對(duì)井進(jìn)行同步壓裂、順序壓裂或交叉壓裂，采用壓裂液及支撐劑在高壓下從一口井向另一口井運(yùn)移距離最短的方法，來(lái)增加水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)的密度及表面積，利用井間裂縫連通的優(yōu)勢(shì)來(lái)增大目標(biāo)區(qū)域水力裂縫的程度和強(qiáng)度，促使水力裂縫擴(kuò)展過(guò)程中相互作用，產(chǎn)生更復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)，增加有效改造體積（ESRV），提高初始產(chǎn)量和最終采收率。

SimultaneousVolumeFracturingofMultiplewells

SimultaneousVolumeFracturingofMultiplewells交叉壓裂123456789

SimultaneousVolumeFracturingofMultiplewells同步壓裂

SimultaneousVolumeFracturingofMultiplewells順序壓裂：最大限度利用左右裂縫的誘導(dǎo)應(yīng)力場(chǎng)123123

SimultaneousVolumeFracturingofMultiplewells

SimultaneousVolumeFracturingofMultiplewells交叉布縫相對(duì)布縫相對(duì)布縫交叉布縫Mechanismofthefracturenetworkbetweenthecoupledwellstoconnect同步壓裂技術(shù)核心：適時(shí)的應(yīng)力變化可以將鄰井的裂縫轉(zhuǎn)向至未壓裂到的地層中去，在生產(chǎn)能力上產(chǎn)生了一個(gè)重大的改進(jìn)，超出了一口單井壓裂處理模式。同步壓裂比單獨(dú)壓裂產(chǎn)量上可提高20-55%。裂縫復(fù)雜指數(shù)FCI定義為微地震波監(jiān)測(cè)的裂縫族的總寬度與總長(zhǎng)度的比值壓裂改造體積SRV是指由微地震波監(jiān)測(cè)到的增產(chǎn)區(qū)面積與儲(chǔ)藏厚度的乘積RFPA2D裂縫擴(kuò)展模擬：H1、H2井同步壓裂裂縫擴(kuò)展過(guò)程Mechanismofthefracturenetworkbetweenthecoupledwellstoconnect同步壓裂技術(shù)核心：適時(shí)的應(yīng)力變化可以將鄰井的裂縫轉(zhuǎn)向至未壓裂到的地層中去，在生產(chǎn)能力上產(chǎn)生了一個(gè)重大的改進(jìn)，超出了一口單井壓裂處理模式。同步壓裂比單獨(dú)壓裂產(chǎn)量上可提高20-55%。數(shù)值模擬模型水壓驅(qū)動(dòng)下引導(dǎo)裂紋的擴(kuò)展過(guò)程：(a)液壓梯度分布(b)滲流場(chǎng)(H1=1.1MPa)(c)應(yīng)力分布(H1=3.2MPa)(d)應(yīng)力分布(H1=4.0MPa)

(e)應(yīng)力分布(H1=4.1MPa)

(f)應(yīng)力分布(H1=4.4MPa)

Mechanismofthefracturenetworkbetweenthecoupledwellstoconnect結(jié)果分析：模擬方案為使2號(hào)孔中保持不同的恒定水壓力(分別為0.6MPa,0.8MPa,1.1MPa,1.5MPa),其結(jié)果都是裂紋自引導(dǎo)裂紋起裂后逐步向2號(hào)孔偏移,2號(hào)孔中的恒定水壓力越大,裂紋的偏移擴(kuò)展趨勢(shì)越強(qiáng)。(a)2號(hào)孔壓為0.6MPa，1號(hào)孔失穩(wěn)壓力4.7MPa(b)2號(hào)孔壓為0.8MPa，1號(hào)孔失穩(wěn)壓力4.4MPa(c)2號(hào)孔壓為1.1MPa，1號(hào)孔失穩(wěn)壓力4.1MPa(d)2號(hào)孔壓為1.5MPa，1號(hào)孔失穩(wěn)壓力3.7MPaMechanismofthefracturenetworkbetweenthecoupledwellstoconnect(a)數(shù)值模擬結(jié)果(b)物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果(H2=0.6MPa，壓力梯度)

Mechanismofthefracturenetworkbetweenthecoupledwellstoconnect(c)數(shù)值模擬結(jié)果(d)物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果(H2=1.5MPa，壓力梯度)MechanismofthefracturenetworkbetweenthecoupledwellstoconnectMechanismofthefracturenetworkbetweenthecoupledwellstoconnect平臺(tái)1/2“工廠化”壓裂井場(chǎng)平臺(tái)3“工廠化”壓裂井場(chǎng)Mechanismofthefracturenetworkbetweenthecoupledwellstoconnect匯報(bào)提綱一配對(duì)井井間裂縫連通機(jī)理二井間裂縫連通現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)三變應(yīng)力壓裂原理四現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐及認(rèn)識(shí)

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fracturenetworkbetweenthecoupledwellstoconnect①:FZP10-1V距HY17-9:80m（74m）②:FZP10-2V距HY17-9:130m（102m）③:FZP10-2V距FZP10-1V:208m（205m）④:FZP10-2V距HY18-9:170m（85m）對(duì)FZP-2V注水：對(duì)FZP-2V注水：

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fracturenetworkbetweenthecoupledwellstoconnectHH37P1井于11月9日9:00發(fā)現(xiàn)液面上漲到285m處，19:00發(fā)現(xiàn)液面上漲到20m，檢測(cè)氯根10971mg/L（原有氯根45443mg/L），9月2日測(cè)試液面,液面位置為790m，10月28日，液面位置789m。第八段以11月9日10:16-11:35期間壓裂，同時(shí)，由于壓裂工藝的原因地層壓裂結(jié)束后無(wú)法放壓，地層長(zhǎng)期處于高壓狀態(tài)下，當(dāng)兩口井之間存在相對(duì)高滲的連通區(qū)域時(shí)，很容易造成水竄。

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fracturenetworkbetweenthecoupledwellstoconnect匯報(bào)提綱一配對(duì)井井間裂縫連通機(jī)理二井間裂縫連通現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)三變應(yīng)力壓裂原理四現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐及認(rèn)識(shí)Fracturingprincipleofthevaryingstressamongthewells?誘導(dǎo)應(yīng)力作用下裂縫的擴(kuò)展?①②③同步壓裂過(guò)程中，地層巖石滲透率及其滲流場(chǎng)的顯著變化必將導(dǎo)致應(yīng)力場(chǎng)的變化，進(jìn)而直接影響巖石的破壞模式，同時(shí)，巖石的損傷破裂、裂縫的延伸擴(kuò)展對(duì)巖石滲流-應(yīng)力耦合作用影響十分顯著。應(yīng)力與滲透率的耦合方程(Louis的變形公式)為：FracturingprincipleofthevaryingstressamongthewellsFracturingprincipleofthevaryingstressamongthewells混合水壓裂：最大限度接觸儲(chǔ)層面積分三階段施工：第一階段MAF滑溜水，第二階段長(zhǎng)效防膨清水、MAF滑溜水交替施工，第三階段MAF壓裂液加砂壓裂。長(zhǎng)效防膨清水用量320m3，滑溜水1120m3，MAF壓裂液200m3，總用液1640m3。施工初期形成以主縫為主的單一裂縫，隨著施工過(guò)程中凈壓力的上升，通過(guò)井底壓力及凈壓力分析，壓裂產(chǎn)生4組分支裂縫，形成以主縫和分支裂縫相組合的網(wǎng)絡(luò)裂縫。Fracturingprincipleofthevaryingstressamongthewells過(guò)濾失和裂縫導(dǎo)向理論-逐級(jí)提排量，溝通飽和更多天然裂縫，促使其逐次開(kāi)啟Fracturingprincipleofthevaryingstressamongthewells過(guò)濾失和裂縫導(dǎo)向理論-優(yōu)化液體特性，實(shí)現(xiàn)粘度指進(jìn)，促使多簇網(wǎng)絡(luò)裂縫系統(tǒng)形成Fracturingprincipleofthevaryingstressamongthewells過(guò)濾失和裂縫導(dǎo)向理論-實(shí)時(shí)多段加入水溶性裂縫導(dǎo)向劑，促使網(wǎng)絡(luò)裂縫向地層深部延伸利用水溶性裂縫導(dǎo)向劑顆粒暫堵微裂縫，一定程度上降低液體濾失性，達(dá)到深度壓裂與提高微裂縫導(dǎo)流相統(tǒng)一的目的。Fracturingprincipleofthevaryingstressamongthewells過(guò)濾失和裂縫導(dǎo)向理論-實(shí)時(shí)多段加入水溶性裂縫導(dǎo)向劑，促使裂縫轉(zhuǎn)向向地層深部延伸Fracturingprincipleofthevaryingstressamongthewells2級(jí)導(dǎo)向劑加入后施工壓力上升，穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)Fracturingprincipleofthevaryingstressamongthewells過(guò)濾失和裂縫導(dǎo)向理論-實(shí)時(shí)多段加入水溶性裂縫導(dǎo)向劑，促使裂縫轉(zhuǎn)向向地層深部延伸

采用低粘（滑溜水、線性膠）與弱膠液工作液相互配合的方式，制造有一定寬度、一定長(zhǎng)度的裂縫網(wǎng)絡(luò)，提高總體產(chǎn)能。全部采用低粘液體，縫網(wǎng)在近井發(fā)育，帶寬較大，則裂縫長(zhǎng)度受限低滲致密氣藏基質(zhì)滲透率低，仍需要較長(zhǎng)的裂縫長(zhǎng)度來(lái)提高產(chǎn)量前者強(qiáng)調(diào)縫網(wǎng)寬度與低的導(dǎo)流能力，后者強(qiáng)調(diào)裂縫長(zhǎng)度與高導(dǎo)流能力在壓裂的早期階段充分利用低粘液體制造縫網(wǎng)后期階段利用高粘液體制造長(zhǎng)縫需要液體種類：降阻水、線形膠、弱膠液推薦使用低密度陶粒工藝要求：Fracturingprincipleofthevaryingstressamongthewells滑溜水配方添加劑外觀添加劑比例滑溜水性能高效減阻劑（兩種類型）固體粉末0.2%（滿足在線混配）降阻率65%-78%乳劑0.2%（滿足在線混配）傷害率8.85%復(fù)合防膨劑液態(tài)0.2%-0.5%表面張力<25mN/m高效增效劑液態(tài)0.1%-0.3%粘度2-15mpa·s殺菌劑液態(tài)0.01%pH值7-8在東峰2、元頁(yè)HF-1、焦頁(yè)1HF、彭頁(yè)3HF、涪頁(yè)3-2HF等井成功應(yīng)用，最大井深4985m，最高閉合壓力93MPa，最高泥質(zhì)含量98%，單段最大加砂126m3，單井最大用液量4.6×104m3，最高排量15.5m3/min，最高段數(shù)22段，能夠滿足水平井大型壓裂需求。SRFR滑溜水Fracturingprincipleofthevaryingstressamongthewells滑溜水體系降阻性能良好，第五段壓裂施工排量12.1-14.1m3/min，泵壓80.2-90.0MPa，液體降阻率在70-75%焦頁(yè)1HF井滑溜水實(shí)際攜砂能力表現(xiàn)良好，砂比達(dá)18％SRFR滑溜水Fracturingprincipleofthevaryingstressamongthewells具有粘彈性特征，性能穩(wěn)定防膨率90%，170s‐1粘度30-45mPa·s攜砂能力強(qiáng)，最高可攜砂液比32％傷害率<10%，破膠后無(wú)殘?jiān)湮镄院茫淮嬖跐?rùn)濕反轉(zhuǎn)適用儲(chǔ)層溫度20-240℃配制方便，滿足各種水質(zhì)目前已在元頁(yè)HF-1、焦頁(yè)1HF、彭頁(yè)3HF、涪頁(yè)3-2HF等井使用，最高砂比32%。砂比為20%覆膜砂懸浮22小時(shí)不沉砂焦頁(yè)1HF井現(xiàn)場(chǎng)靜態(tài)沉砂測(cè)試SRFR線性膠FracturingprincipleofthevaryingstressamongthewellsSRFR線性膠液體表現(xiàn)為粘彈性特征，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用最高砂比達(dá)32％FracturingprincipleofthevaryingstressamongthewellsFracturingprincipleofthevaryingstressamongthewells井底支撐劑濃度-壓力曲線在排量不變的情況下，支撐劑進(jìn)入地層以后，壓力開(kāi)始出現(xiàn)明顯下降；受人工裂縫不規(guī)則面影響，支撐劑在裂縫中不斷的堆積，導(dǎo)致凈壓力升高，形成新的裂縫。Fracturingprincipleofthevaryingstressamongthewells匯報(bào)提綱一配對(duì)井井間裂縫連通機(jī)理二井間裂縫連通現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)三變應(yīng)力壓裂原理四現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐及認(rèn)識(shí)FieldapplicationofsimultaneousvolumefracturingofmultiplewellsWell

1：致密砂巖油，水平段1200mFieldapplicationofsimultaneousvolumefracturingofmultiplewellsWell

1：致密砂巖油，水平段1200mFieldapplicationofsimultaneousvolumefracturingofmultiplewellsWell

2：致密砂巖油，水平段1000mFieldapplicationofsimultaneousvolumefracturingofmultiplewellsWell

2：致密砂巖油，水平段1000mFieldapplicationofsimultaneousvolumefracturingofmultiplewellsWell

1：日產(chǎn)液160m3，日產(chǎn)油125.3m3Well2：日產(chǎn)液130m3，日產(chǎn)油113.6m3FieldapplicationofsimultaneousvolumefracturingofmultiplewellsFieldapplicationofsimultaneousvolumefracturingofmultiplewells井號(hào)面積(km2)有效厚度(m)孔隙度

(%)含氣飽和度(%)原始地質(zhì)儲(chǔ)量

(108m3)DP43-1H1.131210641.768DP43-2H1.131210641.768DP43-3H0.861210641.346DP43-4H0.861210641.346DP43-5H1.131210641.768DP43-6H1.131210641.768合計(jì)6.24

9.764原設(shè)計(jì)井組控制儲(chǔ)量井號(hào)面積(km2)有效厚度(m)孔隙度(%)含氣飽和度(%)原始地質(zhì)儲(chǔ)量(108m3)DP43-1H1.1711210641.832DP43-2H1.1641210641.822DP43-3H0.8601210641.345DP43-4H0.8591210641.344DP43-5H0.9731210641.522DP43-6H1.0901210641.706合計(jì)6.12

9.572目前設(shè)計(jì)井組控制儲(chǔ)量Fieldapplicationofsimultaneousvolumefracturingofmultiplewells根據(jù)DP43井組儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)建立DP43-2、DP43-4、DP43-6井模型及理想對(duì)比模型，采用局部加密網(wǎng)格模擬人工裂縫。孔隙度：1%有效厚度：12m飽和度：64%壓裂縫半長(zhǎng)：100m動(dòng)靜比：0.5理想對(duì)比模型擬合地質(zhì)儲(chǔ)量：1.58×108m3井組模型擬合地質(zhì)儲(chǔ)量：4.81×108m3井組模型理想對(duì)比模型Fieldapplicationofsimultaneousvolumefracturingofmultiplewells模擬試井曲線井號(hào)二項(xiàng)式系數(shù)模擬無(wú)阻流量ab理想井2.25996.626427.4433DP43-2H2.74726.429627.8244DP43-4H0.1436.55827.57163DP43-6H1.56766.585427.5196模擬試井解釋結(jié)果利用數(shù)值模型進(jìn)行模擬試井，解釋結(jié)果，井組單井與理想對(duì)比模型模擬無(wú)阻流量較為一致，均為27.5×104m3左右，井組軌跡調(diào)整對(duì)氣井產(chǎn)能影響很小。Fieldapplicationofsimultaneousvolumefracturingofmultiplewells水平段軌跡方向與最大主應(yīng)力夾角對(duì)產(chǎn)量的影響壓裂水平氣井不穩(wěn)定產(chǎn)能方程裂縫角度影響壓裂水平氣井?dāng)?shù)值模擬裂縫角度影響Fieldapplicationofsimultaneousvolumefracturingofmultiplewells

井間干擾對(duì)產(chǎn)量的影響Fieldapplicationofsimultaneousvolumefracturingofmultiplewells井組壓裂泵注程序上需防止井間干擾，避免縫高失控?？紤]叢式井組位置及應(yīng)力干擾，優(yōu)化井組泵注順序。不同壓裂縫間距數(shù)值模擬預(yù)測(cè)指標(biāo)壓裂縫間距與穩(wěn)產(chǎn)期采出程度關(guān)系壓裂縫間距與模擬流量關(guān)系1000米壓裂段數(shù)模擬流量（104m3/d）穩(wěn)產(chǎn)期

（年）穩(wěn)產(chǎn)期末累產(chǎn)氣量

(108m3)儲(chǔ)量采出程度

（%）2015.255.580.60724.8931014.195.420.58924.1436.713.205.250.57023.392512.295.080.55322.6663.310.664.750.51621.1592.59.554.420.47919.651Fieldapplic