重復(fù)壓裂技術(shù)2

重復(fù)壓裂技術(shù)一、重復(fù)壓裂的定義已壓裂過的層段，由于油藏或工藝方面原因，產(chǎn)量遞減到需要進(jìn)行二次或更多次壓裂，才能維持設(shè)計(jì)產(chǎn)量，這種壓裂作業(yè)稱為重復(fù)壓裂?；蛘哒f同井同層再次壓裂就是重復(fù)壓裂（以下簡稱復(fù)壓）。重復(fù)壓裂可獲得很好的增產(chǎn)效果；水力裂縫周圍應(yīng)力場換向，復(fù)壓的裂縫在傾角及方位上會有改變；選井、問題的診斷、工藝選擇與設(shè)計(jì)決定復(fù)壓是否成功；復(fù)壓成功的關(guān)鍵在于如何選井。二.前期壓裂井失效原因

針對低滲透油氣藏的地質(zhì)特點(diǎn)，一般采用水力壓裂來提高油井產(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：(1)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)致這種結(jié)果的原因通常主要有以下幾種：①壓裂液大量濾失造成早期脫砂；②壓裂規(guī)模太小，裂縫長度太短，對產(chǎn)層穿透率低；③壓裂液殘?jiān)推颇z不徹底，對裂縫造成傷害，或者在生產(chǎn)過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；④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Ca2+、HCO3-等，在油井生產(chǎn)過程中由于壓力降低而結(jié)垢；⑤隨著開采時間增加，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，降低了裂縫導(dǎo)流能力。

三、重復(fù)壓裂的選井主要內(nèi)容（1）開發(fā)有效、省錢并可靠的復(fù)壓井的選井方法；（2）對形成低產(chǎn)的不同原因進(jìn)行識別與分類；（3）開發(fā)非壓裂增產(chǎn)技術(shù)；在一定生產(chǎn)區(qū)塊內(nèi)，對比每口井與其周圍井的生產(chǎn)動態(tài)，查明哪些低產(chǎn)井可以作為復(fù)壓的對象。把井的生產(chǎn)動態(tài)分成幾個階段，以洞察其成為低產(chǎn)井的原因。比較生產(chǎn)動態(tài)法

缺點(diǎn)：

不能明顯地區(qū)別某些處于高滲透率帶的高產(chǎn)井，可能改善成為在經(jīng)濟(jì)上最有利的復(fù)壓井。因此，不能單獨(dú)使用生產(chǎn)對比法來區(qū)分油藏物性變化或完井傷害的影響。

重要法則：“85/15”選井條件：

分別從油藏性質(zhì)與完井效率分析油氣井動態(tài)，潛力井為高滲透率且具有高表皮系數(shù)的井。分析方法：比較生產(chǎn)動態(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)果繪制成的系列圖版。雙對數(shù)座標(biāo)上無因次產(chǎn)量與無因次時間形成包括半縫長、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、表皮系數(shù)及可變壓縮系數(shù)、粘度對油氣井生產(chǎn)動態(tài)影響的各種圖版。將油氣井產(chǎn)量隨時間的變化繪制于圖版相同的座標(biāo)系上，與系列圖版相對比，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。如此可分析出壓裂井動態(tài)的影響因素。生產(chǎn)樣本曲線擬合法缺點(diǎn)：此方法的不足之處首先它是對單層研制出來的，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，這樣就需要大量的解釋工作，以及對巖性的評價工作，從而增加了費(fèi)用。并行運(yùn)用三個方法的流程圖（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Ⅰ分析）（方法Ⅱ分析）（方法Ⅲ分析）（平面文件）（數(shù)據(jù)庫）測井?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)評價候選驗(yàn)證測試最終候選確定壓力，瞬時壓力，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)時間）減少單井值數(shù)據(jù)各種方法所需資料數(shù)據(jù)匯總表（方法）（描述）（需要數(shù)據(jù)）（數(shù)據(jù)來源）（預(yù)測性能比較）（井位；時間-生產(chǎn)數(shù)據(jù)）（公共數(shù)據(jù)庫）（模式識別技術(shù)）（地質(zhì)/儲層；鉆井/完井；增產(chǎn)；修井）（操作井文件）（生產(chǎn)類型曲線擬合）（巖石物理；儲層特性）（測井解釋；試井）對綠河盆地恩羅昂油氣公司經(jīng)營的約300口開采弗蘭蒂爾地層進(jìn)行復(fù)壓選井。儲層性質(zhì)見下表：選井實(shí)例（盆地）（格林河盆地）（皮申斯盆地）（東德克薩斯州盆地）（測試地點(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%）三種選井方法結(jié)果比較：

結(jié)果表明：

選出來的候選井并不一致，每種方法選出來的井，只是用這種方法挑選出來屬于較好的，對于其他方法，這些井就不是較好的候選井，各有自己選擇的著重點(diǎn)。生產(chǎn)動態(tài)法選出的是產(chǎn)量較低的井，構(gòu)成認(rèn)定法選出的是次好的井，生產(chǎn)樣板曲線擬合法選出的是最有潛力的井。

對復(fù)壓井真接獲利的是那些累積產(chǎn)量非常高及進(jìn)行過大型壓裂的井。

經(jīng)上述分析后，再對可能屬于15%-20%的應(yīng)優(yōu)先考慮的候選井進(jìn)行審查。其目的是確定它們在復(fù)壓中可能出現(xiàn)的其它情況，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，即可估算所需費(fèi)用，及進(jìn)行增產(chǎn)量預(yù)測。最后對復(fù)壓井進(jìn)行試井，試井步驟要簡化，且盡量減少花費(fèi)、節(jié)約時間。選井步驟：

（1）首先分析前次壓裂的具體情況及壓后生產(chǎn)動態(tài)；（2）如果還有可能通過措施改善油氣井的生產(chǎn)情況，針對先前壓裂所出現(xiàn)的問題加以改進(jìn)；（3）現(xiàn)場工程師應(yīng)保證設(shè)計(jì)的壓裂液的流變性，實(shí)時地對工藝措施進(jìn)行有效地修正。審查某井能否成為復(fù)壓對象，必須考慮幾個因素，目的是對前次增產(chǎn)措施進(jìn)行批判地學(xué)習(xí)，以免重蹈過去的錯誤：注意事項(xiàng)：（1）對上次壓裂措施中的電子儀器與作業(yè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行全方位的復(fù)查，做一次完整的凈壓力分析，不僅包括與壓裂軟件在理論上的擬合，也是對管線阻力損失與不同流變性質(zhì)、支撐劑階段進(jìn)入縫口時的壓力評估。（2）油氣井的井況對復(fù)壓措施是很重要的，固井情況應(yīng)于復(fù)查。老井進(jìn)行措施前，消除作業(yè)中的風(fēng)險是最基本的工作。

注意事項(xiàng)：（3）要進(jìn)行油氣藏與生產(chǎn)分析，當(dāng)前的油層壓力及預(yù)期的壓力遞減都與井中管柱尺寸與壓裂液的選擇有關(guān)。要檢查巖心，不穩(wěn)定試井與生產(chǎn)數(shù)據(jù)。建議采用反生產(chǎn)指數(shù)技術(shù)評估生產(chǎn)動態(tài)并導(dǎo)出油氣藏關(guān)鍵參數(shù)。深入地了解初次壓裂井的地質(zhì)-油藏-壓裂工藝是保證成功地進(jìn)行復(fù)壓井設(shè)計(jì)與施工的前提。四、復(fù)壓井增產(chǎn)的機(jī)理一種是在原有水力裂縫的基礎(chǔ)上，進(jìn)行縫長的延伸，增強(qiáng)導(dǎo)流能力等措施以擴(kuò)大水力縫的泄油范圍，這種方法可以稱之為老縫新生。另一種則是由于初壓填砂縫的存在，在其附近出現(xiàn)兩個水平應(yīng)力大小的換位及應(yīng)力場的換向，新縫的傾角及方位角不同程度地偏離了老縫，新縫在未泄油區(qū)的擴(kuò)展，增加了油氣井的產(chǎn)量。老縫新生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：為了有效地清理填砂裂縫，需要使填砂“流床化”。使天然裂縫漲開并沖洗，也是有效清理的一個重要方面。無論是填砂裂縫或是天然裂縫中，若存在天然氣飽和度，對清理的有效性會得到改善。生產(chǎn)誘生的應(yīng)力場裂縫轉(zhuǎn)向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,則復(fù)壓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）裂縫轉(zhuǎn)向北向不同距離的不同應(yīng)力差誘生應(yīng)力差，在數(shù)值上先增后減!

生產(chǎn)誘生的應(yīng)力場（時間-年）如何確定進(jìn)行復(fù)壓的最佳時機(jī)?復(fù)壓的最佳時間，應(yīng)該是初次縫很長，復(fù)壓縫進(jìn)入地區(qū)的孔隙壓力仍然很高的時期。

裂縫轉(zhuǎn)向

生產(chǎn)3年半后1200英尺長裂縫周圍的孔隙壓力分布（距離-ft）（距離-ft）生產(chǎn)誘生的應(yīng)力場裂縫轉(zhuǎn)向初始應(yīng)力差較小時，極易發(fā)生垂向延伸。復(fù)壓的最佳時間，應(yīng)該是初次縫很長，復(fù)壓縫進(jìn)入地區(qū)的孔隙壓力仍然很高的時期。初壓縫長，將能獲得復(fù)壓轉(zhuǎn)向的極大利益。兩個水平應(yīng)力基本上相等，復(fù)壓裂縫無疑將會出現(xiàn)轉(zhuǎn)向。裂縫轉(zhuǎn)向填砂裂縫誘生的應(yīng)力場距縫面距離與誘生應(yīng)力的關(guān)系曲線誘生應(yīng)力σx：σx/Δp=1-X/3b應(yīng)力反轉(zhuǎn)條件應(yīng)力反轉(zhuǎn)條件：σh+σx＞σH+σzσh、σH分別是原來的最小與最大水平主應(yīng)力σz遠(yuǎn)小于σx可以忽略若σv＞σH＞σh，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)力場與垂直成偏角（地層傾斜），上述情況則是可能的。新縫將從不同的孔眼起裂，與原裂縫成某些角度。如果射開另外一些層系（煤層），將能增加這種機(jī)會。若σv＜σH＜σh，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

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)（表3-增產(chǎn)儲層的基本數(shù)據(jù)）（面積）（儲層厚度）（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)）（儲層溫度）（PVT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)2年零4個月時的綜合敏感參數(shù)曲線（高度）（系數(shù)）（最大-最小）（增效）（參數(shù)改變）四、重復(fù)壓裂礦場實(shí)例巴爾奈特裂縫性頁巖氣井復(fù)壓水力裂縫轉(zhuǎn)向增產(chǎn)試驗(yàn)

切斯特油井的初壓及復(fù)壓經(jīng)歷

1．巴爾奈特裂縫性頁巖氣井復(fù)壓水力裂縫轉(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:

復(fù)壓規(guī)模比初壓大一倍

（體積）（支撐劑Ib）（壓裂液Gal）（壓裂類型）（井號）（C井）（B井）（A井）（初始壓裂）（重復(fù)壓裂）（初始壓裂）（重復(fù)壓裂）（初始壓裂）（重復(fù)壓裂）（75%N2泡沫）（交聯(lián)凝膠）（交聯(lián)凝膠）（交聯(lián)凝膠）C井復(fù)壓前后的生產(chǎn)曲線

復(fù)壓后產(chǎn)量曲線復(fù)壓前產(chǎn)量曲線（初始裂縫打開）（初始裂縫和第二次裂縫打開）（觀測到的）產(chǎn)氣率，Mcf/D（累計(jì)天數(shù)）

將C井復(fù)壓前后的生產(chǎn)曲線處理在雙對數(shù)座標(biāo)上，如下圖所示：線性流的特點(diǎn)（投產(chǎn)后天數(shù)）對氣井實(shí)測累積產(chǎn)量進(jìn)行不同情況下的擬合原裂生產(chǎn)，未經(jīng)復(fù)壓進(jìn)行2倍于初壓縫長的復(fù)壓稍短于初壓縫長，且與其成90o位差

產(chǎn)氣總量，Mcf（總計(jì)天數(shù)）選擇A井進(jìn)行復(fù)壓措施，主壓裂分成四個階段進(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）由地面傾斜儀測到的、作為時間函數(shù)的復(fù)壓裂縫方位角的變化，如下圖所示：

同樣對A井的生產(chǎn)歷史進(jìn)行如C井的擬合（產(chǎn)氣量，Mscf）重復(fù)壓裂后的井增產(chǎn)量與復(fù)壓縫在未與初壓縫平行前的長度約成線性關(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縫長。從實(shí)效出發(fā)，設(shè)計(jì)復(fù)壓縫長，限于預(yù)期的垂向長度。

（重復(fù)裂縫穿透長度）（增加量，Mscf）2．切斯特油井的初壓及復(fù)壓經(jīng)歷

初次壓裂施工參數(shù)曲線

支撐劑進(jìn)入孔眼，凈壓升高凈壓再次升高，砂堵?。ㄅ帕?bpm）（作業(yè)壓力-psi）（實(shí)際壓力-psi）（時間-分）復(fù)壓施工參數(shù)曲線

壓力駝峰（時間-分）（時間-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

（時間-分）（時間-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17.5m3、15m3及1415m3，有效半縫長17.7m。

（第一次壓裂措施）（第二次壓裂措施）（第三次壓裂措施）將三次壓裂成果匯總?cè)缦卤硭荆?/p>

（表2-巖心匯總，相對堵塞指數(shù)和PBU分析）（油藏參數(shù)）（模式）（放射）（放射）（放射）（放射）（巖心分析）（第一次壓裂后生產(chǎn)分析）（第二次壓裂后生產(chǎn)分析）（第三次壓裂后生產(chǎn)分析）（形成壓力分析）（滲透率-md）（流動能力md-ft）（凈長度-ft）（有效半縫長）（表皮細(xì)數(shù)）（開始地層壓力-psi）（孔隙度-%）（儲層體積系數(shù)-rb/stb）（天然氣相對密度）

切斯特油層E2#井的重復(fù)壓裂是成功的，表現(xiàn)在以下幾方面：修復(fù)了