壓裂裂縫延伸控制技術(shù)

壓裂裂縫延伸控制技術(shù)第1頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四壓裂過(guò)程中裂縫延伸形態(tài)

第2頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四重復(fù)壓裂過(guò)程中裂縫形態(tài)

原縫張開(kāi)新縫張開(kāi)單一的原縫重復(fù)張開(kāi)縫長(zhǎng)縫寬等參數(shù)變化平面上裂縫方向發(fā)生轉(zhuǎn)向

裂縫的傾角發(fā)生變化縱向上中低滲透層壓開(kāi)新縫裂縫方向與最小主應(yīng)力方向垂直,一定凈壓力下縱向上高滲層及最小主應(yīng)力相對(duì)小的層先張開(kāi)首次壓裂

提高砂比砂量

堵老縫造新縫第3頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四裂縫延伸控制技術(shù)思路裂縫延伸控制技術(shù)可以分成兩個(gè)方面：一種是促進(jìn)主裂縫的延伸。同粒徑段塞技術(shù)則是利用其本身的高導(dǎo)流能力構(gòu)造好的主裂縫，從而使次要裂縫不再延伸。一種是抑制主裂縫的進(jìn)一步延伸,利用可降解的裂縫延伸抑制劑主要是暫堵主裂縫，抑制高導(dǎo)流能力裂縫進(jìn)一步延伸,從而壓開(kāi)新縫延伸成為新的油流通道。第4頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四停泵同粒徑段塞技術(shù)

操作方式:

在主壓裂前根據(jù)小型壓裂的分析結(jié)果，設(shè)計(jì)一定砂比的支撐劑段塞去處理近井地帶問(wèn)題，停泵分析段塞進(jìn)入地層后的曲線(xiàn)變化，根據(jù)結(jié)果決定是否進(jìn)一步處理。

要解決的問(wèn)題:多裂縫，彎曲摩阻,較高的巖石模量等造成的壓裂施工困難一般方法:提高前置液量、增大壓裂液粘度、粉陶段塞技術(shù)等方法

停泵同粒徑段塞:

是指與主壓裂具有相同粒徑段塞（20/40mesh）作為處理近井多裂縫，彎曲摩阻的主要手段。第5頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四同粒徑段塞理論依據(jù)

延伸方向接近于垂直最小主應(yīng)力方向的裂縫的最容易開(kāi)啟，因此更容易被支撐劑填充。停泵等裂縫閉合后重新啟泵，支撐劑填充多的裂縫由于導(dǎo)流能力高于其它裂縫，在重新開(kāi)啟時(shí)首先張開(kāi)，而其它裂縫不會(huì)再?gòu)堥_(kāi)，通過(guò)這種方式促進(jìn)主裂縫的延伸，保證足夠的縫寬。由于該技術(shù)必須保證主裂縫的導(dǎo)流能力，因此必須采用較大粒徑的支撐劑作為段塞。第6頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四W-裂縫平均縫寬Dprop-支撐劑平均直徑發(fā)生砂堵時(shí)，砂比與裂縫的縫寬并不是線(xiàn)性關(guān)系，而是存在臨界值的關(guān)系，它的存在意味著：如果通過(guò)某種技術(shù)使裂縫平均縫寬超過(guò)該臨界值，砂比可以大幅度提高，甚至成倍的提高。這一點(diǎn)在多裂縫儲(chǔ)層更加明顯。砂

比（PPG）橋橋堵發(fā)生在

"W"/Dprop“實(shí)際統(tǒng)計(jì)橋堵發(fā)生在

"W"/Dprop“實(shí)驗(yàn)室結(jié)果0.5–2PPG1.15–2.01.82-5PPG2.0-3.02.25-8PPG3.02.6發(fā)生橋堵時(shí)砂比與縫寬的對(duì)比關(guān)系第7頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四典型案例

多裂縫儲(chǔ)層的壓裂腰英臺(tái)油田應(yīng)當(dāng)屬于國(guó)內(nèi)近幾年發(fā)現(xiàn)的典型的低滲透裂縫性油氣藏，其地質(zhì)條件的特殊性給壓裂改造帶來(lái)了一定的難度，地質(zhì)條件的特殊性主要表現(xiàn)：

壓裂主要難點(diǎn)：

天然裂縫發(fā)育，壓裂液濾失大，易脫砂以至壓裂失??；由于儲(chǔ)層物性差，造縫困難，提高裂縫的導(dǎo)流能力有一定難度；壓裂規(guī)律不好確定，給整體壓裂改造帶來(lái)一定的難度。由于該區(qū)塊地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)，導(dǎo)致加砂難度大，加砂規(guī)模小，砂比低。在采用該技術(shù)之前，該區(qū)塊采用過(guò)提高前置液量、增大壓裂液粘度、粉陶段塞技術(shù)等方法效果都不理想，最高混砂比在25%左右。一般加砂7M3左右，部分井最高混砂比不超過(guò)10%第8頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四通過(guò)同粒徑段塞技術(shù)后，該井平均混砂比26%最高混砂比40%（7PPG），最低混砂比12%加砂22.5M3。

第9頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

低滲氣藏的壓裂大49井鄂爾多斯盆地北部伊陜斜坡東段塔巴廟低幅鼻狀構(gòu)造帶上的一口探井,滲透率0.1-2.58×10-3μm2，孔隙度3.1-8.5%，屬低滲油氣藏。該區(qū)塊裂縫延伸較難，即使凍膠不加砂注入，壓力仍然一直攀升。變排量分析結(jié)果表明近井地帶摩阻與排量指數(shù)關(guān)系約為1。該區(qū)塊高砂比加砂較難，最高砂比一般在33%左右，部分井可以提高到40%。采用同粒徑段塞技術(shù)后，最高砂比提到52%。第10頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第11頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第12頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四應(yīng)力變化值與新裂縫產(chǎn)生附加條件ABCDEF-----+10MPa-----+7MPa-----+3MPa--------3MPa-------7MPa孔隙彈性重復(fù)壓裂新的造縫方向A:不形成方向變化B：堵老縫，原生裂縫發(fā)育或采用特殊工藝C：堵老縫DE:（同時(shí)）開(kāi)啟堵老縫F：近90度垂直縫

BC為偏轉(zhuǎn)型，EF為近垂直型變化同一條件下:滲透率、彈性模量、圍壓、孔隙彈性系數(shù)等儲(chǔ)層巖石性質(zhì)。第13頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四縱向上中低滲透層壓開(kāi)新縫地應(yīng)力條件

暫堵濾餅所引起的靜壓力提高值大于不同滲透層的縱向上最小主應(yīng)力差值或滲透率的反轉(zhuǎn)滲透率差異地應(yīng)力差異第14頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四壓裂裂縫控制劑對(duì)裂縫方向的控制對(duì)支撐劑鋪置方向的控制對(duì)有效縫長(zhǎng)的控制在同層中堵老縫,造新縫在套變井\落物井上的應(yīng)用第15頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

轉(zhuǎn)向控制技術(shù)的實(shí)施方法是在施工過(guò)程中實(shí)時(shí)地向地層中加入控制劑，該劑為粘彈性的固體小顆粒，遵循流體向阻力最小方向流動(dòng)的原則，轉(zhuǎn)向劑顆粒進(jìn)入井筒的炮眼，部分進(jìn)入地層中的裂縫端部或高滲透層，在炮眼處和高滲透帶產(chǎn)生濾餅橋堵，使后續(xù)工作液不能向裂縫和高滲透帶進(jìn)入，從而壓裂液進(jìn)入高應(yīng)力區(qū)或新裂縫層，促使新縫的產(chǎn)生和支撐劑的鋪置發(fā)生變化。產(chǎn)生橋堵的轉(zhuǎn)向劑在施工完成后溶于地層水或壓裂液，不對(duì)地層產(chǎn)生污染。

控制機(jī)理第16頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)向劑樣品編號(hào)控制劑在壓裂液中溶解性:

控制時(shí)間范圍：1－4小時(shí)第17頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電腦平流泵中間容器燒杯165.312g填砂段藥劑頂替液天平一級(jí)壓力傳感二級(jí)壓力傳感三級(jí)壓力傳感恒溫箱

控制劑主要性能承受壓力：10—85Mpa

第18頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四技術(shù)特點(diǎn)

在地層可以形成濾餅―――很好的封堵率所需的壓力和封堵時(shí)間，可以通過(guò)應(yīng)用量劑大小

在壓裂液中可以完全溶解

內(nèi)含含F(xiàn)表面活性劑，有利于返排投入方法簡(jiǎn)單，不會(huì)給壓裂工藝帶來(lái)新的負(fù)擔(dān)。

高強(qiáng)度――――很高的承壓能力第19頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四控制壓裂裂縫平面轉(zhuǎn)向技術(shù)在中原油田、大慶油田、吉林油田進(jìn)行了20多口井施工實(shí)驗(yàn)，從壓力變化、產(chǎn)量變化并參考微地震測(cè)試結(jié)果分析，轉(zhuǎn)向壓裂效果是令人鼓舞的。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)：對(duì)裂縫方向的控制第20頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

110-30本次是第4次壓裂,前三次無(wú)效,本次壓裂日增液6.4,日增油5.7噸,與其出產(chǎn)水平相當(dāng).

朝110-30井第三層初次壓力19兆帕：第二次壓力35兆帕，相對(duì)第一次壓裂，壓力有明顯增高,微地震方位由71.2度轉(zhuǎn)向變化86.0度.第21頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四中原油田采油二廠衛(wèi)357井轉(zhuǎn)向壓裂

壓裂同時(shí)進(jìn)行了微地震監(jiān)測(cè),以判斷該井在壓裂轉(zhuǎn)向施工過(guò)程中是否出現(xiàn)轉(zhuǎn)向,是否出現(xiàn)新縫.衛(wèi)357井2004年8月12日壓裂。首先監(jiān)測(cè)了前置壓裂，該壓裂的目的是打開(kāi)老縫。加入暫堵劑堵住老縫后，再次壓裂，以圖壓開(kāi)新縫.第22頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四沙三中3沙三中4

測(cè)試過(guò)程1小型壓裂，測(cè)原縫2停泵30分鐘3停泵時(shí)連入加控制劑管線(xiàn)4正式壓裂階段，測(cè)新縫衛(wèi)357井人工裂縫監(jiān)測(cè)結(jié)果第23頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

357微地震測(cè)試結(jié)果分析

1、原縫小規(guī)模測(cè)試階段，兩個(gè)層的原縫方向基本相同，說(shuō)明在上次壓裂過(guò)程中，兩段已經(jīng)被同時(shí)壓開(kāi)，反映出在縱向上的最小應(yīng)力差值不大，原始的水平最小應(yīng)力方向也相同，各層已經(jīng)全部壓開(kāi)，本次壓裂在縱向上不可能有新縫。

2、分析在籠統(tǒng)壓裂條件下，平面上沙三中3與沙三中4方向產(chǎn)生差別的原因是由于沙三中4有相對(duì)良好的物性使之成為主要的出液層，本井已經(jīng)產(chǎn)液6973噸，在沙三中4層附近產(chǎn)生了有利于裂縫平面轉(zhuǎn)向的附加應(yīng)力，所以在暫堵老縫的條件下，新縫偏轉(zhuǎn)了。中原油田大部分井初產(chǎn)高，液量大，壓力下降快，差值大，為重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向帶來(lái)有利條件。主力油層多數(shù)會(huì)發(fā)生平面上的轉(zhuǎn)向，增大泄油面積，與老縫一同成為主力產(chǎn)油通道。

3、沙三中3在平面上沒(méi)有轉(zhuǎn)向，但在傾角上發(fā)生變化,分析原因是在老縫被堵住后,由于壓裂液的轉(zhuǎn)向?qū)τ谔烊欢嗔芽p斜井，多為壓裂液轉(zhuǎn)向天然裂縫造成的，同時(shí)反映此區(qū)塊地層平面上存在一定的非均質(zhì)性的。

沙三中3沙三中4第24頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四加入控制劑后反方向鋪置壓裂有效縫長(zhǎng)控制技術(shù)

第25頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四典型井實(shí)例民38-7井周?chē)?口油井（+38-7、+38-05、+36-7、+38-9）產(chǎn)液量較高，平均，含水較高，平均達(dá)70%。而該井產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、含水均較低，壓前日產(chǎn)液1.3t/d，日產(chǎn)油0.9t/d，含水只有30.8%

壓裂有效縫長(zhǎng)控制技術(shù)

第26頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

民38-7井12號(hào)小層上次壓裂時(shí)間是97年3月，至本次壓裂時(shí)隔5年7個(gè)月，壓裂周期較長(zhǎng)，原裂縫已不適應(yīng)該井區(qū)地質(zhì)和井網(wǎng)條件下的生產(chǎn)要求。

壓裂有效縫長(zhǎng)控制技術(shù)

第27頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

民38-7井12號(hào)小層投控制劑后壓裂裂縫延伸方向及縫長(zhǎng)+38-05+36-738-738-538-9+38-7+38-9東翼有效縫長(zhǎng)增長(zhǎng)了為29.1m，64.5m主要目的達(dá)到了第28頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

民38-7井人工裂縫方位和長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)成果表井號(hào)小層號(hào)壓裂井段(m)壓裂次序裂縫方位觀測(cè)縫長(zhǎng)(m)有效縫長(zhǎng)(m)西翼東翼西翼東翼38-7121143.6-1154.0一NE152.6o15553.1103.335.4二NE152.2o119.996.779.964.5

監(jiān)測(cè)成果表明：第一次壓裂人工裂縫方位為NE152.6o，西翼有效縫長(zhǎng)為103.3m，東翼有效縫長(zhǎng)為35.4m。第二次壓裂人工裂縫方位為NE152.2o，西翼有效縫長(zhǎng)為79.9m，東翼有效縫長(zhǎng)為64.5m。壓后測(cè)試結(jié)果分析東翼有效縫長(zhǎng)增長(zhǎng)了為29.1m，主要的達(dá)到了。兩次壓裂產(chǎn)生的人工裂縫延伸方向在近井地帶附近出現(xiàn)一定的夾角，夾角約為30o。后一次壓裂的裂縫延伸方位，從井筒開(kāi)始以約30o的夾角延伸到30m處，裂縫很快又按前一次壓裂裂縫的方向延伸。由壓后生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析，壓后取得了理想的增產(chǎn)效果，達(dá)到了壓裂改造的目的。

第29頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

民38-7井于新民油田開(kāi)發(fā)初期1991年9月13日投產(chǎn)。其中投產(chǎn)的12號(hào)小層為主力油層，該層自投產(chǎn)以來(lái)歷經(jīng)三次壓裂，本次壓裂為第三次壓裂。第一次壓裂是19991年8月29日投產(chǎn)壓裂，加砂12m2，壓后日產(chǎn)液9.5t,日產(chǎn)油4.9.2t；第二次壓裂是1997年3月10日，因套串加砂8m2，壓后日增液3t,日增油1.9t，本次是第三次壓裂,日增液16t,日增油4.4t

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