縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)

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1、二、縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)1、機(jī)理重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向技術(shù)是應(yīng)用化學(xué)暫堵劑使流體在地層中發(fā)生轉(zhuǎn)向,在壓裂時(shí)可以暫堵老縫或已加砂縫,使重復(fù)壓裂的平面上的裂縫轉(zhuǎn)向或縱向剖面的新層開(kāi)啟?？p內(nèi)轉(zhuǎn)向技術(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)入地層中的裂縫或高滲透層，在炮眼處和高滲透帶產(chǎn)生濾餅橋堵，可以形成高于裂縫破裂壓力的壓差值，使后續(xù)工作液不能向原裂縫、高滲透帶或較低地應(yīng)力帶進(jìn)入，從而使壓裂液進(jìn)入高應(yīng)力區(qū)或新裂縫層，促使新縫的產(chǎn)生。施工過(guò)程中產(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

2、。近幾年來(lái)，隨著主力油藏開(kāi)發(fā)程度的提高，越來(lái)越多的低滲區(qū)塊成為最大潛力油藏或主力油藏，壓裂是這類油藏的主導(dǎo)措施，而隨著現(xiàn)代壓裂技術(shù)的發(fā)展，單一的加大規(guī)模、提高砂比的壓裂和重復(fù)技術(shù)已不能適應(yīng)老油田及低滲區(qū)塊開(kāi)發(fā)增產(chǎn)穩(wěn)油的需要。所以重復(fù)壓裂作為老油氣田綜合治理、控水穩(wěn)油的重要組成部分，所面臨的任務(wù)更重，急需以技術(shù)進(jìn)步來(lái)扭轉(zhuǎn)我國(guó)重復(fù)壓裂成功率低、增產(chǎn)量低、有效期短、科研落后于現(xiàn)場(chǎng)施工等被動(dòng)局面。對(duì)于處于高含水期開(kāi)采階段的井，由于老裂縫控制的原油已接近全部采出，必須實(shí)施壓開(kāi)新縫的改向重復(fù)壓裂，才能有效開(kāi)采出老裂縫控制區(qū)以外的油氣，提高油氣產(chǎn)量和油氣田最終采收率。因此，開(kāi)展轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂技術(shù)理論的研究

3、，尤其是加強(qiáng)重復(fù)壓裂新裂縫造縫機(jī)理、延伸規(guī)律的研究，對(duì)于指導(dǎo)大量的重復(fù)壓裂施工，提高其工藝可行性和經(jīng)濟(jì)可行性，進(jìn)一步提高低滲透油氣藏開(kāi)發(fā)水平，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。2、轉(zhuǎn)向控制機(jī)理重復(fù)壓裂裂縫延伸控制技術(shù)是應(yīng)用化學(xué)暫堵劑使流體在地層中發(fā)生轉(zhuǎn)向,在壓裂中可以暫堵老縫或已加砂縫,從而造出新縫或使壓裂砂在裂縫中均勻分布,主要作用有：縱向剖面的新層啟動(dòng)；重復(fù)壓裂的平面上的裂縫轉(zhuǎn)向；裂縫單向延伸的控制。此技術(shù)可廣泛應(yīng)用于重復(fù)壓裂、細(xì)分層壓裂、套變井及落物井壓裂。近年來(lái)在裂縫轉(zhuǎn)向技術(shù)、多裂縫壓裂、有效縫長(zhǎng)控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用?？刂萍夹g(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

4、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)入地層中的裂縫或高滲透層，在炮眼處和高滲透帶產(chǎn)生濾餅橋堵，可以形成高于裂縫破裂壓力的壓差值,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。在一定的用量范圍內(nèi)(相對(duì)小劑量),可以使支撐劑均勻分布在裂縫中；在一定的用量范圍內(nèi)(相對(duì)中劑量),可以控制裂縫的有效縫長(zhǎng)；在一定的用量范圍內(nèi)(相對(duì)大劑量),在加砂中或二次加砂前,可以形成多裂縫；在一定的用量范圍內(nèi)(相對(duì)大劑量),可以形成新的裂縫

5、,在地應(yīng)力決定條件下,可以使裂縫方向發(fā)生變化。裂縫延伸控制具有如下的技術(shù)特點(diǎn)：強(qiáng)度高：具有很高的承壓能力；形成濾餅：在地層可以形成濾餅，封堵率高，封堵效果好；可溶性好：在壓裂液中可以完全溶解，不造成新的傷害；有利于返排：內(nèi)含含F(xiàn)表面活性劑，有利于助排；時(shí)間可控：所需的壓力和封堵時(shí)間，可以通過(guò)應(yīng)用量劑大小、成分組成、顆粒大小控制。3、對(duì)裂縫方向的控制水力裂縫的延伸方向取決于地層應(yīng)力狀態(tài)，其幾何形狀還受地層巖石力學(xué)性質(zhì)及施工參數(shù)控制。隨著油田的開(kāi)發(fā)原始應(yīng)力場(chǎng)將而發(fā)生變化，這對(duì)重復(fù)壓裂新裂縫方向?qū)a(chǎn)生較大的影響。因此，重復(fù)壓裂產(chǎn)生的裂縫方向取決于地應(yīng)力狀態(tài)以及對(duì)原縫的封堵情況。一般來(lái)說(shuō)，地下受到

6、三個(gè)主應(yīng)力的作用：垂向主應(yīng)力，兩個(gè)水平主應(yīng)力，對(duì)于形成垂直裂縫的壓裂作業(yè)，新的壓開(kāi)裂縫方位總是垂直于最小水平主應(yīng)力。那么，重復(fù)壓裂的所形成的裂縫可能是在原有裂縫延伸，如果把原裂縫封堵后，是否還是產(chǎn)生新的水力裂縫？油藏中形成一條水力裂縫，將導(dǎo)致一個(gè)橢圓形壓降區(qū)。裂縫的橢圓形區(qū)域?qū)a(chǎn)生雙向附加應(yīng)力，沿裂縫延伸方向附加應(yīng)力遠(yuǎn)小于垂直裂縫壁面的附加應(yīng)力。附加應(yīng)力的增大將改變?cè)瓚?yīng)力場(chǎng)的狀態(tài)。重復(fù)壓裂形成的裂縫將會(huì)偏離于原來(lái)壓裂所產(chǎn)生的裂縫方向。溝通了油層中非泄油區(qū)或低壓降區(qū)。如果重復(fù)壓裂裂縫超過(guò)橢圓形泄油區(qū)的邊界，裂縫延伸就可能順應(yīng)最初原始應(yīng)力方向。然而，由于受裂縫生長(zhǎng)慣性的影響，裂縫也可能仍然沿著

7、已經(jīng)改變的裂縫方向繼續(xù)生長(zhǎng)較遠(yuǎn)。近期J.L.Elbel等人研究了此問(wèn)題,他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果,以及模擬地層應(yīng)力變化后認(rèn)為:地層中已存在的支撐裂縫和壓裂井因生產(chǎn)造成地層存在孔隙壓力梯度這兩個(gè)變量因素,改變了井眼附近的地應(yīng)力分布,使得原來(lái)最大的水平主應(yīng)力變?yōu)樽钚?這種局部地應(yīng)力的變化,使得在重復(fù)壓裂時(shí),裂縫起裂的方位將垂直于初次裂縫方位。在離開(kāi)井眼一定范圍以后，其方位發(fā)生轉(zhuǎn)向，以平行于初次裂縫方位延伸。用二維模擬器對(duì)兩水平