东部项目组多缝压裂总结报告.doc

2008年多缝转向压裂技术在七里村采油厂的应用西安奥力石油工程有限公司2008年12月9日一、多缝压裂技术简介水力压裂技术是低渗透油气井增产的主要方式。通过水力压裂技术,可以改善井底附近的渗流条件,沟通油气储集区和改善油气流动方式,提高油气井的产能。多缝压裂主要分成两个步骤:1)、首先对新层段采取常规水力压裂,此过程加入一半的设计砂量;2)、常规水力压裂完毕,进行放压,压力释放完毕加入转向剂,将刚压开的新缝进行封堵后,再起泵压开新裂缝。裂缝转向剂经过地层中的水和压裂液浸泡,溶解,返排出地层,两次压开的裂缝一起生产,大大提高油气井的产量与油气采收率。七里村采油厂主要是低渗透油气藏,非均质性比较强,地层中存在着大量的天然裂缝,即使对于均质的砂岩油气藏,水力压裂也会形成多条裂缝。当存在天然裂缝时,裂缝延伸的尖端可能遭遇天然裂缝,根据裂缝的延伸原理,裂缝延伸方向的判断标准是能够产生最大的拉应力,裂缝的实际延伸方向与产生最大拉应力的方向垂直,该方向的剪切应力为0,而天然裂缝正符合这个条件,因此裂缝的端部遭遇天然裂缝时,裂缝优先沿天然裂缝的赋存方向延伸。这样,液体经过天然裂缝加速延伸并改变延伸方向。因此,裂缝可能错过与其它射孔孔眼或裂缝相连的机会,造成多个独立裂缝同时延伸的局面。多条裂缝的存在对于储层加砂改造,对于油气藏的产量、评估及开发优化等提出了挑战,造成了异常高的施工压力和早期砂堵,导致了多条长度较短、缝宽较窄、导流能力低的裂缝,增加了开发成本。多缝压裂技术是在重复转向压裂技术的基础之上发展起来的一项新型转向压裂技术。二、、流量分流理论多条裂缝同时存在、同时延伸时流量分流遵循两个原则,压力平衡原则与体积平衡原则,也就是Kirchoff第一定律和Kirchoff第二定律]。多裂缝水力系统的存在物质平衡(Kirchoff第一定律):式中:Q为压裂处理的总注入排量,m。/s;Q,为各条裂缝中的流量,m。/s;为裂缝条数。Kirchoff第二定律是压力连续准则,对于横向上的任意两条裂缝,忽略各裂缝之间液柱高度造成的压差、摩擦阻力、射孑L压降,则任意两个裂缝之间的压力关系为:式中:/xp为第条裂缝内的净压力,Pa;为任意裂缝端部的闭合应力。/xp,可以根据第一部分的内容计算出来,联立式(9)、(10)两个式子,结合裂缝的延伸压力,可计算每个裂缝的具体分流流量。、滤失规律的研究多条裂缝存在时,假设在均质地层的情况下,最外面的两个裂缝面的滤失情况与里面被包裹状态的裂缝面的滤失情况必然不同。首先考察滤失系数的计算原理:压裂液向地层滤失受3种机理的控制,与之相对应地,影响综合滤失系数(C)的3个因素就是受压裂液黏度数控制的滤失系数(C),受地层流体压缩性控制的滤失系数(C)和造壁性滤失系数(C。)。从他们的表达式来看,滤失系数与缝内外的压差(Axp)密切相关,没有压差就没有滤失。对于同方位的多个裂缝而言,最外面的两个裂缝面的滤失是不受影响的;但是对于内部的裂缝壁面而言,由于裂缝之间所束缚的岩石空间比较小,在压裂初期,裂缝壁面有一定的吸收液体的能力;随着时间的推移,流体滤失进入岩石以后,如果不能够扩散出去,将迅速增加岩体内部的压力,减小缝内外的压差,造成滤失的减小甚至丧失。对于不同方位的多个裂缝而言,裂缝之间的捕捉岩石较多,而且与无限远处岩体连接的流通通道较宽,在压裂的初期,各个裂缝两边的滤失规律(滤失系数)可以认为相同。、;随着时间的推移,流体滤失进入岩石以后,如果不能够扩散出去,将迅速增加岩体内部的压力,减小缝内外的压差,造成滤失的减小甚至丧失。对于不同方位的多个裂缝而言,裂缝之间的捕捉岩石较多,而且与无限远处岩体连接的流通通道较宽,在压裂的初期,各个裂缝两边的滤失规律(滤失系数)可以认为相同。不妨将多个水平裂缝得到的结论拓展到多个纵向裂缝同时延伸时的裂缝参数的变化规律。这样,计算一个三维裂缝延伸的裂缝参数,根据上述理论反算裂缝的条数与其它参数,但上述理论将裂缝的转向摩擦阻力看作是裂缝条数的增加造成的,因此,有欠妥当。,而且裂缝延伸轨迹类似、间距一致,如图2所示。此时最关键的问题是计算裂缝之间的闭合应力的影响与滤失规律的变化。该裂缝所处位置的闭合应力,加上其他裂缝对本裂缝作用的应力,构成总的闭合应力。假设有两条裂缝,其中单元分别表示为、,两条裂缝相互影裂缝的延伸轨迹与单条裂缝的延伸方法相同;同方位的多裂缝的分流流量基本一致。至此,可以得到完整的同方位多裂缝同时延伸的模型。,不同方位延伸的多个裂缝的显著特点是,各个裂缝相距有一定距离,缝口闭合