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压裂优化设计技术

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优化 设计 技术
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13 6 0 03 6 5 03 7 0 03 7 5 03 8 0 03 8 5 0岩石类型50 1 0 0应力 ( M P a ) 模量 ( M P a )0 . 1 0 . 5泊松比 地层参数页岩页岩页岩页岩页岩页岩砂岩砂岩25 50 75 1 0 0 1 2 5 1 5 0 1 7 5 2 0 0 2 2 5 2 5 0 2 7 5裂缝中支撑剂浓度 ( k g / m 2 )0 0 . 5 0 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0 3 . 5 4 . 0 4 . 5 5 . 0支撑剂浓度 ( k g /m 2 )1 0 1缝宽剖面 ( c m )裂缝长度 ( m )支撑缝长 ( m )裂缝总高度 ( m )支撑裂缝总高度 ( m )裂缝顶部的深度 ( m )裂缝底部的深度 ( m )平均裂缝宽度 ( c m )平均支撑剂浓度 ( k g /m 2 )等效多裂缝数目 无因次导流能力 2 2 6 6 . 17 6 . 83 7 0 2 8 6 1 7 15 1 3 2 3( 1)压前资料分析分层地应力剖面分析软件: 利用测井、录井数据进行压前地应力分析与预测,优化射孔井段,优化人工裂缝剖面。全三维模拟软件 —— 裂设计、压裂分析、产能预测。更真实的模拟人工裂缝在地层中的延展。( 2)优化压裂设计(设计工具配套化、设计手段科学化)拟三维校正软件 —— 裂设计、压裂分析(现场小型压裂测试解释)、产能预测。压裂优化设计技术压裂设计流程: 压前资料(测井、录井、测试)处理分析 —— 优化压裂设计(规模、材料、工艺) —— 压后效果评估(进一步优化压裂设计)2压裂优化设计技术(4)压前小型压裂测试诊断技术 —— 求取地层真实参数、指导主压裂施工利用小型压测试技术建立压裂诊断模式和现场快速解释方法,通过压裂 4个特征参数的确立指导主压裂施工。①近井带摩阻 合压力梯度 失系数 量微裂缝 ce p (m?0. 0 44 88 1 32 1 76 2 20 020 060 01 00 1 防膨液测试 冻胶液测试d 地面压力 [(MP a)(d/地面压力 [((G d/地面压力 [(%) Pa/ 4 .0 6 .3 净压力估算值: P — 数值试井解释(系统试井),压后试井评估;井下关井,采用一定的油气井生产制度,利用压力及流量数据,求得地层的真实渗流参数( 裂缝半长、表皮系数、渗流半径、导流能力等 )用来评价压裂效果。拟系统试井软件 —— 数值试井解释(试采、生产数据),压后试井评估;利用生产或试采数据,模拟( 裂缝半长、表皮系数、渗流半径、导流能力等 、最终采收率)。不占井,但存在多解性。( 3)压后压裂效果评估压裂优化设计技术41、多裂缝压裂工艺技术技术原理: 在应力、力学性质有利条件下,近井地带形成不同区域、方位多条裂缝。适应条件: 低渗、低孔喉复杂岩性油藏。工艺技术: 主要应用高强度暂堵剂(水溶性固体)应用效果: 自 2009年针对特低渗透油藏应用 70多井层,平均单井与常规改造井相比产能提高 30%以上。提高油藏泄油面积压裂技术K=1000效于 储层渗透率提高52、缝网压裂工艺技术技术原理: 在应力、力学性质有利条件下,缝内(沿裂缝走向)形成多处网状裂缝适应条件: 低渗、低孔喉复杂岩性油藏。工艺技术: 调整缝内“净压”,采取相应工艺技术快速改变缝内压力。应用效果: 2010年,针对特低渗透油藏试验 16井层,现场试验取得成功并取得较好效果,平均单井与常规改造井相比产能提高 50%以上。提高油藏泄油面积压裂技术缝内多裂缝的工艺技术,形成缝内“缝网”效应,提高特低渗透油藏的渗流面积“缝网 ” 系统形成示意图近井筒缝网裂缝内多处出现缝网63、振动压裂工艺技术提高油藏泄油面积压裂技术技术原理: 物理法水击振动 ,瞬间在近井地带形成网状裂缝,适应条件: 岩石致密、压力高,油水井近井地带污染严重应用效果: 现场应用 500多井次,有效降低施工压力、降低注水压力,增产效果显著振动所产生的水击压强远大于地层的破裂压力和井筒周围地层的最大主应力,使井筒地层振动后产生一些新的微裂缝,振动以后马上开始进行正常的水力压裂施工,高压液体作用于振动产生的微裂缝,将这些裂隙延伸、扩展并可能被保留下来,提高近井裂缝导流能力。7重复压裂工艺技术1、造新缝工艺技术技术原理: 封老缝压新缝在储层中形成新的流体流动通道,沟通未动用的油气层。适应条件: 具有一定物质和能量基础的注水开发后期老油井。工艺技术: 主要应用高强度暂堵剂(水溶性固体)应用效果: 平均每井增产 2倍以上目前吉林油田老区已进入开发后阶段,大部分油藏属于低渗透,经过多年注水开发效果呈现产能低、含水高、采出程度低的特性,为了有效挖掘较高的剩余潜能,每年需要进行 1000井层重复压裂改造,为吉林油田老油田稳产开发提供技术保障。001高单井产能、调整注采关系重复压裂工艺技术该项技术应用于大 27区块 3个注采单元 16口井进行重复压裂,单元注采系统调整有效率 93%。统计 270天改造井平均增油 元内相应油井平均提高 13个注采井组产量由改造前呈递减的趋势转变为整体稳升的趋势。以油水井注采单元为实施对象,建立单元局域内复杂应力场的分布状况,结合砂体沉积微相、动态分析、原裂缝改造、开采现状、剩余物质基础等资料,优选单元内最佳条件的改造井、评价裂缝转向的方位、确定多区域裂缝的延伸趋势。优化利于完善对应油水井注采关系的压裂规模,实现重复压裂工程技术与老油田油藏地质条件有机结合。技术原理: 依据局部应力场状况,选择有利方位造新缝。适应条件: 具有一定物质和能量基础的注水开发后期老油井。工艺技术: 主要应用高强度暂堵剂(水溶性固体)应用效果: 平均单井产能提高 2倍以上,相应注采关系得到有效改善。 应力场与新缝延伸示意图9压前: 振动压裂工处理减少缝口由于瞬间破裂扩张的惯性作用造成高度过大过程中 : 增加顶、底部隔层强度针对隔层遮挡能力比较弱特性,采取相应增强顶部与下部隔层的工艺技术。 变压裂液粘度流体粘度与裂缝高度成正比,因此在前置液和低砂比阶段设计不同粘度压裂液体系 优化射孔工艺技术选择有利部位,尽可能避免削弱隔层遮挡强度。 变排量工艺技术施工排量与裂缝纵向扩展程度呈正比,因此在注入初期、低砂比期间、高砂比阶段,设计不同规模的注入排量。压后: 强制闭合快速返排压后短时间内进行释放压力,促使裂缝在泥岩无效区快速闭合,提高裂缝有效支撑实现合理压裂规模压裂配套技术1、控制裂缝纵向扩展多方面、多环节控制裂缝高度102、控制裂缝单翼扩展工艺技术实现合理压裂规模压裂配套技术技术原理: 控制单翼裂缝延伸,也就是控制单翼裂缝内净压力升高 , 产生桥堵作用,在地应力决定条件下使裂缝转向,从而压裂液转向进入原始相对高的另一翼内延伸。适应条件: 两翼区域平面应力差值范围 2290%。确定了裂缝单翼延伸的可控程度及延伸趋势(方向)。依据地质可控程度及工程控制必要因素,采取相应工艺技术控制裂缝对称性。裂缝扩展示意图………………...………………...………………...………………...………………...………………..向剂颗粒进入井筒的炮眼,部分进入地层中的裂缝或高渗透层,在炮眼处和高渗透带产生滤饼桥堵,可以形成高于裂缝破裂压力的压差值 ,使后续工作液不能向裂缝和高渗透带进入,从而压裂液进入高应力区或新裂缝层,促使新缝的产生和支撑剂的铺置变化。产生桥堵的转向剂在施工完成后溶于地层水或压裂液,不对地层产生污染。技术原理: 应用高强度转向剂桥堵物性相对的油层,压开相对物性差的油层适应条件: 难以用工具分压的物性差异较大的多层分压储层工艺技术: 主要应用高强度转向剂(水溶性固体)应用效果: 此类油藏普遍存在,应用此项技术有效地提高了单层压裂开发效果,并依据压裂过程分析,成功率 >95.
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