暂堵压裂技术服务方案样本Word格式文档下载.docx
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行地层应力及岩石力学性质分析，在对储层压裂改造的施工参数、压裂规模及压裂方式进行设计方面具有很重要的意义。
二技术指标及检测评价结果
1岩石力学参数测定
以下是我公司组织经过对延长油田的5块岩心进行了静态岩
石力学参数测试得出了岩心静态力学参数数据：
序号
岩心号
加载
卸载
弹性模量
4
（x10MPa）
泊松比
1
延930-1
1.92
0.18
2.34
2
延441
1.77
0.26
2.1
0.24
3
延145-1
1.59
0.17
2.09
0.16
安7-1
1.52
0.22
2.19
0.14
5
安2
1.38
0.23
1.63
0.2
表1延长油田部分岩心静态岩石力学参数测定结果表
经过对该油田的5块岩心的静、动态力学参数测试得出该区
块静、动态弹性模量和泊松比平均值为：
静态加载：
e=1.636x104MPa（=0.212
静态卸载：
e=2.07x104MPa（=0.184
动态：
e=2.03lx10MPat=0.231
把由测井数据求得的动态岩石力学参数与静态岩石力学参数相比后发现：
动态岩石力学参数普遍比静态岩石力学参数要大，但相差不多，因此在后面的应力计算中，能够根据实际资料情况来选定参数。
2地应力测试
下表2是我公司组织专业队伍对延长油田的5口井的水力压
裂基本数据及地应力计算结果。
由表中能够看出：
5口井的最大主
应力和最小主应力差值在1〜7MPa之间，差值很小，说明该油田的重复压裂裂缝转向的可行性很大。
井名
H
（m）
VCi（%）
E
（MPa）
St（MPa）
P（MPa）
Pp（MPa）
Ps（MPa）
ah
2157.61
9.26
19200
7.7185
40.111
24.165
31.239
37.159
1946.20
22.44
17700
7.7959
37.201
21.797
29.207
36.418
2162.83
13.69
15900
6.5973
43.779
24.223
34.029
40.681
2118.21
24.31
15200
6.7777
40.058
23.723
30.012
33.031
.05
20.83
13800
6.0134
25.415
22.501
21.323
22.066
表2延长油田水力压裂数据及地应力计算结果
经过研究发现，要提高重复压裂改造效果，就必须突破原有裂缝方位和范围，产生新的支裂缝，沟通高含油区，要达到这种目的，重复压裂就必须克服地应力对压裂裂缝的控制作用，必须
克服最大主应力的作用在原有裂缝壁面压开一条新的支裂缝，或
沟通更多的微裂缝，从而实现扩大油井泄油面积，提高重复压裂改造效果的目的。
由于当时的技术很难实现，因此提出了缝内转向压裂工艺。
暂堵缝内转向压裂工艺技术主要是综合考虑岩石力学参数和地应力特征分布，经过在压裂过程中，加入油溶性暂堵剂，利用暂堵剂在裂缝中的桥堵作用,使裂缝内产生升压效应,达到沟通微裂缝或造新缝的目的,从而实现沟通”死油区”,扩大油井泄油面积的作用。
同时促使压裂裂缝向注水水线方向靠近,缩短了注水见效时间,提高了注水见效效果,使油井在增产的同时能够保持稳产。
实施转向重复压裂能够在储层中打开新的流体流动通道,更大范围地沟通老裂缝未动用的油气层,大幅度增加油气产量,进一步提高油藏的开发效果。
根据弹性力学理论和岩石破裂准则,裂缝总是沿着垂直于最小水平应力方向启裂,因此,重复压裂井中的应力场分布决定了重压新裂缝的启裂和延伸。
垂直裂缝井中,张开的初次人工裂缝产生诱导应力以及生产活动引起的孔隙压力变化改变了油气井周围的应力分布状况,当诱导的应力差足以改变地层中的初始应力差,则在井筒和初始裂缝周围的椭圆形区域内应力重定向:
初始最小水平应力的方向可能转变为当前最大水平应力方向,而初始最大水平应力的方向则变为当前最小水平应力方向。
因此,重复压裂能够形成新的裂缝。
把重复压裂前井筒及裂缝附近的总应力场看作以下四种应力场的叠加:
（1）原地应力场也就是未扰动的原始地应力场;
（2）初次人工裂缝所诱导的应力场;
（3）孔隙压力变化所诱导的应力场;
（4）温度场变化所诱导的应力场
由上可见,重复压裂井中的应力场分布决定了重复压裂新裂缝产生的最佳时机、起裂位置和方位、新裂缝延伸方向和延伸轨迹以及新裂缝的裂缝长度等。
3现阶段延长区域油田实现锋内转向压裂的地质条件1．延长油田地层储量丰富;
延长油田截止底探明含油面积:
989.86km2,探明地质储量:
5.0592x108t,动用含油面积580knt动用地质储量3.4189x108t,8
可采储量0.8303x108t,采收率24.6％,剩余可采储量
8
0.4451x108t。
2．延长油藏低渗透储层微裂缝较为发育;
经过对该油田33口井的岩石观察,有14口井见到裂缝。
其中有8口井见到垂直缝,多数为一条缝,缝长30-lOOcm,开启缝宽0.3-1.Omm。
水平缝多为成岩缝，呈组合出现，出现水平缝的砂层厚度一般为5-lOcm,缝长小于1cm,开启缝宽0.3-0.6mm,裂缝密度2条/cm。
在薄片观察中也发现有含量在0.1〜0.5%的微裂缝。
在油藏的形成过程中,裂缝提供了油气运移的通道。
裂缝的存在控制了油气富集和油气的产量,而且改进了储层的储集性能。
3.延长油藏储层水平地应力差较小，仅1-7MPa左右。
较小的水平应力差可使在较低的缝内净压力情况下产生新裂缝的开启;
4.该油藏低渗透储层上下泥岩层遮挡条件较好,从压裂前后井温测井、裂缝监测结果都可反映出,水力压裂所形成的裂缝高度基本被控制在储层范围内
以上这些储层条件为实现缝内转向提供了较为有利的技术基
础。
4影响缝内转向重复压裂效果的因素分析
当前，随着延长油田的深入开发以及近几年的缝内转向重复压裂的实施，分析认为要提高缝内转向重复压裂效果，就必须从
选井选层、方案设计、现场施工等多方面进行充分考虑，才能提
高措施的有效率。
经认真分析总结，认为影响缝内转向重复压裂效果的因素主要有以下几点：
4.1油层物性和油层有效厚度是一口井地层状况的直接反映，
是制约重复压裂效果的主要因素。
对于低渗透油田来说，油层物性的好坏决定了流体在储层中的流动能力，同时对于同一区块油层
有效厚度大的井，其地质储量也就比较丰富，剩余可采储量相对较高，其重复压裂增产的潜力也就越高。
在重复压裂井中，当前
除延441和安7-1井实施暂堵重复压裂后无效以外，其它几口井措施后都保持较好的效果。
下表3是实施缝内转向重复压裂的6口
井的油层基本情况。
井号
砂体
跨度
油层序度Cfn）
肘孔
（mD）
前状加
延930-1
13.6
IZS
4.5
0,017
18.0
20.0
1£
441
13.0
7.4
£
0.005
21.0
為”D
2.2
ft145-1
119
to.o
0.010
辭
30.01
22A
12.4
60
0.006
32,0
2.0
S2
200
14,0|
T9
0,013
2L0
320
1.0
长1
15.0
8.0
D.02
16.0
23.0
2J
表3实施缝内转向重复压裂的6口井的油层基本情况
为了分析清楚以上6口井增产的效果，选取6口井措施后的月
平均产量进行对比，如表4所示
序号
暂堵制加ftCAX：
｝
煽
捲施后|
油⑷
备注
日产
JR（0
含水（%）
日产液0）
口产渤
230/50
0,99
03
14.7
3.75
2.13
5J
L93
280/60
皿
LJ4
$
1.73
122
无效
延14E
300/45
1.36
]
B.2
4.99
3.54
16,6
2.54
300/50
2AI
1.9K
3.8
1.95
1.55
6.5
345/4S
1.91
1.57
3.5
5」：
5.5
2.94
6
300
0J9
042
27.4
"
2.88
L33
n
121
表4延长油田实施缝内转向压裂效果统计表
从上表4能够看出，当前除延441和安7-1井措施后产液量较措施前变化不明显外，其它4口井的产液量都有大幅度增加，其增油效果也比较明显。
对以上6口井的油层物性进行对比，延441井的油层物性比较差，其渗透率仅为0.16mD,油层有效厚度为7.4m,从措施后的生产过程能够看出，该井措施后初期产量较好，后产量迅速下降，稳产时间短，当前日产液1.73m3,日产油1.22t,日增油0吨，说明油层物性和油层有效厚度是影响重复压裂效果的一个重要因素。
4.2油井措施前含水情况反映了该井的注采情况和重复压裂后裂缝的形态。
我们有一口井在措施前含水达到了27.4%,因此造成重复压裂后该井的含水也比较高，影响了增油效果。
下图是该井压裂井的井下实时监测时压裂全过程压力、温度随时间变化曲线图。
2014-08-^12X03蔔g加同8皿懾HODMklg逊埒gOQ血Kh傅泗讹诒QG期心加DO
OimiM
从图中不难看出，该井在压裂过程中，压力上升幅度特别小,因而增产幅度也不是特别大，分析其原因主要是因为该压裂井在实施措施前油层含水太高，因而影响了压裂过程中暂堵压力的上升。
因此重复压裂井在措施前选井时要充分考虑油井的含水高低,
经过统计，一般油井含水率大于30%的井，由于其井网的不规则性以及注水过程中水驱的特征，使裂缝主向和侧向的油井见水速度不同。
对于措施前裂缝主向注水见效比较明显的井，在选井时要
慎重选择。
因而重复压裂选井时要充分考虑该井在重复改造前含水上升的问题，以提高措施效率。
4.3油井的剩余可采储量是油井增产的物质基础。
延长油田经过多年的开发，随着油井的采出程度的增加，剩余可采储量不断减少，对重复压裂的增产也带来的困难。
当前延长油田总体上处于开发中期，可是由于各区块油井可采出程度的不
同，也造成了各区块重复压裂效果上的差异。
延441井是延长油田志丹县的一口重复压裂井，于6月30日
进行了现场施工，加入暂堵剂后压力上升了7MPa,实现了缝内转向压裂工艺的设计思路。
图5是延441压裂井的压裂前期压力、温
度随时间变化曲线，图6是延441压裂井的提高排量和加入暂堵剂后的压力、温度变化曲线。
图5延441并压裂前期压力、温度随时问变化曲线
曲线
对比图5和图6能够得出:
由于排量的提高和暂堵剂的加入,压裂过程压力波动较大,出现多次压力峰值,提高排量和暂堵剂加入初期压力峰值为45.991MPa,结束二次峰值为46.788MPa、46.974MPa。
提高排量和暂堵剂的加入井下压力变化明显，压力的
提高和变化有利于改进人工裂缝和提高布砂质量。
分析延441井实施暂堵压裂后,压力上升快的原因主要是因为该压裂井的地层压力系数比较大,油井的剩余可采储量比较丰富。
经过计算,该井的地层压力系数达到了0.9504,因此经过改造措施后,增产幅度特别大,日增油达到了2.54t。
延441压裂井的地层压力系数为0.9727,日增油也达到了2.94t。
因此,油井的剩余可采储量是油井增产的物质基础。
5暂堵剂优选
5.1暂堵剂堵桥原理暂堵剂是以颗粒材料桥堵原理为依据开发的缝内转向材料,在重复压裂施工中加入暂堵剂后,由于水力压裂裂缝在井筒附近动态缝宽最大,距离井越远裂缝宽度越来越小,当暂堵剂和支撑剂同时以一定比例进入压裂裂缝后,在支撑剂刚性和暂堵剂塑性的共同作用下,暂堵剂固体颗粒粒径大于裂缝动态宽度的1/3-2/3时,暂堵剂固体颗粒就会在该处形成桥堵,并挡住后续暂堵剂颗粒前进的道路形成堆积,随着后续暂堵剂的继续加入,产生桥堵和堆积的暂堵剂颗粒越来越多,在裂缝主通道形成一定厚度和长
度的堵塞带，阻碍和限制了裂缝的继续延伸和发展，处于井筒和
堵塞带之间的裂缝体积内随后续携砂液的继续加入，裂缝净压力
不断升高，当裂缝内净压力达到微裂缝开启压力或新缝破裂压力时，微裂缝或新缝就会开启，随后续携砂液的继续加入，微裂缝或新缝就会延伸和扩展成为新的支裂缝。
颗粒材料桥堵原理认为，
当架桥粒子粒径d与孔隙平均孔径D的1/3~2/3匹配时，即：
d>
1/3D~2/3D地层孔喉处的桥堵最为稳定，如图7所示。
3dMD2d2D
图7桥堵示意图
借用固相颗粒在地层孑L喉架桥的屏蔽桥堵原理，当固相粒子的尺寸为裂缝宽度尺寸的2/3时，可稳定架桥于堵塞裂缝，当
固相粒子尺寸为裂缝宽度的1/3时，固相粒子可深入裂缝内部堆
积形成桥塞。
两者结合，便能有效而牢固的桥堵住孔隙。
依据桥堵
原理，结合水力压裂实际情况，利用暂堵剂塑性和支撑剂刚性，经过水力压裂施工参数控制，实现水力压裂缝内桥堵，从而实现提高水力压裂裂缝净压力的目的
5.2缝内暂堵剂的选择
缝内暂堵剂是决定缝内转向压裂工艺是否成功的关键,依靠缝内暂堵剂实现裂缝延伸的暂时停止,达到在裂缝内某一位置实现裂缝转向的目标。
缝内暂堵剂性能应满足以下条件:
（1）缝内暂堵剂能在一定温度下软化,在一定压力下易变形。
即能与老裂缝中的残留固相、压裂液中的支撑剂一起形成理想封堵。
（2）要求缝内暂堵剂有良好的粘弹性,可溶于原油或地层水,残余在缝中的暂堵剂易返排,保证泄油通道畅通。
缝内暂堵剂是实现人工提升裂缝内压力的主要材料,经过大量的室内试验和材料研究,认为油溶性缝内暂堵剂比较适用于长庆油田中低温地层条件下使用。
因为油溶性缝内暂堵剂具有不粘泵、易泵送、封堵效果好、油溶性好、易返排无伤害的技术特点。
5.3暂堵剂优选室内评价
室内对A、B和C三种用于缝内转向压裂的暂堵剂进行了性能评价。
缝内暂堵剂所要具备的主要物理性能是:
（1）常温下缝内转向剂为固体颗粒,具有一定的硬度和强度,受力情况下呈现脆性破坏,不粘泵;
（2）当温度达到一定值时,转向剂颗粒软化,在受力时出现塑性变形;
（3）随水力压裂排液和抽汲过程,缝内暂堵剂可完全溶解后排
为了明确这三种暂堵剂的各项性能指标，在室内模拟地层条
件下对它们进行了各个方面的性能测试，主要包括热稳定性、配
伍性、压力模拟、溶解性、返排能力及封堵能力等。
5.4常规性能测试
首先，对三种暂堵剂的常规性能进行了测试，主要包括暂堵
剂的密度、软化点、熔化点、溶解能力及颜色等，所测结果见
表4和图8所示
名称
颗粒密度
（g/cm3）
软化点
熔化点
溶解能力（煤油）
颜色
A
1.06
40
58
可溶于油
浅紫红色
B
L44
/
!
韶于4G不溶于油
深紫红色
C
1J0
微解于油
棕黑色
表4三种暂堵剂常规性能表
图8暂堵剂外观图
为了实现油层保护,降低压裂伤害,并能成功实现缝内转向压裂工艺技术,压裂液的性能是一项主要的性能指标,它的流变性和携砂性决定着裂缝内砂堤的形成时机及施工的规模能力。
室内根据延长油田储层特点,改变油层的温度、物性及流体性质,研究出与该工艺技术相匹配的、适合延长油田储层压裂的低伤害压裂液配方体系。
压裂施工表明该压裂液体系具有伤害率低、抗剪切的特性,完全可满足水力压裂施工要求。
6暂堵压裂技术指标
老油田经过多年开采以后,一些老油井原来的人工压裂裂缝根本没有能够重新挖掘的可能,针对这类油井,只有在老
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