老井重複改造及體積壓裂推廣實施方案

2023-02-03 00:30:05 字數 1969 閱讀 3140

一、重複壓裂

1、機理

根據彈性力學理論和岩石破裂準則可知:水力壓裂裂縫面總是垂直於最小主應力方向。基於儲層岩石為線彈性體假設條件,重複壓裂前儲層應力場是在油藏開發前的原地應力場基礎上,疊加了水力裂縫誘導應力場和生產過程中引起的應力變化。

垂直裂縫井重複壓裂前,由於初次人工裂縫產生的誘導應力和油氣井生產過程中孔隙壓力降低引起儲層應力下降,導致了井眼處及近井眼處應力方向發生了轉向。因此,近井應力分布使重複壓裂新裂縫垂直於初次裂縫起裂是可行的,然而,這個影響僅僅適用於距離井口的有限距離。重複壓裂新裂縫的繼續延伸過程中,儲層中的應力分布在不斷變化,並直接影響和控制著裂縫延伸方向:

(1)鄰井裂縫和初次裂縫對應力場的影響。由於鄰井裂縫和前次支撐裂縫的存在導致原地應力場的改變,從而引起新裂縫的重新定向,這個結論已被公認。地應力場受鄰井裂縫影響,地層中存在的支撐裂縫將改變井眼附近應力分布,使重複壓裂裂縫的起裂方位垂直於初次裂縫方位,離開井眼一定範圍再發生轉向,以平行於初次裂縫方位延伸。

(2)孔隙壓力的改變也會影響新裂縫的重新定向。在原地應力沒有起控制作用的情況下,裂縫會轉向區域性孔隙壓力更高的方向。在靜態條件下,靠近裂縫末端的區域性孔隙壓力梯度控制了裂縫的發育方向;裂縫的發育方向是由孔隙流體擴散到基質,引起原地應力改變所決定的。

這種現象引起應力強度因子隨時間而變,而應力強度因子是支配裂縫發育速率和方向的乙個重要因素。

(3)、地層引數各向異性對應力場的影響。地層引數各向異性對重複壓裂的影響:水平滲透率各向異性導致了大規模的應力改變,如果前次裂縫是定向在高滲透率方向,那麼這種現象對於重複壓裂是有利的;彈性模量的各向異性對應力的重新定向也有一定影響。

由於裂縫所引起的區域性孔隙壓力對裂縫發育方向的影響在滲透率各向異性油藏有所改變。在施工過程中,正延伸的裂縫會偏離原方向,而向著最大滲透率方向延伸,但這種情況只在低應力差、低排量和高濾失條件下發生,這是因為壓裂液濾失引起背應力效應,導致區域性孔隙壓力改變,較高圍限應力在較高滲透率方向回公升,引起裂縫再次調整方向,正交於較高滲透率方向。

(4)、重複壓裂裂縫方位測試。重複壓裂可以形成新裂縫,復壓新縫與前次裂縫存在一定角度,但並不是相互垂直。孔隙壓力變化導致新裂縫近似垂直於前次裂縫或與前次裂縫成一銳角。

頁岩緻密氣井中的重複壓裂裂縫的方位,通過測斜儀的測量資料證明了重複壓裂裂縫方位變化規律:重複壓裂新裂縫方向從垂直初始裂縫縫長方向變為與初始裂縫縫長方向平行是乙個漸進的過程,而不是突然轉向並且為時間的函式。

2、重複壓裂工藝技術的選井條件

在壓裂的選井方面,目前國內雖然有一些模型和辦法,但均不成熟,目前選井大都停留在對地質的認識、構造的認識、結合產狀等方面上,無成熟、成功的量化標準。通過2008-2023年在長慶油田採油三廠的重複壓裂實踐,在選井選層上取得以下認識:

(1)儲層能量方面:選儲層**豐度高,儲量比較充足,但是經過一段時間的生產之後儲層能量變低,供液能力不足,需要裂縫改造改變洩油範圍,實現提高單井產量、水驅動用程度及採收率的目的。

(2)單井控制面積方面:選低滲油藏,單井控油面積大,油水井間距長,累計產液量比較多的井,壓裂效果會好一些。

(3)壓裂的時機方面:選近井地帶地應力已發生較大變化,初次壓裂支撐劑為石英砂,填充時間大都在4年以上的井。目前正是重新改造的最佳時機,通過幾口井的試驗,說明該技術適合長慶油田的地質特徵,具有一定的應用價值。

(4)在含水方面:在不了解油井對應水井水驅前緣位置的情況下,選低含水的井,效果相對比較好;在能確定油井周圍剩餘油分布的情況下,選注水弱見效的井,效果比較好;在不了解油井周圍剩餘油分布的情況下,選高含水井進行重複轉向壓裂存在一定的風險,需要進行見水分析,出水原因為地層水的井暫不考慮;對於出水原因為注入水,尤其是液量不變含水上公升的井作為首選,一般會見到好增產效果,而且能避免含水近一步的上公升。

(5)在開發動態方面:對開發動態表現為主應力方向很快見水,側向未見效,由於儲層物性存在差異,引起平面矛盾,可以在這些部位進行以轉向引效為目的的重複壓裂,提高側向動用程度;對開發動態表現為主應力方向明確,平面上注水突進方向明確,壓裂裂縫方位明確,側向油井通過提液引效,未見到效果的井可進行重複壓裂改造;對於經分析推測,明顯存在天然微裂縫的井,重複壓裂可溝通新的天然微裂縫。

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