马新仿 非常规油气藏复杂缝网压裂机理共75页文档
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压裂施工工艺培训资料一、水力压裂的基本原理油层水力压裂一般是指利用液体传压的原理,在地面用高压大排量的泵,将具有一定粘度的液体以大于油层所能吸收的能力向油层注入,使井筒压力逐渐增高,当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时,油层就会形成一条或几条水平的或是垂直的裂缝。
当裂缝形成以后,随着液体的不断注入,裂缝还会不断地延伸和扩展,直到液体注入的速度与油层所能吸收的速度相等时为止,此时若取消外力裂缝还会重新闭合。
为了保持裂缝处于张开的状态,随压裂液注入的同时混入一定比例的具有较高强度的固体颗粒做支撑剂来支撑裂缝。
由于支撑是经过严格筛选的,它具有良好的粒度和强度,沉淀在裂缝中,使改变了井筒附近地层的导流能力,从而降低了液体由地层流入井筒的阻力。
二、水力压裂目的和作用油层水力压裂的目的在于改造油层的物理结构,人为地在油层中形成一条或几条高渗透能力的通道,以降低近井地带的流动阻力,增大渗流能力,使油井获得增产效果。
对油层进行水力压裂有以下作用:①解除钻井或修井过程中由于压井液造成的油层污染和堵塞。
②改善厚油层上下渗透性不均匀的层内矛盾。
③提高低渗透油层的渗透能力,调整油井的层间和平面矛盾,改善开发效果;④扩展和沟通油层原有的裂缝和通道,提高油井的产油能力和注水井的吸水能力三、水力压裂效果评价水力压裂效果评价可以从三个方面进行评价:裂缝状况(几何尺寸、导流能力等参数)压后产量变化,经济效益。
水力压裂效果评价的意义:1.小型压裂:获取地层参数、用来指导以后的压裂设计。
2.压裂施工结束后:确定几何裂缝的尺寸,3.产量评价:计算经济指标、优化压裂规模。
评价的结果可以验证或修正水力压裂中使用的规模、选择压裂液、确定加砂量、加砂程序、采用的工艺以及开发方案等,进而降低压裂成本和提高油气采收率,达到开采油气的目的。
根据所选的模型压裂效果评价参数如下:裂缝的长宽高、裂缝的导流能力、压裂液的滤失系数、产量、计算压裂收益。
四、泵注期间压力分析4.1施工压力和时间的关系4.1.1裂缝宽度方程2.52.5缝宽剖面 (cm)330033253350255075100125裂缝中支撑剂浓度 (kg/m2)00.60 1.2 1.8 2.4 3.0 3.6 4.2 4.8 5.4 6.0支撑剂浓度 (kg/m2)4.1.2裂缝内压力方程裂缝内压力梯度取决于压裂液的流变性、流速、缝宽。
油井压裂工艺原理及工艺解析摘要:油井压裂改造工艺是现代油田在进行实际勘测、开采、开发中广泛应用的、关键的增产措施,通常在油田的实际生产中,因为地质条件、油层等方面的特点,这项工艺也会随之出现变化。
现代对压裂工艺进行有效的完善与普及,对于油田企业扩大产能、提高产量是非常有帮助的,更能让有效的石油资源获得更为充分的使用。
关键词:油井压裂;工艺原理;工艺方法解析;一、现代压裂工艺的阐释压裂工艺一般使用地面上的高压泵组,往油井中注入排量高于底层吸收能力的高粘度液体,让其能够在油井底端形成高雅,在形成的高雅高出底层本身破裂的压力时,就会在油井底部产生一条或者几条裂缝,在压裂液体进入到这些裂缝中以后,基于支撑剂发挥的作用,能在油井底端形成一定的裂缝空间,其在高压泵停止之后也不会出现闭合。
这样的裂缝空间有非常好的导流作用,使油井渗流的状况被有效改善,实现增产、增注的目标。
二、压裂工艺的增产原理因为地球表面的地质构造较为复杂,具有非均质性,所以油井难以让地层中的所有石油储集区实现沟通相连,也无法让油井实现最大的产能。
而是用油井压裂工艺,能在油井底端造出一个人工裂缝,这个裂缝空间能联通地层中的各个石油储集区域,其能让油井拓展供油面积,既减少了油井数量,更切实节约了成本投入,最终实现增产的目标。
另外,压裂工艺产生的裂缝空间,能切实避免由于钻井、生产等环节中引起的石油储层污染,导致石油产量被降低的情况,确保石油质量的同时更提高了石油产量。
三、压裂工艺的原理(一)压裂工艺的发展压裂工艺最早产生与美国,初期的压裂操作中充当压裂油的是原油,现在这项工艺所使用的设施、压裂液、支撑剂等有已经得到了有效的创新,工艺技术也更为多样。
现代实际操作中使用的压裂液一般是水基、油基、乳状压裂液以及泡沫等。
压裂工艺最早在我国进行实际应用是上世纪70年代,而我国现代压裂工艺已经排在国际前列。
这项技术在未来的发展中,会对压裂液、支撑剂的使用效率进行有效的提升与优化,对多项技术综合的大型化、综合化发展。
体积压裂体积压裂是在水力压裂的过程中,通过在主裂缝上形成多条分支缝或者沟通天然裂缝,最终形成不同于常规压裂的复杂裂缝网络,增加井筒与储集层接触体积,改善储集层的渗流特征及整体渗流能力,从而提高压裂增产效果和增产有效期。
其主要特点有以下几点。
(1) 复杂网络裂缝扩展形态常规压裂以形成双翼对称裂缝为目的,在致密油藏中垂直于裂缝面方向的基质渗流能力并未得到改善。
体积压裂的裂缝是在三维方向卜形成相互交错的网状裂缝或者树状裂缝,在缝网区域形成一定的改造体积,增大了泄油体积。
(2) 复杂渗流机理油气在复杂缝网中的渗流机理至今仍没有理想的研究成果。
文献[7」研究了页岩基质向复杂缝网中的渗流,考虑裂缝中达西流和基质中扩散流的双机理渗流以及压敏性对渗透率的影响,建立了天然裂缝发育的双重孔隙度模型,但求解用拟压力的方法进行了标准简化。
目前比较主流的观点是采用分形理论来精确刻画缝网内的渗流特性,利用缝网中主裂缝与次裂缝的自相似性,建v.油气在复杂缝网中的渗流模型。
(3) 裂缝发生错断、滑移、剪切破坏剪切缝是岩石在外力作用下破裂并产生滑动位移,在岩层表面形成不规则或凹凸不平的几何形状,具有自我支撑特性的裂缝。
体积压裂过程中裂缝的扩展形式不是单一的张开型裂缝,当压力低于最小水平主应力时,产生剪切断裂。
(4) 诱导应力和多缝应力干扰裂缝发生转向当裂缝延伸净压力大于2个水平主应力的差值与岩石的抗张强度之和时,容易在主裂缝卜产生分叉缝,分叉缝延伸到一定距离后又恢复到原来的裂缝方位,最终多个分叉缝便形成复杂的裂缝网络。
体积压裂能否形成复杂网络裂缝,取决于储集层地质和压裂施工工艺两方面因素。
1.1地质因素(1)储集层岩石的矿物成分储集层岩石的矿物成分会影响岩石的力学性质,从而影响裂缝的起裂方式和延伸路径。
研究证明,硅质含量较高、且钙质填充天然裂缝发育的页岩最易形成复杂缝网,增产效果好。
黍占土矿物含量较高的页岩或者缺少硅质和碳酸盐岩夹层的储集层实现体积压裂非常困难‘2’。