复杂断块砂岩油藏中估算水力裂缝方位的动态分析方法及其应用

以二连地区阿南油田阿11断块为例,针对复杂断块油藏的特点,以注采井组为研究对象,综合应用注采动态曲线分析法,辅之以动液面资料、开发生产数据及油层的储渗特性参数等,由渗流机理推断出注入水的主要波及方向就是最小水平主应力的方位,进而可推断出水力裂缝的方位。经钻井井斜推断法及油藏数值模拟法验证,此方法可信度高,现场可操作性强。它为压裂的优化设计以及注水开发井网的调整和完善,提供了新的思路和方法。     

永北砂砾岩油藏水力压裂技术研究与应用

针对永北砂砾岩油藏储层水力压裂改造难点,开展了油层保护、砂砾岩岩石力学特征、人工裂缝扩展规律、缝高控制及暂堵降滤等项技术的研究,形成了一套行之有效的致密砂砾岩油藏储层水力压裂改造技术。该技术现场应用36口井,有效率94.4%,压裂效果显著。     

电位法井间监测技术在压裂裂缝监测中的应用

考虑五号桩油田特低渗油藏的整体开发井网部署,有必要对压裂过程中裂缝大小和方位进行实时检测,为此,结合油藏及现场地面概况,引入并实施了电位法井间检测技术.详细阐述了该技术的测试原理、测试仪器系统、测试工艺及后期数据处理方法;电位法井间检测技术共在五号桩油田应用5井次,其中,桩74-14-12井的裂缝检测认为该井主要存在两...     

低渗复杂断块整体压裂裂缝参数优化设计

低渗复杂断块油藏在进行整体压裂改造时，由于其地应力场分布复杂且井网形式不规则，常规整体压裂产量预测方法不再适用。为此，将油藏数值模拟中的新型网格结构——PEBI网格应用到整体压裂优化设计中，实现了不规则井网条件下任意方位裂缝的模拟，并证实了PEBI网格模拟水力裂缝相对于传统直角网格的优越性。根据濮城油田卫42断块压裂注采井网的实际特点，抽象出适用于复杂断块油藏的3种典型的注采井位关系，并在此基础上进行了裂缝与井网匹配关系和裂缝参数的优化研究。指出：在复杂断块油藏的整体压裂中，注采井位相对角度存在最优值，应根据具体地应力方向进行优化；远离断层区域地应力方向一致，应造长缝，断层附近区域地应力方向容易发生偏转，应重点优化缝长；就特低渗透复杂断块油田而言，注采相对井位、压裂规模对于开发效果的影响要远远大干裂缝导流能力的影响。图10表2参11     

地面测斜仪压裂裂缝监测技术及应用

了解压裂裂缝的产状、方位和倾角等参数对合理布置井网、优化压裂设计、科学设计井筒轨迹等具有重要意义。在水力压裂中,裂缝诊断技术是人们认识和评价压裂裂缝扩展的重要手段。地面测斜仪水力裂缝监测技术是常用的裂缝监测技术之一,可用来确定裂缝的形态、方位和倾角。针对火山岩储层压裂裂缝复杂的问题,采用地面测斜仪压裂裂缝监测技术对火山岩储层1口水平井压裂裂缝进行了监测,结果表明,火山岩储层压裂裂缝形态复杂,具有垂直缝、垂直缝和水平缝相交的复杂缝以及多裂缝等特征,因此,在压裂设计中,应充分考虑裂缝的复杂性,为优化压裂设计和布置井网提供指导。     

地面测斜仪在长庆油田裂缝测试中的应用

准确获取水力裂缝的方位、尺寸等参数对长庆低渗透油气田开发具有重要意义，地面测斜仪测试方法是目前国际上公认的最为先进的裂缝监测技术之一，它采用高灵敏度的仪器监测压裂裂缝对大地造成的变形，运用地球物理反演计算来确定裂缝方位、倾角及产状。与同类方法相比，地面测斜仪能准确测量裂缝的方位和产状。介绍了地面测斜仪测试机理、安置要求、技术指标。长庆油田在国内首次引进地面测斜仪监测技术并在苏里格气田和榆林气田试验2口井，获得了水力裂缝方位NW70°左右，并且裂缝存在约20%的水平分量。通过应用地面测斜仪监测技术，进一步认识到了水力裂缝延伸的复杂性，提高了压裂设计针对性和水平。     

页岩压裂裂缝网络预测方法及其应用

页岩储层天然裂缝发育,加上水力压裂所形成的复杂裂缝网络,可以为油气流动提供有效通道,然而复杂裂缝网络扩展对压裂裂缝识别与优化设计也提出了新的技术挑战。为此,综合考虑天然裂缝与水力裂缝相互作用、缝间"应力阴影"等影响,应用流体力学与断裂力学理论,建立了裂缝网络扩展模型(FNPM),实现了不同力学参数、不同天然裂缝等条件下裂缝扩展方位、几何尺寸、支撑裂缝面积等多指标预测。理论模拟和现场实例应用结果表明:①改造裂缝网络扩展受控因素多,地应力差、簇间距及净压力等参数决定了"应力阴影"效应的强弱,天然裂缝与水力裂缝之间的相互作用机理决定了改造裂缝网络的复杂程度;②地应力差相同时,簇间距越小,"应力阴影"效应越强,水力裂缝扩展偏离主应力方向,裂缝宽度减小,不利于加砂;③天然裂缝内摩擦系数、天然裂缝与水力裂缝夹角越小,净压力越高,天然裂缝越容易开启或剪切,增加了改造裂缝的复杂性;④裂缝扩展方向、裂缝长度二者预测具有较好的一致性,但受天然裂缝发育差异的影响,局部压裂段有一定的差异性。所提出的裂缝预测方法为页岩改造裂缝识别与后期压裂设计提供了技术支撑。     

低渗裂缝性薄层储层改造技术研究

针对大情字井地区低渗透、多断块、裂缝性薄（互）层（〈2m）给压裂改造带来的难题,开展了薄（互）层水力裂缝方位测试;有限元复杂边界限制整体压裂优化设计研究;薄（互）层纵向扩展规律、有效改造程度和提高裂缝性薄层渗流能力有效改造配套技术的研究。通过两年来在大情字井100多个2131以下天然裂缝发育的薄（互）层采用三种粒径组合支撑的加砂工艺及多项技术的集成研究与压裂实践,不仅使大情字井2m以下的薄（互）层有效改造,而且取得了高于方案设计水平22％压后稳产水平和效果,具有一定的推广价值。     

裂缝性储层水力裂缝延展理论与应用

在裂缝性储层储层中,由于天然裂缝的存在,使得裂缝起裂和裂缝延伸规律异常复杂。总结传统水力压裂模型及裂缝性储层水力裂缝扩展理论,结合现场资料应用压裂设计软件设计红河油田某井的压裂,在考虑分析影响的前提下得出优化结果。     

电位法裂缝测试技术研究与应用

电位法裂缝测试技术是通过测量压裂注入到目的层的工作液所引起的地面电场的变化来解释相关压裂裂缝参数,可识别裂缝方位、形态、对称性等参数。介绍了该技术的原理、测量仪器系统、测试工艺、数据处理及现场应用情况等。通过在长度油田的应用表明,该技术应用于重复压裂裂缝方位的监测,可以得到有关压裂数据,为压裂优化设计提供技术支持。     

肯基亚克盐下油田水力破裂缝成因及分布预测

目前,水力破裂缝研究仅限于岩心尺度的描述,难以产生矿场应用效果.通过对肯基亚克盐下油田研究认为:大量外排的压实流体和源岩大量生排烃为水力破裂缝发育提供了丰富的流体来源;快速沉降、强烈成岩、盐丘刺穿及良好的封闭环境、优越的生烃条件促使了异常孔隙流体高压的形成,为水力破裂缝发育提供了重要条件;而孔隙流体压力大于地层破裂压力...     

水平井水力裂缝非平面扩展研究

基于最大拉伸应力准则和拉格朗日极值法,建立了水平井筒附近水力裂缝空间转向模型,用于分析三向地应力和井筒内压作用下水平井筒水力裂缝的起裂位置和扩展形状。根据此模型,编制了数值计算程序。针对所建立的理论模型,在真三轴水力压裂模拟装置上采用300mm×300mm的岩石试样进行了物理模拟,模型计算结果与物理模拟结果基本一致。通过模拟计算和物理试验,得到了井筒附近水力压裂裂缝空间转向的基本规律。研究结果表明,水平井井筒附近水力裂缝确实存在空间转向现象,裂缝在转向前与井筒的距离随井筒方位角增大而增加,但增加幅度不大,大致发生在3倍井筒直径的范围内。     

致密储层人工裂缝与天然裂缝夹角对水驱油效果的影响

为研究人工裂缝与天然裂缝夹角对水驱油效果的影响，考虑重力和裂缝对水驱油效果的影响，建立了非活塞式水驱油油水两相单向渗流模型，利用有限元分析方法，通过产量和含油率定量分析人工裂缝与天然裂缝夹角处于0°~90°时对水驱油效果的影响。研究表明:人工裂缝与天然裂缝夹角越大，油井产量越高，当人工裂缝与天然裂缝夹角为90°时，油井累积产量最高，且油井产量递减速度最小；人工裂缝与天然裂缝夹角增大，扩大了注入水波及基质系统的范围，驱油效果显著，当人工裂缝与天然裂缝夹角为90°时，裂缝系统和基质系统的驱油效果显著优于其他角度的裂缝分布，注入水波及范围最广，剩余油最少，但水驱油效率整体较低。该研究结果有助于认识裂缝分布对于水驱开发效果的影响，并预防水窜的发生。     

胶结型天然裂缝对水力压裂裂缝延伸规律的影响

为确定致密砂岩储集层中天然裂缝在水力压裂裂缝网络形成中的作用,采用渗流-应力-损伤耦合方法建立数值模型,并运用Monte-Carlo模拟方法,在数值模型中生成裂隙网络模型,研究天然裂缝方向、天然裂缝强度、水平主应力差、压裂液注入速率以及压裂液黏度对水力压裂裂缝延伸规律的影响。结果表明,天然裂缝与最大水平主应力夹角为30°~60°时,形成的水力压裂裂缝最为复杂。天然裂缝强度增大不利于分支裂缝和转向裂缝的产生,低水平主应力差条件下,天然裂缝展布方向主导水力压裂裂缝的延伸;在高水平主应力差条件下,应力主导裂缝网络的延伸;当水平主应力差为3.0~4.5 MPa时,水力压裂裂缝复杂程度最高,延伸范围最大。增大压裂液注入速率,会促进复杂水力压裂裂缝网络的形成;适当提高压裂液黏度,可以促进裂缝的扩展,但是当黏度过高时,裂缝仅在射孔周围有限范围内形成复杂裂缝网络。     

深煤层水力波及压裂技术及其在沁南地区的应用

为提高深部煤层的煤层气产能,针对其地质特征提出了在深煤层实施多口直井同步水力波及压裂的技术思路。首先基于边界元位移不连续法建立了多裂缝诱导应力数学模型,模拟深煤层诱导应力场分布,分析水力波及压裂复杂缝网形成的可能性,然后采用离散元方法研究应力干扰的裂缝网络延伸情况及其影响因素,最后通过三轴压裂实验和现场应用效果验证了其可行性。结果表明:(1)水力波及压裂技术能增大应力干扰面积和应力干扰强度,促使水平主应力差的减小甚至诱导局部区域的地应力方向发生改变,有利于沟通煤岩中发育的面、端割理,从而形成大规模高效复杂的裂缝网络;(2)水力波及压裂有利于复杂缝网形成的条件包括较小的初始水平主应力差、低泊松比、较小井距、低压裂液黏度、高缝内净压力等;(3)真三轴物理模拟实验结果显示,水力波及压裂技术能够充分沟通煤岩天然裂隙,形成由人工裂缝、面割理和端割理组成的复杂裂缝网络。进而提出了一套深煤层多井同步水力波及压裂工艺优化设计方法,在沁水盆地南部柿庄北地区深煤层选取了5口直井进行先导性试验,裂缝监测及排采数据表明,水力波及压裂井产生的波及体积较大,裂缝网络复杂;较之于常规压裂井,水力波及压裂井不仅见气更早,产量、套压较高且稳定,而且所形成的区域压力降波及邻井,可大幅增加实施井及邻井产量。     

识别水力裂缝参数的曲线自动拟合法

本文对国外水力裂缝油藏的数学模型进行了改进和完善,并通过差分方法求解,绘制出样板曲线;改变了过去的手动曲线拟合为自动拟合,便于解释地下水力裂缝参数。     

高压注水泵泵头体强度及可靠性分析

某油田高压注水泵泵头体在实际工作中失效比例较大。据此，分析了泵头体的结构特点及受载情况，利用数值方法分别计算了强度试压及实际操作时的应力分布曲线，并进行了强度校核。运用结构可靠性分析的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ有限元法对泵头体作了可靠性分析。指出泵头体在强度试压及实际操作时均能满足常规强度及可靠性要求。建议对泵头体作断裂力学分析，以进一步验证其疲劳断裂强度及可靠性能否满足使用要求。     

测试技术在水力压裂设计及压裂效果评价中的应用

压裂设计中一些关键参数来源于地层测试,压裂过程中需要测试技术进行实时监测,压裂施工完成后需要利用测试技术进行压裂效果评价.针对压裂措施对测试技术的需求,阐述了交叉偶极声波测井提供压裂设计参数,井温测井判断具有导流能力裂缝的缝高,微地震法裂缝评价技术确定水力压裂裂缝走向、长度及裂缝高度的监测原理及现场应用情况.     

基于细观损伤多相耦合的砂砾岩水力压裂裂缝扩展数值模拟

低渗透砂砾岩油藏水力压裂裂缝扩展机理及其数值模拟研究,对该类储层压裂改造成功实施具有重要意义。将砂砾岩储层中砾石表征为基质- 交界面- 砾石的三模态结构,假定砾石分布与几何尺寸及储层物性满足随机分布,结合Moter-Carolo 方法,完成砂砾岩储层数学表征;考虑储层渗流场、应力场、水化膨胀湿度场的三相耦合特征,结合损伤力学、断裂力学等原理,利用细观损伤有限元的方法,建立了砂砾岩储层水力压裂裂缝扩展数学模型,并进行数值模拟研究。模拟分析了不同主应力差、基质- 砾石交界面强度、砾石强度情况下,水力裂缝遇砾石扩展情况,并最终实现砂砾岩储层水力裂缝动态扩展数值模拟。研究表明,水力裂缝遇砾发生绕砾、穿砾、止裂现象,并以绕砾扩展为主,且裂缝发生明显转向,存在羽状次生裂缝;裂缝转向程度和裂缝延伸长度与主应力差、砾石强度以及交界面强度有关,主要表现有:水平主应力差越小,水力裂缝遇砾转向越明显;基质- 砾石交界面强度增加,水力裂缝明显变短,并难以转向;随着砾石强度的增大,裂缝的转向程度增大。     

致密油藏水力压裂复杂缝网单井产能预测

致密油藏压裂裂缝的非线性扩展特征具有统计自相似性,可以采用类分形分叉树状网络来表征压裂复杂裂缝网络系统。基于流体扩散理论和压降叠加原理,采用半解析方法建立了相应的油藏渗流和裂缝渗流数学模型,通过迭代求解,对压裂井的不稳定产能进行预测,并分析了产能影响因素：基质渗透率越小,分支缝产量贡献比越大;生产初期,分支缝产量贡献较小,拟稳态阶段,分支缝产量占总产量比例迅速增加,稳产时间延长;裂缝系统越复杂,有效裂缝接触面积越大,产量越高;分支缝导流能力越大,产量越高;复杂缝网和分支缝导流能力的提高,有利于致密油藏压裂井的高产、稳产。