控制裂缝高度的压理解方法研究

在建立水力压裂裂缝三维延伸数学模型的基础上，用相应的软件分析了各地层力学参数、压裂液流变参数和滤失系数以及施工参数和施工规模对裂缝垂向延伸规律的影响。此外，还采用正交试验设计的方法，分别研究了不变和可变两大因素对裂缝垂向延伸的影响情况，并根据物显著性，对各影响因素进行了排序，从而为控制裂缝高度的过分延伸，采取相应的措施提供了很好的理论。     

天然裂缝性地层水力裂缝延伸物理模拟研究

为了研究天然裂缝性地层中天然裂缝网络对水力裂缝延伸的影响规律，采用室内大型试验模拟装置进行了物理模拟。根据实际地层条件和施工参数确定试件参数和试验条件，并采用高温加热自然空气冷却的方法使试件中产生随机裂缝。研究发现，天然裂缝显著影响水力裂缝的延伸，天然裂缝性地层中水力裂缝的延伸具有一定的随机性。裂缝性地层中的水力裂缝是由少数几条尺寸较大的主裂缝和大量尺寸较小的次裂缝组成的系统。压力曲线随时间波动幅度大，在实际压裂施工中表现为压裂液的大量滤失，容易造成过早砂堵，推荐采用高黏度压裂液。     

压裂液对海拉尔凝灰岩储层压裂施工的影响分析

压裂液是决定压裂措施成败的关键技术，在复杂的地质条件和工程条件下，压裂液性能对油藏改造能否取得成功起到了决定性影响。围绕高效压裂技术，深入研究了压裂液性能对海拉尔凝灰岩储层裂缝启裂、扩展和最终裂缝参数的影响，在此基础上，通过具体实践，探讨了压裂液优化设计的技术思路，提出了低渗透油藏压裂液技术的研究攻关方向。     

疏松砂岩压裂充填裂缝扩展与参数优化研究

压裂充填技术已经成为渤海油田疏松砂岩油气藏开发中一种非常重要的完井方法，但目前对该区域的疏松砂岩裂缝延伸规律尚未明晰，无法有效指导压裂充填作业。为此利用室内试验和数值模拟相结合的方法，研究了疏松砂岩裂缝的延伸机理，通过灰色关联度的方法探索了排量、地层渗透率及压裂液性质等参数对压裂效果的影响敏感性。试验和模拟结果发现，交联压裂液比线性胶压裂液更容易形成单一、平整的拉伸型裂缝，裂缝长度随压裂液排量的增加而增加，随储层渗透率和滤失系数的增加而降低；而裂缝宽度随储层渗透率增加而增加，随滤失系数和排量增加而降低。基于上述成果形成了压裂充填关键参数优化设计方法，并在渤海油田进行了170余井次现场应用，取得了较好的增产效果。研究成果可为疏松砂岩压裂充填技术的进一步推广应用提供技术指导和理论支撑。     

水平井分段多簇压裂模拟分析及射孔优化

针对缝间应力干扰造成的段内各裂缝非均匀延伸问题,建立综合考虑应力干扰、流固耦合、多裂缝流量分配的分段多簇压裂裂缝动态延伸数值模型。基于建立的数值模型,研究了射孔孔眼摩阻、射孔簇间距、储集层岩石弹性模量、压裂液黏度对多条水力裂缝延伸形态的影响。模拟结果表明,考虑射孔孔眼摩阻时裂缝发育较为均衡;随着簇间距缩小、岩石弹性模量或压裂液黏度增大,应力干扰增大,导致部分裂缝缝宽变窄而减少进液,加剧了段内各裂缝的非均匀延伸。合理的孔眼摩阻能够有效促进多裂缝均匀延伸,为此提出了简便的射孔孔眼摩阻优化计算方法。通过估算压裂过程中缝间诱导应力值,定量计算出维持压裂段内裂缝均匀延伸所需的孔眼摩擦系数,并以此优选合理的射孔工程参数。采用射孔摩阻优化方法对1口水平井射孔参数进行计算,数值模拟结果及现场压裂效果显示,优化后的射孔参数能够有效维持各裂缝均衡发育。     

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随着油气藏压裂技术的发展，压后评估技术越来越受到广泛重视。压裂压力递减资料分析是评价压裂裂缝形态、获取压裂设计重要参数的常用手段。对于压裂规模较大、施工排量较高的压裂井或上、下隔层较为薄弱的压裂井，采用二维或拟三维模型分析结果与实际情况偏差很大。章推导建立了一套用于分析压裂压力递减资料的三维模型，模型综合考虑了压裂液续流对裂缝继续延伸的影响，提出了以压力平方差获取拟合压力，应用该模型和此拟合压力可以有效分析计算压后裂缝长度、宽度、高度、闭合时间、停泵后裂缝延伸时间、延伸长度、施工结束时压裂液效率、压裂液滤失系数和地层应力强度因子等参数。计算实你说明了三维模型和数学拟合方法有较高的适用性和可靠性。     

疏松砂岩油藏压裂裂缝延伸规律数值模拟

压裂充填防砂可实现增产与防砂双重目的,是疏松砂岩油藏的一种重要完井方式。疏松砂岩具有高孔、高渗特点,且强度低、塑性强,裂缝起裂与延伸机理较为复杂。为研究疏松砂岩储层压裂裂缝延伸机理,揭示压裂工艺参数对裂缝形态的影响,建立了考虑储层岩石弹塑性变形、裂缝起裂与延伸、压裂液流动与滤失以及储层孔隙流体渗流复杂耦合作用的流固耦合有限元数值模型,针对渤海油田绥中36-1区块典型疏松砂岩储层,开展了压裂裂缝延伸规律数值模拟计算,并重点分析了压裂液效率、排量对于裂缝延伸规律的影响。结果表明:低效率压裂液在疏松砂岩中仅形成极短而窄的裂缝,裂缝两侧伴随着一定范围的剪胀高渗带,难以容纳支撑剂,无法实现充填防砂目的;效率高压裂液可在疏松砂岩中形成压裂充填防砂工艺所需的短宽裂缝,裂缝壁面两侧存在轻微压实现象,对渗透率的影响较小;提高压裂液排量,裂缝长度减小,裂缝宽度增加。研究结果可为疏松砂岩压裂充填设计提供一定理论参考。     

新型无破胶剂压裂液技术

压裂液技术的最新进展是引入了独特的无破胶剂压裂液 ,这种新体系被称为低分子量压裂液 (LMWF)。尽管在泵注过程中其流变性能非常稳定 ,但在裂缝闭合后不久就会恢复到它的原始低黏度。本文将介绍该体系与众不同的性能以及该体系对压裂作业所产生的增产效果。解释了与“有效”裂缝几何尺寸有关的油井动态以及压裂液性能对这一重要的增产设计参数的影响     

考虑放喷及压裂液压缩性时的压降分析模型

以物质平衡原理和裂缝延伸规律为基础，在考虑压裂后立即放喷和压裂液的压缩性的情况下，建立了裂缝强制闭合时的二维压降分析模型。该模型不但适用于压裂后立即放喷对裂缝参数解释的影响，也适用于停泵后裂缝继续延伸的情况，而且还可用于裂缝自然闭合的情况。根据该模型编制的软件模拟结果表明，当裂缝进行强制闭合时，以往模型解释的滤失系数比实际值偏大，而该模型可获得真实的滤失系数及其他裂缝参数。     

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压裂液交联／破胶性能敏感取决于温度，而压裂液与地层的温度往往相差较大，使得压裂液进入裂缝后温度逐渐变化.压裂液地面温度与地层温度相差越大，压裂液在缝中的温度分布越不平衡，对压裂液流变性的影响越大。文章从非稳定井筒传热的数值计算和水力裂缝温度场的数值计算入手，详细介绍了水力裂缝温度场模拟计算的方法，并以此为基础开发了压裂施工温度场模拟程序，并以CX115井为例进行了计算。该程序采用模块化设计,操作简便，能实时模拟裂缝温度场的分布，可为压裂液动态优化提供基础数据。该程序在现场施工中取得了较好的应用效果，具有良好的推广价值。     

基于扩展有限元的水力压裂缝间干扰及裂缝形态分析

为了研究水平井分段多簇压裂裂缝扩展过程中缝间干扰及其对裂缝形态的影响,在考虑裂缝流和压裂液滤失的情况下,利用扩展有限元方法,分别对不同裂缝间距、不同位置组合的裂缝在同时和分时压裂过程中,水平主应力、裂缝长度、加砂前裂缝宽度以及裂缝延伸方向的变化进行数值模拟分析。通过对比发现：在裂缝扩展过程中,由压裂液作用而产生的诱导应力使得裂缝两侧椭圆型区域内的水平主应力发生转向,其单侧作用距离约为1.5倍的缝长,而裂缝尖端应力方向不受影响;2条裂缝同时起裂时,2条对称裂缝延伸方向呈“相斥型”偏转,偏转角度随着裂缝间距增大而减小,2条交错裂缝延伸方向呈“相吸型”偏转,加砂前缝宽较单一裂缝扩展时窄;分时起裂的2条裂缝,后起裂裂缝的延伸方向随着裂缝间距增加先呈现“相吸型”后出现“相斥型”,且后期裂缝的延伸缝长会受到抑制,当2条裂缝间距较近时,后起裂裂缝会严重影响前起裂裂缝的加砂前缝宽甚至会使其闭合,但其缝长会有所增加,交错裂缝两翼会出现严重的非对称扩展的情况。     

水力压裂支撑裂缝几何尺寸的数值模拟

本使用拟三维裂缝几何形态模型，综合考虑裂缝扩展，支撑剂沉降、压裂液的流变性和滤失性，以及裂缝中的温度分布，给出了支撑剂在裂缝中运移、沉降及分布的计算方法，实例计算结果表明，用该方法可对有前置液或变砂比注入的施工进行计算。     

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煤中裂隙是煤层气运移产出的通道，对其成因进行探讨是煤层气地质学的重要内容。文章根据宏观和微观观测，发现煤中存在一种流体压力致裂的特殊裂隙，这些裂隙的成因无法用诸如应力场的作用来解释。此类裂隙的形成与煤中流体（液体和气体）密切相关，流体的来源有两类:煤化作用过程中形成的以甲烷为主的流体和补给来的地下水,且以前者为主。当孔隙或裂隙中流体压力大于垂直裂隙(或基质孔隙)壁的正应力时，孔隙或裂隙将沿最大主应力方向延伸、沿最小主应力方向张开；当流体压力降低时扩展终止。流体压力导致孔隙向割理的转化、割理向继承性裂隙以及外生裂隙的进一步扩展。流体压力的集中是周期性的，即流体压力增加—裂隙扩展—压力降低—裂隙闭合，这与烃源岩微裂缝排烃机理类似。     

四川盆地安岳气田灯影组二段底水气藏酸压裂缝高度影响因素及控制对策

四川盆地高石梯—磨溪震旦系灯影组二段（灯二段）气藏开发资源潜力大,是中国石油西南油气田公司“十四五”全面上产500亿的重要上产领域。灯二段储层总体具有低孔低渗特征,局部发育高孔渗段。储集空间主要包括溶洞、溶孔、裂缝等类型,储层下部发育底水,具统一气水界面（-5 150 m）。针对此类低孔低渗碳酸盐岩气藏,需以深度酸压改造来提高单井产量,但灯二段储层存在高角度裂缝局部发育、段间应力差较小、改造段距离气水界面近等改造难点,酸压裂缝高度难以控制从而极易沟通下部水层,导致改造后产水而影响气井产能。为探究酸压裂缝高度控制方法,建立了酸压裂缝拟三维扩展模型,考虑裂缝高度延伸过程中纵向压降对缝高扩展的影响,开展了酸压裂缝高度的地质与工程影响因素模拟研究。模拟结果表明：段间应力差和酸压排量为酸压裂缝高度延伸的主控因素,且应力差对裂缝高度的影响最大,其次为储隔层厚度及工作液黏度。根据模型结果,明确了酸压裂缝高度主控因素,构建了不同储层特征的控裂缝高度酸压技术对策,优化了控裂缝高度酸压设计参数,在有效控制酸压裂缝高度的前提下,最大化提高单井产量,避免改造后见水,为底水气藏深度酸压技术提供了理论指导。     

裂缝高度延伸机理及控缝高酸压技术研究

在已建立的裂缝高度延伸机理模型的基础上，从地层应力、岩石物性和施工参数等方面分析了酸压裂缝高度延伸的影响因素，并对裂缝高度延伸控制给出了诊断方法。结合酸压工艺特点。从降低地层破裂压力、人工隔层控缝高、降滤失控缝高以及从酸压液体系、完井方案的优化、施工压力监控等各个方面讨论了控缝高酸压技术。     

水力射孔参数对油水井压裂影响的数值试验

利用RFPA(Rock Fracture Process Analysis)软件,数值计算了不同水力射孔参数及地应力等条件下的孔眼直径、射孔深度、射孔孔眼轴线与最大水平应力夹角、压裂液加载速度、模型尺寸、地层起裂压力以及裂缝二维扩展情况,计算过程中模拟的岩样物性基本保持不变。计算结果发现,增加射孔直径、深度可以显著降低起裂压力;沿最大水平应力方向射孔起裂压力最低;存在一个最优的压裂液加载速度。这些计算结果可为油水井的压裂设计提供参考。     

层间最小主应力差对水力裂缝扩展的影响——F3D压裂软件的应用(一)

一次压裂往往能把处理层和遮挡层都给压开,因而就压裂的目的而言存在着裂缝的有效体积问题,裂缝的有效体积是随缝高的无限制扩展而减小的,影响裂缝垂向延伸的关键因素是层间最小主应力差的分布。利用TERRAPRAC全三维压裂设计软件考察了几种典型的最小主应力的纵向分布情况对水力裂缝扩展的影响,从中获得了一些规律性的认识,对压裂设计具有指导意义。     

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随着水力压裂技术的发展，压后评估技术越来越受到广泛重视。压裂停泵后井口压力或井底压力的递减规律反映了裂缝本身及其周围地层的情况，因此可以应用压后压力测试资料分析解释有关参数。针对压裂后压力递减资料分析技术，提出了一种新的数学拟合方法，并研制了一套Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下的解释软件，应用该软件可以获得压裂后裂缝长度（或半径）、裂缝宽度、压裂液滤失系数、压裂液效率、裂缝闭合时间、压力递减比等有关评价参数。实例计算表明，本方法比传统的曲线拟合方法更为简便可靠。     

压裂实验法评价裂缝性桥塞堵漏

通过水力压裂实验方法评价了几种注入体系对裂缝桥塞封堵的效果。结果表明,具有良好造壁性的水基钻井液能够显著提高岩心的破裂压力,相当于具有防漏能力。当裂缝性漏失发生后,尽管桥塞堵漏体系的高瞬时滤失量有利于该体系在裂缝尖部快速脱水建立固相封堵层,提高裂缝传播阻力,但并没有显著提高封堵层阻力,而具有良好造壁性的钻井液加上细粒碳酸钙则是通过提高裂缝的重新开启压力来提高岩心的承压能力。     

致密储层压裂缝扩展规律与可压裂性评价

以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组致密储层为研究对象,利用真实破裂过程数值模拟平台RFPA软件,研究压裂过程中致密储层井周裂缝的扩展和延伸规律。在此基础上,研究了岩石力学特性以及水平主应力差对地层井周裂缝延伸规律的影响,并利用灰色关联法定量分析各因素对压裂效果的影响程度,以及结合层次分析法构建储层的可压裂性评价模型。结果表明：水平主应力差越大,压裂缝延伸的方向性越明显,地层起裂压力越低,裂缝延伸距离越大;随着抗压强度、抗张强度和弹性模量的增大,地层起裂压力越高,裂缝延伸距离越小,而随着泊松比的增大,地层起裂压力越低,裂缝延伸距离越大;基于灰色关联法,明确了影响压裂效果的因素由高到低排序依次为水平应力差>弹性模量>抗张强度>单轴抗压强度>泊松比;利用层次分析法构建了综合考虑水平应力差、弹性模量、抗张强度及单轴抗压强度等因素影响的储层可压裂性指数计算模型,其与无因次压裂缝缝长、面积均呈较好的正相关性;结合已压裂井试油资料,储层可压裂性指数也与采油强度呈良好的正相关性。