地应力对垂直裂缝高度的影响及缝高控制技术研究

地应力是影响垂直裂缝高度最重要的因素，理想的裂缝高度等于目的层的厚度，裂缝在垂向上过度延伸会带来很多不利影响。在前人研究的基础上，总结了地应力与裂缝高度的关系、裂缝垂向过度延伸的影响、目的层与邻近地层最小水平主应力的关系、裂缝高度控制的对象及缝高控制工艺技术，对压裂设计和现场施工具有一定的指导意义。     

水力压裂裂缝高度的控制技术及其成功应用

以压裂中可能形成垂直裂缝的井层为对象,从理论出发阐述了影响水力压裂裂缝高度的因素,指出了压裂施工中影响裂缝高度延伸的可控因素和非可控因素,并据此原理在现场进行了裂缝高度的控制探索,取得了成功.     

控制压裂缝高技术研究及影响因素分析

在水力压裂过程中,裂缝会沿着垂直方向上延伸,当裂缝超出生产层而进入隔层时会影响水力压裂效果。为了将裂缝高度控制在油气层内,研究了岩石物质特性、施工参数、地层应力差和裂缝上下末端阻抗值对缝高的影响,并分析了人工隔层控制缝高基本原理和对转向剂性能要求、压裂工艺与应用范围,同时也提出了控制缝高技术的研究内容与发展趋势。     

水力压裂裂缝高度控制分析

本采用正交分析方法，通过对裂缝三维延伸的模拟计算，较为全面地分析了地层参数、施工参数和压裂液性能对裂缝延伸影响的主次关系。并认为：合理调整压裂液性能。并结合适当的工艺措施，可以有效控制水力压裂裂缝高度延伸。     

裂缝高度控制技术在FracproPT施工优化中的应用

在水力压裂中裂缝高度的控制对于压裂施工的成功与否至关重要,施工中有许多因素影响着裂缝高度的延伸,影响因素不同,采用控制裂缝的方法也不同。本文根据油田压裂的实际情况,结合FracproPT软件对压裂施工设计进行了优化,甄别出主要影响因素,并据此探讨了裂缝高度控制工艺。在某油田的实际施工中,利用FracproPT进行了裂缝控制模拟,结果表明,只要正确认识到主要影响因素,并采取合适的控制裂缝技术,就能有效达到控制裂缝高度的目的。     

地应力扰动场研究及其对人工裂缝形态的影响初探

油层中水动力场变化及构造应力场的扰动,严重干扰了油层原始地应力场,会导致水力压裂人工裂缝形态的判断错误.以大庆长垣萨南地区为例,在考虑油田注水开发不同阶段油层地应力与流体压力耦合效应的基础上,建立描述油层流一固耦合非线性渗流模型和岩石破裂力学模型,运用数值模拟技术模拟地应力场性质及分布规律,并依此探讨水力压裂人工裂缝分布、形态特征及与应力场的关系.     

利用井温测试资料判断裂缝高度

压裂井温测试资料作为诊断水力压裂缝高最有效的一种手段，在各个油田得到不同程度的应用，但解释方法和判别标准存在着很大的差别。利用井温资料，以温度曲线的半幅点为裂缝的边界，估算裂缝高度，利用裂缝的估算值计算裂缝的理论温度曲线，与真实的测井温度曲线拟合，判断水力压裂形成的裂缝高度。     

人工隔层性质对控缝高压裂效果的影响研究

对于遮挡层(隔层)较差的储层(尤其对于薄层储层)压裂,广泛应用人工隔层技术有效控制压裂裂缝高度。文章假定浮式、沉式控缝剂在裂缝端部分别形成具有一定厚度和强度(梯度)的人工隔层获得了裂缝剖面上的应力分布。应用线弹性断裂力学张开型裂缝静态延伸准则,首次建立了人工隔层条件下的裂缝高度延伸控制方程,定量描述缝流体压力对裂缝高度的控制作用和人工隔层对裂缝高度延伸的影响。通过编制计算机程序模拟、研究了人工隔层性质对裂缝高度延伸的控制作用,模拟表明人工隔层强度(阻抗)和厚度对于有效控制压裂缝高度都有相当重要的作用。为现场优选控缝剂材料和控缝高压裂设计提供了依据。     

国外对地应力和裂缝研究的概况

国外石油工业主要从钻井岩心、钻井井孔、油井水力压裂、区域地质构造等方面进行地应力研究工作。具体研究技术包括：岩石波速各向异性、岩石强度各向异性、显微构造分析、岩心钻井诱导缝成像技术、GR定向测井、微地震测井、印膜、地层倾斜、压裂曲线分析、断层特征、     

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。     

地应力分析解释技术在压裂中的应用

介绍了地应力剖面在水力压裂改造中应用的重要性和运用测井技术解释地应力剖面的方法,根据地应力剖面,制定射孔方案、选择合理的压裂工艺、应用全三维压裂模拟软件进行压裂工程参数优化,通过小型测试压裂和井温的分析结果进行对比验证,现场应用取得了较好效果,具有广阔的应用前景。     

分层地应力描述技术及应用

地应力对石油勘探开发的全过程都有重要影响,压裂、注水参数的选择同样受其影响。在全三维压裂设计软件的应用过程中,由于缺乏油藏分层应力数据的计算,压裂设计软件往往难以发挥其优势,如何描述地应力和地应力在压裂实践中的应用也一直困扰着人们。该文基于广义虎克定律,建立了适用于水力压裂裂缝为垂直裂缝的地应力计算模式。该技术已应用于水力压裂参数设计和确定极限注水压力,取得了较好的效果。     

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。     

考虑尖端塑性的垂直裂缝延伸计算

基于断裂力学、弹塑性力学,对水力压裂裂缝延伸过程中的尖端塑性区进行了研究,给出了裂缝尖端塑性区的定量表达式,推导了缝尖塑性区影响下的缝高扩展方程,建立了考虑缝尖塑性屈服的裂缝三维延伸数学模型,模拟分析了缝尖塑性屈服对水力裂缝扩展的影响.研究表明,在缝尖塑性屈服影响下,缝长延伸略有增加,缝高延伸得到比较明显的遏制;缝尖塑性屈服导致裂缝扩展所需作业压力增加,作业压力增加的同时会导致缝宽方向扩展的增加,越靠近裂缝端部,缝尖塑性屈服对作业压力及缝宽扩展的影响越明显.     

分层地应力描述及其在胜利油田的应用

以侧向约束应力状态作为地应力的参考应力状态，利用常规测井资料对岩石力学参数进行分析处理，采用葛氏地层应力经验关系式，建立地应力的计算模型。滨670井、滨660-665区块进行了单井分层地应力及地层岩石力学参数分析计算，用于滨670井限流压裂设计以及滨660-665区块极限注水压力的确定，取得了理想的效果。     

考虑复杂应力分布的数值缝宽计算模型及其应用

缝宽的预测精度,对于裂缝延伸模拟和压后产能评价具有显著影响。但目前的缝宽计算方法都对裂缝壁面的应力分布情况进行了简化,不能真正有效地利用现场实测数据,对动态缝宽的预测也不一定准确。基于经典模型的缺陷,建立了可以考虑任意复杂应力分布的数值缝宽计算模型,该模型首先将原始的复杂分布应力离散成多个矩形均匀分布应力,再通过叠加原理得到缝宽表达式。经解析解对比验证,数值缝宽模型的计算精度随着离散单元个数的增加而提高,具有很高的实用价值。地应力扰动分析显示,随着地应力的波动幅度增加、频率降低,经典简化模型的计算结果与实际缝宽的偏差逐渐增大;当地应力波动的频率很高时,缝宽会出现明显的震荡,极大地增加缝内流动摩阻。将该模型应用于现场实例中,模拟输出的缝宽会在高应力夹层处出现明显的颈缩现象,在进行该类储层的施工时,应该通过加大前置液用量或者增加排量等方式来提高净压力,以保证支撑剂的铺置效率。裂缝三维延伸的模拟结果显示,当地应力存在严重波动时,需要考虑裂缝壁面粗糙度对缝高的抑制作用。     

水力裂缝与天然裂缝交错延伸规律

非常规与致密储层的缝网压裂或分段压裂改造技术使水力压裂裂缝与天然裂缝交错延伸的问题成为焦点。为了更好地控制水力裂缝的延伸方位,达到最优缝网状态,以位移不连续方法为基础,依据单元体的叠加原理,建立了二维裂缝延伸计算模型,对一条水力裂缝与一条天然裂缝在不同倾角、间距、应力等条件下的交错延伸规律进行了量化模拟。研究结果表明：裂缝间距、倾角能较大地影响裂缝延伸幅度,天然裂缝与压裂裂缝间距大于1 m、倾斜角小于70°时,压裂裂缝会诱使天然裂缝转弯延伸,直至相交;主应力比值对交错裂缝延伸幅度有一定程度的影响;储层泊松比与杨氏模量对交错裂缝延伸幅度却不明显。