重复压裂工艺技术研究及应用

2022-09-11

重复压裂工艺主要应用于由于种种原因导致首次压裂失效或效果不明显的低渗透油气区的油气井。另外, 部分压裂井存在压后因在作业过程中造成了产层的近井污染, 导致压裂效果不明显, 对于此类油气井, 也必须采取重复压裂措施, 才能实现增产增效。通过长期对压裂井效果情况进行分析得出, 重复压裂工艺仍存在压后增产效果不明显、含水量增加、产量减速快、有效期短, 有效率低。因此, 加强重复压裂工艺技术研究, 才可提高重复压裂有效率。参鉴重复压裂井的复产效果, 开展了工艺技术研究与分析, 为提高重复压裂效果做了一些有益的探索和实践。

1 重复压裂应力和裂缝走向研究

(1) 破裂压力分析重复压裂井的破裂压力常常要比初次压裂时的破裂压力低, 其主要原因在于初次压裂时岩石的抗张强度高, 所需破裂压力大, 而重复压裂时岩石的抗张强度明显减弱, 导致裂缝破裂时所需压力减小, 从而导致重复压裂时其破裂压力下降。

(2) 重复压裂闭合压力的改变随着油气的不断开采, 储层的压力和孔隙压力要逐渐下降 ;同时, 由于油气井经过初次压裂施工, 生产一段时间后, 先前形成的裂缝导流能力大幅度降低。因此, 重复压裂使用的支撑剂, 要根据产层压力的变化, 选择与产层更匹配, 强度比初次压裂更高的。

(3) 局部应力变化对重复压裂裂缝延伸的影响局部的地应力方位主要受两个因素控制, 一是受支撑裂缝影响而产生的诱导应力 ;二是孔隙压力的重新分布产生的诱导应力。

1支撑裂缝产生的诱导应力场。随着裂缝延伸距离的增加, 对应力场的影响迅速减小。因此两个新产生的诱导应力差足够大时, 才能让裂缝重新定向, 使新的最大水平主应力方向上传播的第二个裂缝垂直于初始裂缝面, 在近井区域形成裂缝格状网面。尽管重复压裂在近井地带产生的裂缝会垂直于初次压裂的裂缝, 但随着裂缝的逐渐延伸, 会因诱导应力迅速减小, 而导致裂缝的延伸方向初次压裂的裂缝方向相平行。

2地层孔隙压力的重新分布产生的诱导应力。油气井的开采或初次压裂破缝所注入的压裂液, 将会使整个油藏孔隙压力重新分布。油气井在初次压裂后的一段时间内, 近井地带的压力对产生垂直于初始方位的裂缝分布是非常有利的。当裂缝延伸到诱导张应力区以外, 裂缝重新定向的能力将受到限制。将出现两种情况 :一是随着时间的推移, 裂缝在转向之前的长度逐渐增长 ;另一种情况是, 裂缝转向之前的长度反而变短。

2 重复压裂的应用范围

1油气井开采储层必须要有可开采价值的储量以及足够的地层能量。2前次压裂施工失败, 或压后由于作业问题造成近井污染。3前次压裂效果较好, 但没有达到支撑整个改造层的效果, 处理油气层的规模不够。4前次压裂所产生长的支撑缝并没有足够的导流能力。5距离前次压裂时间很长, 需要重新进行储层改造的, 具有开采价值的老油气井。

3 重复压裂所涉及的工艺措施

(1) 单层压裂施工要求重复压裂单一层段时, 要求采取比前一次压裂施工砂比更高, 并要进行规模更大的压裂措施, 从而达到产层改造的理想效果。

(2) 支撑剂的选择重复压裂时选择的支撑剂要求比前一次压裂所使用的支撑剂强度高, 而且要求导流能力好。如果前一次选用石英砂为支撑剂的施工井, 重复压裂时则选用玻璃微珠作为支撑剂较为理想 ;如果前一次压裂采用陶粒作为支撑剂的压裂井, 则重复压裂时应选强度更高的度陶粒作为支撑剂效果会更好。

(3) 投球封堵压裂工艺措施1封堵出水层。对于多层井, 如果存在水淹层, 为避免压开水淹层, 在重复压裂时, 应采取前置液阶段投入适量的尼龙球, 对出水层孔眼进行封堵, 从而防止水淹层在压裂过程中被压开, 导致大量出水, 进而控制含水量的上升。2改善产层出油剖面。重复压裂多个油层的油井时, 关键是改善前一次没达到理想压裂效果油层, 充分挖掘连通性差的除油层, 从而达到更高效的开发效果。针对此类问题, 在重复压裂时, 可采取前置液投球方法, 使得初次压裂已得到很好处理效果的产层得到封堵, 进而使初次压裂时未得到良好改善的产层, 裂缝延伸的更长更远, 在纵向上改善了出油剖面。

(4) 制造人工隔层, 防止串层重复压裂时, 可采用制造人工隔层方式控制缝高。在前置液造缝阶段, 利用携带液和隔离剂组成的混合液体制造人工隔层 ;然后按照正常压裂程序加入携砂液, 依照设计完成压裂全过程。

4 结语

(1) 重复压裂的目的, 主要是改善前一次压裂所未改善到的油气产层, 在前次压裂未压开的层位造新裂缝 ;通过工艺的改善, 提高压裂效果, 降低或避免含水量的大幅度伴随增加。

(2) 搞好重复压裂, 应做好油气井储层的分析工作。判断油井失效的主要原因, 根据原因有的放矢, 确定重复压裂工艺措施, 提高改善效果。

摘要：本文针对低渗透油层地质特点和重复压裂工艺的要求, 确定了重复压裂选井选层原则及主要工艺措施, 通过研究提高了重复压裂施工成功率和有效期。所采取的主要工艺措施有, 加大施工规模、提高施工砂比, 选用比初次压裂强度高、导流能力好的支撑剂, 投球压裂, 人工隔层控制缝高, 暂堵压裂施工等配套的重复压裂工艺技术, 较好地满足了低渗透油田开发的需要。

关键词：重复压裂,机理研究,选井选层,压裂工艺,诱导应力