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低产油气井强制裂缝转向重复压裂技术

石油钻探技术 2018年第2期46卷 81-86页

作者：王坤葛腾泽曾雯婷中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院陕西西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018 中石油煤层气有限责任公司北京100011

为提高低产油气井产能和延缓压裂后产量递减速度,在分析重复压裂技术原理和存在问题的基础上,提出了增大改造体积的强制裂缝转向重复压裂技术。首先计算满足裂缝转向所需的限定最高压力,然后利用研制的水溶性转向剂在原有裂缝中形成憋压... 详细信息

为提高低产油气井产能和延缓压裂后产量递减速度,在分析重复压裂技术原理和存在问题的基础上,提出了增大改造体积的强制裂缝转向重复压裂技术。首先计算满足裂缝转向所需的限定最高压力,然后利用研制的水溶性转向剂在原有裂缝中形成憋压,直至压力达到新裂缝开启的压力条件,从而实现强制裂缝转向、增大压裂改造体积的目的。该技术在DJ气田3口井进行了现场试验,加入转向剂后井口压力平均上升幅度达到12.8MPa,压裂后平均单井产气量增加3 000m^3/d。研究结果表明,强制裂缝转向重复压裂技术具有转向成功率高、转向剂用量少和适用性强等技术优势,增产效果显著,为低产油气井重复改造提供了新的技术手段。

关键词：低产油气井裂缝转向重复压裂转向剂

孔洞型碳酸盐岩储层压裂裂缝转向扩展特征研究

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石油钻探技术 2022年第4期50卷 90-96页

作者：吴峙颖胡亚斐蒋廷学张保平姚奕明董宁页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京102206 中石化石油工程技术研究院有限公司北京102206 中国石油勘探开发研究院北京100083 天津昆仑燃气有限公司天津300353

针对孔洞型碳酸盐岩储层改造产生的水力裂缝扩展规律复杂、不一定沿预设路径扩展的问题,基于碳酸盐岩储层孔洞体特征,制备了含孔洞体的碳酸盐岩试样;利用真三轴水力压裂试验结果,分析了不同水平主应力差异下孔洞体对水力裂缝扩展的干扰... 详细信息

针对孔洞型碳酸盐岩储层改造产生的水力裂缝扩展规律复杂、不一定沿预设路径扩展的问题,基于碳酸盐岩储层孔洞体特征,制备了含孔洞体的碳酸盐岩试样;利用真三轴水力压裂试验结果,分析了不同水平主应力差异下孔洞体对水力裂缝扩展的干扰作用;并利用扩展有限元数值方法,分析了影响孔洞型碳酸盐岩储层水力裂缝扩展及扩展路径的因素。研究结果表明,水平主应力差异系数不大于0.15时,水力裂缝遇到孔洞体后产生非平面扩展,且水平主应力差越小,转向扩展距离越大,裂缝形态越复杂;水平主应力差异系数大于0.15、小于0.36时,水力裂缝会克服孔洞体的应力集中进行平面扩展,但遇到孔洞体后会被孔洞体捕捉,无法穿过孔洞体继续扩展;水平主应力差异系数不小于0.36时,水力裂缝会克服孔洞体的应力集中进行平面扩展,且遇到孔洞体后会直接穿过孔洞体继续扩展;随着水平主应力差增大,破裂压力逐渐降低。研究结果可为孔洞型碳酸盐岩储层压裂设计提供指导。

关键词：碳酸盐岩储层孔洞体应力差异系数水力压裂裂缝转向物理模拟有限元法

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页岩气储层定向射孔压裂裂缝转向影响因素分析

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中国科技论文 2020年第5期15卷 528-536页

作者：史吉辉李庆超李强程远方中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中石化海洋石油工程有限公司上海钻井分公司上海201206 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003

针对页岩气藏水力压裂过程中裂缝起裂、扩展和转向规律的认识尚不够清楚的问题,基于扩展有限元法(extended finite element method,XFEM)建立了用于页岩气储层直井定向射孔水力压裂裂缝同步扩展和转向状况模拟的流-固耦合2D模型,分析了... 详细信息

针对页岩气藏水力压裂过程中裂缝起裂、扩展和转向规律的认识尚不够清楚的问题,基于扩展有限元法(extended finite element method,XFEM)建立了用于页岩气储层直井定向射孔水力压裂裂缝同步扩展和转向状况模拟的流-固耦合2D模型,分析了射孔方位角、压裂液注入速率、地层水平应力差异等因素对水力裂缝的起裂压力和转向半径的影响。研究结果表明:1)随着射孔方位角的增大,裂缝的起裂压力和转向半径均越来越大,不利于具有较好压裂改造效果的平直裂缝的形成;2)在较大的压裂液注入速率下,裂缝起裂压力较大,转向半径也较大,储层的压裂改造效果更好;3)对于地应力差异较大的储层,裂缝起裂压力会更小,裂缝转向会表现得更为显著。研究结果全面揭示了不同因素对裂缝起裂和转向的影响,可以为页岩气水力压裂设计提供参考和理论支持。

关键词：水力压裂定向射孔裂缝起裂裂缝转向页岩气储层

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缝洞型碳酸盐岩近井筒裂缝转向模拟研究

科学技术与工程 2020年第27期20卷 11080-11086页

作者：侯龙飞杨春和郭印同常鑫王磊重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点试验室重庆400044 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

缝洞型碳酸盐岩油气储层在非主应力方向上存在许多储集体,水力压裂开采技术产生的压裂缝传统的扩展模式为对称双翼扩展线性裂缝,此方式很难沟通大量存在于非最大主应力方向上的储集体。定向射孔并控制水力裂缝扩展路径是解决此问题的关... 详细信息

缝洞型碳酸盐岩油气储层在非主应力方向上存在许多储集体,水力压裂开采技术产生的压裂缝传统的扩展模式为对称双翼扩展线性裂缝,此方式很难沟通大量存在于非最大主应力方向上的储集体。定向射孔并控制水力裂缝扩展路径是解决此问题的关键。通过定向射孔压裂起裂模型判断水力裂缝起裂,最大周向应力准则作为判断裂缝转向扩展的依据,结合顺北某油气田实测参数,利用Abaqus扩展有限元法对射孔方位角、水平地应力差、射孔深度、压裂液排量等影响水力裂缝近井筒转向扩展的因素进行数值模拟。结果表明:射孔方位角、水平地应力差是水力裂缝转向扩展的主要控制因素;射孔深度的影响受水平地应力差的控制;压裂液排量的大小对于水力裂缝转向扩展几乎没有影响。

关键词：缝洞型碳酸盐岩水力压裂定向射孔裂缝转向数值模拟

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重复压裂裂缝转向时油藏数值模拟研究

石油钻采工艺 2006年第6期28卷 65-67页

作者：翁定为姚飞李阳侯峰中国石油勘探开发研究院压裂酸化中心河北廊坊065007 中国石油大学石油与天然气工程学院北京102249 大庆油田井下作业分公司黑龙江大庆163000

裂缝转向的实现及选井、选层、优化设计等的数值模拟和机理是转向重复压裂需进一步研究解决的问题,为此,采用黑油模型,研究了在反九点注采井网中,不同储集层渗透率下,转向重复压裂的裂缝穿透率和导流能力等对采油动态的影响。研究表明,... 详细信息

裂缝转向的实现及选井、选层、优化设计等的数值模拟和机理是转向重复压裂需进一步研究解决的问题,为此,采用黑油模型,研究了在反九点注采井网中,不同储集层渗透率下,转向重复压裂的裂缝穿透率和导流能力等对采油动态的影响。研究表明,不论是渗透率高的地层还是渗透率低的地层,不利裂缝方位的边井最适合实施转向重复压裂且需要比常规重复压裂更大的缝长,而有利裂缝方位的边井和角井只需要与常规重复压裂相当的缝长;同时,转向重复压裂需要比常规重复压裂更高的裂缝导流能力。

关键词：重复压裂裂缝转向油藏数值模拟

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水力压裂裂缝转向数值模拟研究

石油天然气学报 2009年第2期31卷 123-125页

作者：张洪新冯胜利修书志中原石油勘探局井下特种作业处河南濮阳457062 青海油田分公司钻采工艺研究院甘肃敦煌736202 华北油田分公司采油工艺研究院河北任丘062552

水力压裂产生的裂缝方向取决于地应力状态,垂直裂缝井压裂前储层中的应力分布,尤其是水平主应力方向控制着裂缝的起裂方位和延伸方向。分析了影响储层地应力场、裂缝方位及几何尺寸的因素,在此基础上,建立了压裂裂缝转向的应力场和渗流... 详细信息

水力压裂产生的裂缝方向取决于地应力状态,垂直裂缝井压裂前储层中的应力分布,尤其是水平主应力方向控制着裂缝的起裂方位和延伸方向。分析了影响储层地应力场、裂缝方位及几何尺寸的因素,在此基础上,建立了压裂裂缝转向的应力场和渗流场数学模型并进行模型求解,对压裂裂缝转向机理进行了定量研究。

关键词：水力压裂裂缝转向数学模型地应力场

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新立油田重复压裂裂缝转向研究

新立油田重复压裂裂缝转向研究

作者：郑仁华东北石油大学

学位级别：硕士

压裂是低渗透油田增产的主要措施,在整个新立油田开发过程中一直发挥着重要的作用。随着开发年限的增加,油井处于中高含水期,原裂缝控制范围内的原油接近枯竭,为了进一步提高产量和采收率并更大限度沟通、改造、动用剩余油富集区和动用... 详细信息

压裂是低渗透油田增产的主要措施,在整个新立油田开发过程中一直发挥着重要的作用。随着开发年限的增加,油井处于中高含水期,原裂缝控制范围内的原油接近枯竭,为了进一步提高产量和采收率并更大限度沟通、改造、动用剩余油富集区和动用程度低甚至未动用的储层,需要进行老井重复压裂作业。因此,进行重复压裂裂缝转向理论的研究,尤其是加强重复压裂新裂缝启裂、延伸规律的研究,对于指导重复压裂施工,提高其工程实用性和经济适用性,强化低渗透油气藏开发效果,具有重要的理论意义和现实意义。本文从地应力入手,结合新立油田具体区块实际情况,研究垂直裂缝井重复压裂前原地应力场的主要影响因素;并建立原地应力、初次人工裂缝和注采应力场对原地应力场影响的计算模型;由此确定重复压裂前储层的应力分布,建立了重复压裂新裂缝的启裂与延伸模型。最终通过新立油田某区块的实例计算证明了本研究的准确性和可行性。

关键词：重复压裂裂缝转向地应力裂缝延伸

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基于相场法的人工裂缝转向扩展规律研究

基于相场法的人工裂缝转向扩展规律研究

作者：王颍骅东北石油大学

学位级别：硕士

致密储层存在低孔、低渗、发育天然裂缝的特性,一般通过水力压裂技术进行开发。在压裂的过程中,人工裂缝首先在近井区域受地应力的影响转向扩展,然后沟通储层中发育的天然裂缝形成复杂裂缝。但是,致密储层中天然裂缝的发育方向具有多样... 详细信息

致密储层存在低孔、低渗、发育天然裂缝的特性,一般通过水力压裂技术进行开发。在压裂的过程中,人工裂缝首先在近井区域受地应力的影响转向扩展,然后沟通储层中发育的天然裂缝形成复杂裂缝。但是,致密储层中天然裂缝的发育方向具有多样性,不同发育方向的天然裂缝会对人工裂缝的扩展造成影响,导致人工裂缝与天然裂缝的沟通不足,影响压裂效果。因此,研究水力压裂时人工裂缝的转向扩展规律,对于致密储层合理利用天然裂缝,提高水力压裂改造效果有重要意义。然而,目前常用的水力压裂数值模拟方法,例如Cohesive单元、XFEM等,在同时模拟裂缝转向与裂缝相交时比较困难。针对上述问题,本文基于断裂相场法的基本原理,建立了线弹性多孔介质流固耦合的水力压裂模型。通过模拟人工裂缝在施工参数和天然裂缝的影响下的转向扩展行为,提出了通过射孔方向控制人工裂缝与天然裂缝的相交角度,来提高致密储层水力压裂人工裂缝复杂程度的新思路,为提高致密储层水力压裂改造效果提供理论依据。主要工作内容和成果如下:(1)对断裂相场法的基本原理进行了阐述,并在此基础上引入了多孔介质流体对人工裂缝扩展的影响,建立了流固耦合的水力压裂模型,并验证了模型的准确性。(2)建立了井筒附近人工裂缝压裂扩展模型,模拟了施工参数下,人工裂缝转向扩展的力学行为。由模拟结果可知,射孔方位会影响人工裂缝的转向角度,人工裂缝与最大水平主应力的夹角越大,转向角度越大;储层的水平地应力差会影响人工裂缝的转向速度。水平地应力差越高,人工裂缝扩展时转向最大主应力方向的速度越快。在水力压裂时可根据储层地应力情况来设置射孔方向,控制人工裂缝的转向扩展。(3)建立了含有天然裂缝的人工裂缝扩展模型,模拟了储层中含有天然裂缝时人工裂缝的扩展行为,分析了与天然裂缝的夹角和储层的水平地应力差对人工裂缝转向扩展的影响。模拟结果表明,对于水平地应力差在4～5MPa、人工裂缝与天然裂缝的夹角在75°左右的储层,水力压裂改造效果较好。上述研究成果深入揭示了致密储层人工裂缝转向扩展规律,为提高水力压裂改造效果提供理论支持。

关键词：相场法水力压裂裂缝转向相互作用

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裂缝转向对低渗地层水平井压裂的影响

石油天然气学报 2012年第3期34卷 149-152,169页

作者：纪宏博席仲琛陈勉张保卫张旭东中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院北京100083

水力裂缝转向作为压裂过程中的一种重要现象,可造成近井筒裂缝的弯曲,对于裂缝中支撑剂的传输和流体的流动规律具有很大影响,可最终影响水力压裂的成败和人工裂缝的导流能力。统计了长庆油田水平井压裂施工的部分资料,分析了长庆油田水... 详细信息

水力裂缝转向作为压裂过程中的一种重要现象,可造成近井筒裂缝的弯曲,对于裂缝中支撑剂的传输和流体的流动规律具有很大影响,可最终影响水力压裂的成败和人工裂缝的导流能力。统计了长庆油田水平井压裂施工的部分资料,分析了长庆油田水平井压裂的特点。结合二维裂缝的平面应变模型,建立了裂缝转向的曲率半径与地层物性参数和压裂施工参数的关系,并针对性地分析了不同参数对于裂缝曲率半径的影响。结果表明,水平应力差对裂缝的转向距离有决定性的影响,压裂施工排量对水力裂缝高度的增长贡献显著,控制排量、延长注液时间能有效增加裂缝长度。结论对于压裂参数优化设计和水力压裂施工具有参考意义。

关键词：低渗透地层水平井压裂裂缝转向曲率半径