重复压裂选井选层方法研究
暂堵压裂技术服务方案
八、技术服务案一•暂堵重复压裂技术原理及特点暂堵技术简介位于鄂尔多斯盆地陕北地区延长油藏大多数储油层都属于特低渗透、低压、低产油藏，油层物性特别差，非均质性很强，油井自然产能也就相当低了。
为了提高釆收率，绝大多数油井都进行过压裂改造，但是由于各种原因，油井产量还是下降的特别快，油井依然处于低产低效的状态。
因此，为了达到进一步提高油井产量的目的，我们必须做到以下两个面的工作：一、针对性的选择有开发前景的油井进行二次或者多次压裂改造，以至于提高油井的单井产能；二、由于我们在注水开发过程中，注入水总是沿着老裂缝向水窜，导致大部分进行过压裂改造过的老井含水上升特别快，水驱波及效率特别低。
针对这部分老井，如果还是采用常规重复压裂法进行延伸老裂缝，难以达到提高采收率的冃的。
为了探索这一部分老井的行之有效的增产改造措施，我公司借鉴了国多其他大油田的暂堵重复压裂的成功的现场试验经验，近两年来进行了多次油井暂堵压裂改造措施试验。
现场施工结果表明：在压裂施工前先挤入暂堵剂后，人工裂缝压力再次上升的现象很明显，部分老油井经过暂堵施工后，其加沙压力大幅度上升，暂堵重复压裂后，产油量大幅度上升。
为了确保有效的封堵老裂缝，压开新裂缝，并保持裂缝有较高的导流能力，达到有较长时间的稳产期。
该技术成果的成功研究与应用，不仅可以提高油井的单井产量，而且可以提高整个区块的开采力度，从而为保持油田的增产稳产提供保障，可取得可观的经济效益和社会效益。
堵老裂缝压新裂缝重复压裂技术，即研究一种高强度的裂缝堵剂封堵原有裂缝，当堵剂泵入井后有选择性的进入并封堵原有裂缝，但不能渗入地层隙而堵塞岩隙，同时在井筒围能够有效地封堵射眼；然后采用定向射技术重新射，以保证重复压裂时使裂缝转向，也即形成新的裂缝；从而采出最小主应力向或接近最小主应力向泄油面积的油气，实现控水增油。
水力压裂是低渗透油气藏改造的主要技术之一，但经过水力压裂后的油气井，在生产一段时间后，会由于诸多原因导致压裂失效。
浅析水平井分段压裂工艺技术及展望
浅析水平井分段压裂工艺技术及展望摘要：随着油田开发进入后期，产油量下降，含水量大幅上升，开采难度增大。
大力开采低渗透油气藏成为增加产量的主要手段。
而水平井分段压裂增产措施是开采低渗透油气藏的最佳方法。
水平井分段压裂技术的应用可以大幅提高油田产量，增加经济效益，实现油气的高效低成本开发。
本文介绍国内水平井分段压裂技术，并对水平井分段压裂技术进行展望。
关键词：水平井；分段压裂；工艺技术1水平井技术优势目前水平井已成为一种集成化定向钻井技术，在油田开发方面发挥着重要作用。
通过对现有文献进行调研,发现水平井存在以下技术优势：水平井井眼穿过储层的长度长，极大地增加了井筒与储层接触面积,提高了储层采收率;仅需要少数的井不但可以实现最佳采收率，而且在节约施工场地面积的同时降低生产成本，以此提高油田开发效果；水平井压力特征与直井相比，压力降低速度慢,井底流压更高，当压差相同时，水平井的采出量是直井采出量的4~7倍;当开发边底水油气藏时，若采用直井直接进行开采虽然初期产量高但后期含水上升快，而水平井泄油面积大，加上生产压差小,能够很好的控制含水上升速度,有效抑制此类油藏发生水锥或气锥;能够使多个薄层同时进行开采,提高储层的采出程度。
2水平井压裂增产原理水平井压裂增产的过程:利用高压泵组将高黏液体以大大超过地层吸液能力的排量由井筒泵送至储层，当达到地层的抗张强度时，地层起裂并形成裂缝,随着流体的不断注入，裂缝不断扩展并延伸,使得储层中裂隙结构处于沟通状态,从而提高储层的渗流能力，达到增产的目的。
水平井压裂增产原理主要包括以下四方面:增加了井筒与储层的接触面积，提高了原油采收率;改变了井底附近渗流模式，将压裂前的径向流改变为压裂后的双线性流，使得流体更容易流人井筒，降低了渗流阻力;沟通了储层中的人造裂缝和天然裂缝，扩大了储层供油区域，提高了储层渗流能力。
降低了井底附近地层污染，提高了单井产量。
3国内水平井分段压裂技术3.1水平井套管限流压裂对于未射孔的新井，应采用限流法分段压裂技术。
6.裸眼封隔器水平井分段压裂技术介绍-付永强
第五步：投球转层，进行第二段压裂； 第六步：…………………………； 第七步：压裂施工完成，合层排液、求产。
（二）裸眼封隔器分段压裂工艺
2、裸眼封隔器分段压裂工序
施工工序比较
裸眼封隔器完井
下套管固井射孔完井
时间(天)
工作项目
时间(天)
工作项目
1
刮管通井
1
钻头通井
1
钻头通井
1
扶正器通井
1
单磨鞋通井
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ下套管
一、水平井压裂完井特点 二、水平井压裂裂缝延伸机理 三、水平井裸眼封隔器压裂工艺及设计方法 四、水平井裸眼封隔器压裂配套工具 五、水平井裸眼封隔器压裂应用实例
（一）水平井完井特点
1、水平井的优点
• 产层暴露多 • 导流能力高 • 与天然裂缝接触的几率高 • 渗流特征以线性流为主，降低水锥
（一）水平井完井特点
裸眼井分段压裂完井管柱系列
①套管9 5/8″，裸眼8 1/2″－8 3/4″
分段完井工具 标准管柱系列
②套管7″， 裸眼57/8″－6 1/2″ ③套管5 1/2″，裸眼4 1/2″－4 3/4″
④套管4 1/2″，裸眼3 7/8″－4 1/4″
分段数：最高 12段（2-7/8 ”油管压裂） 16段（ 3-1/2 ”油管压裂） 24段（ 4-1/2 ”油管压裂）
Pbh
pbh = ∆pperf + ∆pnw + pnet + σhmin
NWPL Shut-in Pressure
Pump rate Time
（三）裸眼封隔器分段压裂设计方法
5、近井筒裂缝复杂性诊断技术
诊断技术——阶梯降排量法
地层破裂(漏失)压力试验
四、地层破裂压力试验
数据处理 2、有关参数的计数 地层实际的漏失压力或破裂压力等于地层漏失或破裂时的地面表压加上井内钻井液的静液压力。
2.3、最小水平主地应力 Pmin=PGS+0.00981ρH 式中 Pmin—最小水平主地应力，MPa； PGS—瞬时停泵地面表压，MPa。 2.4、岩石抗拉强度，MPa, St=PGF-PGR 式中： St—试漏层岩石抗拉强度，MPa； PGR—重张时地面表压，MPa。
一、地层破裂压力
地层破裂压力是指某一深度地层发生破碎和裂缝时所能承受的压力。当达到地层破裂压力时，地层原有的裂缝扩大延伸或无裂缝的地层产生裂缝。
一、地层破裂压力
一般情况(遵循压实规律)下，地层破裂压力随着井深的增加而增大。 在钻井时，钻井液柱压力的下限要保持与地层压力相平衡，实现压力控制。而其上限则不能超过地层的破裂压力，以避免压裂地层造成井漏。
五、现场地层漏失压力试验
五、现场地层漏失压力试验
某井试漏时井深1206米，泵排量16.35升∕冲，钻井液密度1.20克∕厘米3
累计泵冲
立压（kPa)
累计泵冲
立压（kPa)
5
836
45
14986
10
2991
50
15015
15
5123
55
15021
20
7264
60
15018
25
9391
试漏前的准备 试漏层段 确定： （SY 5430—92）《地层破裂压力测定套管鞋试漏法 》 试漏层段应选在套管鞋下第一个3～5m厚的易漏层。 井控教科书：当钻至套管鞋以下第一个砂岩层时（或出套管鞋3-5米）， Q/SYCQZ《长庆区域钻井井控实施细则》钻出套管鞋进入地层5 m ～ 15 m， 《长庆油田钻井井控实施细则》钻出套管鞋进入第一个砂层3-5m时
基于分形理论的储层特征及压裂造缝机理研究
基于分形理论的储层特征及压裂造缝机理研究一、简述本文基于分形理论，对储层特征及压裂造缝机理进行了深入的研究。
分形理论作为一种研究不规则、复杂现象的有效工具，为我们理解和描述储层孔隙介质和裂缝介质的微观特征提供了全新的视角。
我们应用分形几何方法，对储层孔隙介质的微观特征进行了详细分析。
通过构建基于分形特征参数的孔隙介质有效应力模型，我们定量地描述了孔隙介质结构特征在骨架颗粒和孔隙流体支撑总应力时起到的协调关系。
这一模型不仅将孔隙介质的微观参数和宏观统计参数紧密联系在一起，还为后续的水力压裂造缝机理研究奠定了坚实的基础。
我们基于孔隙介质有效应力的分形模型，重新推导了井壁围岩应力状态方程，并进而推导了裸眼完井、射孔完井情况下含有分形参数的压裂起裂判别准则。
这一工作不仅丰富了压裂起裂理论，也为实际压裂施工中的参数选择和优化提供了理论依据。
我们还应用分形几何方法分析了储层裂缝介质的分布特征，并通过建立三维可视化平台模拟了裂缝介质系统的三维分布。
模拟结果表明，分形方法能够很好地描述单一裂缝的随机性和整体裂缝系统的复杂性，为裂缝性储层的建模和压裂造缝机理的研究提供了有力支持。
本文通过应用分形理论对储层特征及压裂造缝机理进行了深入研究，取得了一系列创新性的成果。
这些成果不仅有助于我们更深入地理解储层的微观结构和压裂造缝机理，也为实际压裂施工中的参数选择和优化提供了重要的理论指导和技术支持。
1. 储层特征与压裂造缝的重要性储层特征及其压裂造缝机理研究在石油勘探与开发领域中具有举足轻重的地位。
储层作为油气藏的主要载体，其物理和化学特性直接决定了油气的储存和流动能力。
而压裂造缝作为一种有效的增产技术，能够通过人工方式在储层中形成裂缝网络，从而提高储层的渗透性，增加油气产量。
储层特征的研究是理解油气藏形成和分布的基础。
储层的孔隙结构、渗透率、岩石类型等特性不仅影响油气的储存和运移，还直接关系到开采过程中的流体流动和产能释放。
泵送桥塞分段体积压裂技术的研究及现场应用
泵送桥塞分段体积压裂技术的研究及现场应用摘要：泵送桥塞是一种近年来发展的压裂改造新工具，在致密性油气藏中应用广泛。
致密性油气藏具有低孔、低渗、天然裂缝不发育等特征，完井方式通常以水平井完井为主。
在致密性水平井体积压裂改造中，泵送桥塞工艺有着很大的优势，其分隔、射孔一体技术满足了致密性油气藏水平井改造所需要的大排量、大液量等施工参数。
为该种油气藏的改造开发提供了一套完备的方式方法。
关键词：致密油泵送桥塞体积压裂水平井引言随着我国油气田勘探开发的深入，常规油气产量有逐步递减的趋势。
美国致密油的突破性进展给我国的致密性（低渗透）油气藏开发给予了重要启示。
我国油气勘探开发也将逐步向致密性油气藏方向发展。
2013年2月完钻的任密1H井是华北油田公司一口致密性油藏水平井。
其地质特点为储层岩性复杂，以泥质粉砂岩，砂岩为主。
储层低孔、低渗，天然裂缝不发育，总体属低孔、低渗致密油储层。
任密1H井多段改造提高裂缝长度，体积改造是该井获得突破的关键。
该井采用泵送桥塞，分段改造工艺，压裂过程中采取先进行酸化处理，后添加转向剂的体积压裂技术，实现体积改造最大化和低成本经济开发的目标，为国内致密性油气藏开发提供了可借鉴的成功案例。
一、泵送桥塞工艺1.泵送桥塞泵送桥塞是一种近年来发展的压裂改造新工具，在国外致密性油气藏中广泛应用，哈里伯顿、贝克休斯、斯伦贝谢、威德福等公司都有该工具的研发与使用。
尤其是在致密油气藏水平井压裂上具有很大优势，逐步替代了传统的封隔工具，为水平井压分层改造提供了更好的选择。
泵送桥塞工具主体由电缆、射孔枪、坐封工具、封隔器构成。
桥塞中心具有球碗结构，坐封完毕投球封堵，如图1所示。
泵送桥塞投放前预置在井口防喷管串内，开启井口后，尾部拖带电缆投入光套管。
当到达一定井斜位置，靠其自身重力无法克服外部阻力时，与地面泵车配合，采用泵送方式，泵送到设计位置，进行点火作业，炸药推动坐封工具内液压缸坐封，坐封后坐封工具与桥塞脱离。
端部脱砂压裂研究pdf
第 2 章 端部脱砂压裂机理
在致密储层中,建立长的高导流裂缝能够极大地提高产量,这是传统的水力压 裂的主要优势。但是,当地层渗透率达到一定程度后,缝长的增加,对产量的影响不 明显,相反,建立短而宽的高导流裂缝才可能解除损害、防止近井地带坍塌和实现产 量的大幅度提高。原因是油气井压裂后，流体沿着具有高导流能力的裂缝进行流动 时，流动阻力非常小，因此地层流体流入井底不再遵循径向流动模式，而是形成双 线性流动模式。图 2－1 是压裂前后井筒附近流体流动方式示意图。
亦即增加缝内支撑剂的浓度(kg/m 2 )，这将是保证高渗透率的有效措施，但此时必
然会导致加大缝宽。因此提高填砂裂缝导流能力必然是缝宽与填砂裂缝渗透率同时
2
提高的结果。 1. 研究常规压裂发现造缝宽度（动宽度）的有利应用程度并不是很高。 有人做了一些计算，地面砂比为 90% 时，支撑宽度为动宽度的 47%，即使提高
第一例端部脱砂压裂是对一非常软的白垩地层实施的，该地层严重的出砂现象 使得不得不造出异常宽的裂缝。后来有意识地使用端部脱砂压裂技术处理高渗透油 气藏，却是为了获得最大的裂缝导流能力，而不仅仅是为了减小支撑剂嵌入的影响。 进入九十年代,美国和英国在墨西哥湾、北阿拉斯加和北海等油田,以及其它一些国 家在不同油气田对高渗透层进行端部脱砂压裂,都取得了使油气井长期增产的良好 效果。从那时起，端部脱砂压裂技术就越来越多地被应用于中高渗透地层的生产改 造中。
4
子，提高产量。 ③建立短而宽的高导流裂缝,有效地增大了井筒泄油半径。因此,降低近井地带
的生产压差和径向流动速度,可防止或减少地层出砂和井壁坍塌,实现在较低的生 产压差下获得较高的产量,还可提高了储层能量利用率。
④对于层状油藏,控制恰当的裂缝高度,还可使层间互相连通,扩大增产效果。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望发布时间：2021-01-25T02:27:05.890Z 来源：《防护工程》2020年29期作者：赵军[导读] 水平井的突出特点是井眼穿过油层的长度长，大大增加了井与油层的接触表面积，从而使油井的单井产量高，油井的生产速度快，减少了生产时间；中石化中原石油工程有限公司井下特种作业公司河南濮阳 457000摘要：现阶段，油田开发中有很大部分都是属于低渗透油气藏，其渗透率低，渗透阻力大，所以，为了提高经济效益，实现油田稳产增产，水平井压裂工艺被广泛应用于各大油田。
虽然水平井压裂工艺已经被普遍应用，但在水平井分段压裂施工过程中还存在一定的技术局限性以及设备滞后性，导致目前我国水平井分段压裂技术发展缓慢。
基于此，阐述了现阶段我国水平井分段压裂技术现状，以及面临的问题、不足，并对今后水平井压裂工艺的发展趋势进行了分析。
关键词：水平井；分段压裂工艺；现状；展望引言近年来我国原油、天然气的新增储量大幅度增加，无论是开采方式还是油、气井的生产都已经表现出较为复杂特殊的条件，实际开采的过程中应当在进一步提升单井产量的同时，利用储量优势来确保油田经济效益增加，文章从这一点出发，探讨了有关内容，希望可以给有关从业人员以启发。
一、水平井的优势及压裂原理1.水平井的优势水平井的突出特点是井眼穿过油层的长度长，大大增加了井与油层的接触表面积，从而使油井的单井产量高，油井的生产速度快，减少了生产时间；可以连续贯穿几个薄油层，从而使不具有工业开采价值的油层也能进行生产，提高了原油的采收率。
2.水平井压裂原理在石油和天然气，水平井生产的压裂裂缝和水平井筒的轴线。
在水平井压裂，如果轴和最大应力在同一个方向，可以形成和最小应力方向垂直的纵向裂缝。
如果垂直轴和最大主应力方向，将形成横向裂纹扩展的最大主应力方向。
在石油和天然气，在水平井压裂之前，石油和天然气通常基于径向流的流动趋势围坐在井壁，渗流阻力比较大。
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重复压裂选井选层方法研究
重复压裂选井选层决策参数需要综合考虑地质特征、油气藏特性、物性参数、测试和生产数据等多方面因素。
从数学的观点来看，这些决策参数关系之间的定量表达，其实质是解决由m维输入向量(决策参数)到n维输出向量(决策井)之间的映射。
由于选井选层决策参数本身之间关系的极其复杂性，这种映射必然是高度非线性的。
因此，用传统的数学方法求解这类问题极其困难。
一、bp神经网络方法
1.bp算法
bp算法是一个监督训练多层神经网络的算法，每一个训练范例在网络中经过两遍传递计算：一遍向前传播计算，从输入层开始，传递各层并经过处理产生一个输出，并等到一个该实际输出和所需输出之差的差错矢量。
一遍向后传播计算，从输出层至输入层，利用差错矢量对权值进行逐层修改。
bp网络是一种单向传播的多层前向网络，其结构如图所示。
bp
网络是一种具有三层或三层以上的神经网络，包括输入层、中间层(隐层)和输出层。
当学习样本提供给网络后，神经元的激活值从输入层经各中间层向输出层传播，在输出层的各神经元获得网络的输入响应。
接下来，按照减少目标输出与实际误差方向，从输出层经过各中间层逐层修正各连接权值，最后回到输入层。
随着这种误差的逆传播修正不断的进行，网络对输入模式影响的正确率不断上升。
图1bp网络结构
2.改进的bp算法
在实际应用中，bp算法很难胜任，因此出现了多种改进算法，levenberg-marquardt算法是其中的一种，采用
levenberg-marquardt可以使训练速度和训练成功率大大提高，对中小型神经网络训练而言，levenberg-marquardt算法是最好的训练算法]。
levenberg-marquardt算法的基本思想是使其每次迭代不再沿单一的负梯度方向，而是允许误差沿着恶化的方向进行搜索，同时通过在最速梯度下降法和高斯-牛顿法之间自适应调整来优化网络权值，使网络能够有效收敛，大大提高了网络的收敛速度和泛化能力。
levenberg-marquardt算法的权值调整公式为：
e-误差向量
j-雅可比矩阵
μ一个标量
二、最小二乘支持向量机算法
1.支持向量机原理
支持向量机是在统计学习理论基础之上提出的一种新的非常有
发展前景的机器学习方法。
支持向量机是对结构风险最小化原则的近似，支持向量机方法根据有限的样本信息在模型的复杂度和学习能力之间寻求最佳折衷，以期获得最好的推广能力。
支持向量机的学习，就是寻找一个参数向量，通常该向量在某种约束下使某个代价函数最小(或最大)。
支持向量机理论中的代价函
数是凸二次函数，约束条件是线性函数，所以支持向量机训练问题实际上是求解一个凸二次规划问题。
2.最小二乘支持向量机原理
最小二乘支持向量机(ls-svm)是标准支持向量机的一种扩展。
它的损失函数直接定义为误差平方和，将优化中的不等式约束转化为等式约束，由此将二次规划问题转化为线性方程组求解，降低了计算复杂性，加快了求解速度。
支持向量回归机根据训练样本构造回归函数。
这样非线性估计函数转化为高维特征空间的线性估计函数。
利用结构风险最小化原则，寻找w，b就是最小化。
其中
控制模型的复杂度，c是正规化参数，控制对超出误差样本的惩罚程度。
为误差控制函数，也即
不敏感损失函数。
最小二乘支持向量机在优化目标失函数为误差的二次项，故优化问题为：
式中，为松弛因子。
用拉格朗日法求解这个优化问题：
其中：
是拉格朗日乘子。
根据最优化条件：
置各变量偏导数为0
得到方程：
其中：
最后用最小二乘法求出与，得到非线性预测模型：
三、方法比对结果
结合油气井生产历史、地质评价结果以及油气田开发动态综合分析，确定用于选井选层决策的参数。
表1 决策参数表
选了重复压裂井，进行预测，表2列出两种方法得到的测试结果对比。
表2 两种模型测试结果对比
从表中可以看出，在研究样本数量相对有限的情况下，最小二乘支持向量机算法在精度上明显优于改进的bp神经网络。
四、结论及建议
本文介绍了重复压裂选井选层的经验方法，详细讨论了改进的bp 神经网络和最小二乘支持向量机两种定量判断的选井选层的数学方法，分别叙述了各自的原理，建立了预测模型，通过实例测试和比较。
1.得出以下主要结论：
1.1levenberg-marquard算法虽然可以实现神经网络的快速训练，但局部最优问题、过拟合、网络结构选择等问题依然存在，神经网络方法的预测效果不够理想。
1.2支持向量机从理论上解决了神经网络固有的局部最优、过拟合等问题，从预测效果看，最小二乘支持向量机预测方法的预测精度高于bp人工神经网络预测法。
所以，最小二乘支持向量机方法可以作为神经网络法的替代方法。
2.主要建议
2.1对研究的区块不断完善己经建立的压裂选井建模数据库，研究使用数据挖掘技术总结数据内部规律的方法，使得筛选出的数据更能真实地反映地层的实际情况，从而使优选出的压裂井更加符合实际情况。
2.2加强压裂选井经济效果评价，将增产潜能与经济因素结合参考文献[1杜卫平．重复压裂选井选层人工神经网络方法[j]．钻采工艺，2003，5(4)：106-108．[2]位云生，胡永全等．人工神经网络方法在水力压裂选井选层中的应用[j]．断块油气田，2005，2(2)：25-29．[3刘洪，赵金洲等．模糊神经网络系统在优选压裂井层中的应用[j]．钻采工艺，2002，3(2)：45-47．。