页岩气藏缝网压裂储层改造体积模拟与矿场实践(赵金洲,任岚,林然著)思维导图
水平井体积压裂
水平井体积改造技术目前我国页岩气勘探开发工作正在起步阶段，与国外差距较大，许多制约我国页岩气开发的技术瓶颈亟待突破。
《页岩气发展规划（2011-2015年）》（以下简称《规划》）的发布对我国页岩气开发的有序发展具有重大意义，它指出了未来一段时间我国页岩气产业需要科技攻关的8项任务，这为解决制约我国页岩气综合开发利用问题指明了方向。
本文主要对体积改造技术进行简要阐释，希望能借此推动我国页岩气开发技术的进步和发展。
体积改造技术亟需突破页岩气储层具有渗透率超低、厚度大及天然裂缝发育的特点，气体主要以吸附态吸附在有机质表面，常规改造形成单一裂缝很难获得好的增产效果。
因此，必须要对天然裂缝发育和岩石硅质含量高（＞35%），脆性系数高的页岩进行体积压裂。
通过水力裂缝沟通天然裂缝，增强渗流能力，从而提高页岩气井的经济效益。
图1 钻式桥塞封隔技术图2 北美不同地区页岩气水平井分段压裂工艺运用情况与美国相比，我国页岩气藏储层产状有埋藏深度、厚度较薄和多层叠置的特点。
因此，水平井体积改造技术就更为适合我国页岩气藏的开发。
在《规划》中提出的“体积改造技术”，就是采用分段多簇射孔和多段一起压裂的模式，利用缝间干扰，促使裂缝转向，产生复杂缝网，从而增大流动通道。
而“水平井体积改造”则是以分段多簇射孔技术、可钻式桥塞工具和大型滑溜水压裂技术为主。
分段多簇射孔技术是关键分段多簇射孔技术是实现体积改造的技术关键。
其目的是为了压裂形成网状裂缝、提高改造体积，进而减少井筒附近的压力损失，并为压裂时产生的流体提供通道。
其特点是可以实现：一次装弹、电缆传输、液体输送、桥塞脱离、分级引爆。
分段多簇射孔每级分4～6簇进行，每簇长度为0.46～0.77m，射孔枪每簇之间的距离为50m，实际井眼中每簇间距一般为20～30m，每个压裂段控制在100～150m左右，孔密16～20孔/m，孔径13mm，相位角60°或者180°，排量一般为16m3/min，单孔流量0.27m3/min。
水力压裂设计PPT课件
Khristianovich、
Geertsma、Deklerk
L(t)
Daneshy
2 假设条件
(1)岩石为均质各向同性。
(2)岩石变形服从线弹性应力应变关系。 (3)流体在缝内作一维层流流动, 缝高方向
裂缝呈矩形。 (4)缝中X方向压降由摩阻产生, 不考虑动
能和势能影响。 (5)裂缝高度和施工排量恒定。
清孔液、前垫液、预前置液）
对压裂液的性能要求
(1) 与地层岩石和地下流体的配伍性； (2) 有效地悬浮和输送支撑剂到裂缝深部； (3) 滤失少 ； (4) 低摩阻 ； (5) 低残渣、易返排 ； (6) 热稳定性和抗剪切稳定性 。
压裂液对储层的伤害
✓压裂液在地层中滞留产生液堵 ✓地层粘土矿物水化膨胀和分散运移产生
浮 力阻 颗粒 力 重力
概念
— 自由沉降 — 干扰沉降
受力分析
— 固体颗粒的重力 — 流体对固体颗粒的浮力 — 颗粒的运动阻力
浮 力阻 颗粒 力 重力
重力 浮力 阻力
Fg
6
d
3 P
P
g
Fb
6
d
3 P
f
g
Fd
CD
1 2
f
U
2 P
A
CD
8
f
d
P2U
2 P
F=Fg-Fb 当F＝Fd时
UP
[ 4d p (P f 3CD f
— 颗粒的表面是粗糙的； — 颗粒的形状是不对称的 不规则颗粒的沉降速度小于球形颗粒的沉降速度
支撑剂在幂律液体中的沉降
用视粘度a代替
a KD n1
UP
d
2 P
(
P
一种有效开发致密碳酸盐岩气藏的新工艺——体积酸压
越小越好 裂缝障碍存在于顶部与底部
产热的 KA& $ =& 与 T& , 含量低
干气窗 v!<% <R v&
v! M!' o% v&<') t'<&"
目标气藏指标 !" @"
'<''@ % *'
v@(X 碳酸盐岩 基本不含黏土
低膨胀性 垂直 Q水平方位 打开 Q充填自生碳酸盐岩
中国非常规天然气储量也很丰富$其中致密气 远景资源量达"!& V!''# M!'!& D$ )!* %因此$国内对 致密气的勘探开展相关的工作$并取得了重要进展' 在鄂尔多斯(四川(准噶尔(塔里木(松辽等几乎所有 含油气盆地均发现了致密油气资源$主要包含湖相 碳酸盐岩(深湖水下三角洲砂岩(深湖重力流砂岩三 类储层$总勘探有利面积在 &' M!'% \D& 以上$地质 资源总量为"!'(<) V!!!<"# M!'* P' 致密油气藏的 地质特征与常规油气藏有很大差别$一般具有孔隙 度低 " 一 般 小 于 !'X# ( 渗 透 率 低 " 一 般 小 于 '<!
78!"岩石脆性评价 岩石脆性特征对于体 积 改 造 具 有 重 要 影 响'
G7PP2/]L等)"* 对北美典型的页岩开发区块进行了总 结评价$认为相对黏土和长石来说$碳酸盐岩相对更 脆$应属于脆性矿物' 北美页岩数据库的矿物三角 图)(* "见图 &#表明富含石英或碳酸盐岩的储层在压 裂改造时易于形成缝网'
高中地理-地质作用思维导图(全国通用)
河
密度 聚
流
落 水资源丰富
地
貌
分布
内河运输便利
河流地貌对聚落的影响 上游河道窄深V型 中游河道加宽多弯曲 下游河道更宽浅 弯道：凸岸—沉积—农业住房地 ； 凹岸—侵蚀—港口航道地 平直：北半球—右岸侵蚀左岸沉积 ；南半球—左岸侵蚀右岸沉积 （原因：地转偏向力北半球右偏南半球左偏赤道不偏）
沉积规律与外力作用及外力大小、速度或方向相互关系 风力和流水沉积有大小之分； 冰川沉积杂乱无章
非洲板块
美洲板块 南极洲板块
印度洋板块 太平洋板块
构
漂浮在软流层的岩石圈的板块因地球内能释放产生运动
造
学
消亡边界
说应
用
碰撞 挤压
大陆与大陆板块 大陆与大洋板块
高山、高原
海岸山脉、 海沟、岛弧
生长边界 张裂
裂谷或海洋
板块构造学说理论实践
喜马拉雅山
落基山及海岸山脉
解释地形地貌形成原因 安第斯山
阿尔卑斯山
研究地质构造的实践应用
地 褶 背斜—工程隧道选址——岩层天然拱形比较安全稳固 质 皱 向斜—打井水选址避开工程隧道—储水构造避免渗漏 构 造 断层—找泉水避开工程建设—地下水出露或岩层易塌陷不稳
地形对交通线路的影响
交通方式 线路走向 线网密度
建设成本 技术难度 施工安全 人口聚落分布
地形地质
板
东非大裂谷
地中海
块 解释板块运动方向及海洋面积的变化趋势 红海
构
大西洋
造
日本
学 解释地质灾害（火山、地震）多发的原因 台湾
说
冰岛 印度尼西亚
解释地热能及金属矿产丰富的原因 新西兰 我国西藏
外力作用与地貌 主要原因：日温差变化
非常规油气藏储层体积改造模拟技术研究进展_王欢
收稿日期：20131016；改回日期：20131218基金项目：国家自然科学基金“超低渗透油藏注气提高采收率理论与技术研究”（U1262101）；国家科技重大专项“复杂油气田地质与提高采收率技术”（2011ZX05009）作者简介：王欢（1985－），男，2009年毕业于中国石油大学（北京）石油工程专业，现为该校油气田开发工程专业在读博士研究生，主要从事非常规油气藏开发方面的研究工作。
DOI ：10.3969/j.issn.1006－6535.2014.02.002非常规油气藏储层体积改造模拟技术研究进展王欢1，2，廖新维1，2，赵晓亮1，2，赵东锋1，2，廖长霖1，2（1.中国石油大学，北京102249；2.石油工程教育部重点实验室中国石油大学，北京102249）摘要：目前非常规油气藏的开发已成为国内外能源开发的热点，如致密气、致密油、页岩气和页岩油的开发，此类油气藏的典型特征就是储层渗透率极低，需要采取一定的改造措施才能投产，储层体积改造技术是有效开发非常规油气藏的重要技术之一。
通过调研和分析国内外非常规油气藏储层体积改造模拟技术，详细地介绍了储层体积改造的广义和狭义概念，以及直井和水平井储层体积改造措施方法;系统总结了储层体积改造压裂裂缝描述及模拟方法，主要有基于单孔介质模型的模拟方法，基于双孔介质模型的模拟方法以及基于离散裂缝模型的模拟方法;同时分析了储层体积改造后的渗流规律、井模型及产能特征。
该研究可以为今后中国非常规油气藏的开发提供相应的理论参考和技术支持。
关键词：非常规油气藏;储层体积改造;压裂裂缝描述;裂缝网络模拟;渗流规律;产能特征中图分类号：TE319文献标识码：A文章编号：1006－6535（2014）02－0008－08引言随着常规油气藏的衰竭，非常规油气藏的开发越来越受重视，“非常规”概念反映的是在当前的技术、知识和经验条件下的概念［1］，伴随着科学技术的发展，今天的非常规油气藏也必将成为未来的常规油气藏。
低渗透油藏增产改造技术(赵金洲)精品文档109页
2.3.2 水力裂缝诱导应力
物理模型
平面应力应变方程 忽略体力的平衡方程 傅立叶积分变换与逆变换
垂直于裂缝方向的诱导应力最大，而沿 裂缝方向的诱导应力最小。
井眼处诱导应力最大，离井筒越远，诱 导应力越小。
高导流能力缝地层压力等值线
可能的裂缝形状
2.3 控缝高实验研究 2.3.1 控缝高压裂工艺
(1) 图版拟合分析
由压力拟合值计算流动系数 由时间拟合值计算裂缝半长 由时间拟合值计算表皮系数
(2) 特征直线分析 早期段该井判断无限导流裂缝模型
(3) 一致性检验 由特征直线分析和图版拟合分析算出、
和的数值，它们必须彼此相符。
2.2当前裂缝诊断技术
2.2.1 压力恢复试井（有限导流能力裂缝）
1.5 低渗透油田开发主要工艺技术
1.5.1 储层保护技术
钻井技术：平衡压力、优质钻井液、屏蔽暂堵；
完井技术：泥浆性能、固井工艺 射孔技术： 油藏改造技术：酸液，压裂液、支撑剂、工艺技术、施工质量控制； 注水技术： 生产过程
1.5 低渗透油田开发主要工艺技术
1.5.2 高效射孔技术 1.5.3 高效注水
• 常规技术 • 人工隔层控制裂缝高度
上浮式导向剂人工隔层技术 下沉式导向剂人工隔层技术 控制裂缝向上下延伸技术
2.3.2 人工隔层控缝高实验
导向剂选择 基液的选择 岩样选择1%砂+1%uG＋柴油是最理想的压裂 液组成。
渗透率(Ds) 180
裂缝的动态识别方法：
—井壁崩落法（注意与地应力影响区别） —试井显示 —压裂曲线显示 —注水显示 —油田生产显示
1.2.2 地应力
地应力测量方法： —古地磁法确定应力方向 —凯瑟尔效应测三向应力 —波速各向异性测三向应力 —岩心差应变法测三向应力 —组合测井曲线确定柱转状应力剖面 —水力压裂瞬时停泵测水平最小主应力应力 —微地震法确定水力裂缝几何形态