水平井压裂裂缝起裂和延伸规律研究
水力压裂缝间距及压裂顺序对裂缝扩展影响研究
第16卷增刊2地下空间与工程学报Vol．16 2020年11月Chinese Journal of Underground Space and Engineering Nov．2020水力压裂缝间距及压裂顺序对裂缝扩展影响研究*张进科，苟利鹏，吴文瑞，杨金峰(长庆油田分公司第五采油厂，西安710000)摘要:水平井多级水力压裂技术是提高非常规油气资源采收率的重要技术手段之一，而水力压裂规模和裂缝几何形态是决定单井产量的重要影响因素。
受水力裂缝扩展过程中形成的诱导应力场影响，水力裂缝间会发生相互干扰从而降低储层改造体积。
本文基于扩展有限元理论，构建了全耦合水力压裂裂缝扩展模型。
基于该模型分析了裂缝间距及压裂顺序对裂缝扩展影响。
研究结果表明:在水力裂缝同步扩展过程中，由于诱导应力场作用水力裂缝会发生明显偏转，并发生相互排斥现象。
对比同步压裂和顺序压裂两种压裂模式下裂缝扩展动态发现:采用顺序压裂不仅能够有效降低诱导应力场造成的裂缝偏转，同时增加裂缝宽度，使得水力裂缝能够充分满足油气渗流要求。
通过对比优化前后两口井的产量发现，采用该理论对裂缝间距进行优化后，优化井单井产量为邻井的1．7倍，改造体积增加了44．5%。
关键词:水力压裂;非常规;裂缝;应力;扩展中图分类号:TE353文献标识码:A文章编号:1673-0836(2020)增2-0603-07 Study on the Influence of Hydraulic Fracturing Interval and Fracturing Sequence on the Propagation of FracturesZhang Jinke，Gou Lipeng，Wu Wenrui，Yang Jinfeng(The Fifth Oil Production Plant of Changqing Oilfield Company，Xi’an710000，P．Ｒ．China) Abstract:Horizontal well multi-stage hydraulic fracturing technology is one of the important technical means to improve the recovery of unconventional oil and gas resources，and the hydraulic fracturing scale and fracture geometry are the important factors to determine the single well production．Under the influence of induced stress field formed in the process of hydraulic fracture propagation，mutual interference between hydraulic fractures will occur，thus reducing the volume of reservoir reconstruction．Based on the extended finite element theory，this paper constructs a fully coupled hydraulic fracture propagation model．Based on this model，the influence of cluster spacing and fracturing sequence on fracture propagation in multi well hydraulic fracturing is analyzed．The research results show that in the process of synchronous expansion of hydraulic fractures，the induced stress field will lead to obvious deflection and mutual exclusion of hydraulic fractures．Compared with the two fracturing modes of synchronous fracturing and sequential fracturing，it is found that sequential fracturing can not only effectively reduce the deflection of fractures caused by induced stress field，but also increase the width of fractures，so that the hydraulic fractures can fully meet the requirements of oil and gas seepage．By comparing the production of two wells before and after optimization，it is found that the production of single well is1．7times of that of adjacent well，and the volume of reconstruction is increased by44．5%after optimization of fracture spacing by using this theory．Keywords:hydraulic fracturing;unconventional;crack;stress;expansion*收稿日期:2020-07-19(修改稿)作者简介:张进科(1984—)，男，陕西西安人，工程师，主要从事油水井井下增产增注工作。
射孔水平井分段压裂起裂压力理论研究
射 孔 水 平 井 分 段 压 裂 起 裂 压 力 理 论 研 究
吕志 凯 何 顺 利 ， 富平 陆 红 军。 王 文 雄 ， 罗 ， ，
（．石 油工 程 教 育部 重 点 实验 室 （ 国石 油 大学 （ 京 ） ， 京 １ ２４ ；．中国 中化 石 油勘 探 开 发有 限公 司 ， 京 １０ ３ ；．中 国 石 油 １ 中 北 ）北 ０２ ９２ 北 ０ ０ １３ 长 庆油 田分公 司 超 低渗 透 研 究 中心 ， 陕西 西 安 ７ ０ ６ ；．中 国石 油长 庆 油 田分 公 司油 气 工 艺研 究 院 ， １ ０１ ４ 陕西 西 安 ７ ０６ ） １０ １
第 ３ ９卷 第 ４期
２１ Ｏ １年 ７月
石
油
钻
探
技
术
Ｖｏ１３９ ． ＮＯ ．４
ＰＥＴＲＯ１ ＥＵ Ｍ ＤＲＩ Ｉ ＬＬ ＮＧ ＴＥＣＨ ＱＵＥＳ ＮＩ
＿１ ， ０ １ ｌ １ ２ １ ｌ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ油 气 开 采
ｄ ｉ１ ． ９ ９ｊｉ ｎ １ ０ — ８ ０ ２ １ ． ４ ０ ５ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ １０ ９ ． ０ １ ０ ． １ ｓ
摘 要 ： 综合 考 虑 井 筒 内压 、 始 地 应 力分 布 、 压 水 力 裂 缝 的诱 导 应 力 等 因 素 ， 据 叠 加 原 理 及 弹 性 力 学 理 原 先 根 论 ， 立 了射 孔 水 平 井 分段 压 裂起 裂 压 力 计 算模 型 ， 析 了初 始 及 后 续 裂 缝 的起 裂 规 律 。研 究 结 果 表 明 ， 始 裂缝 建 分 初 产 生 的 诱 导 应 力 分 布 受 裂 缝 间距 影 响 。 当初 始 裂 缝 缝 长 一 定 时 ， 井 筒 方 向诱 导 应 力 逐 步 降低 ， 至 地 应 力 场 趋 沿 直
水平井的水力喷射压裂技术的研究
水平井的水力喷射压裂技术的研究发布时间：2021-09-22T02:45:18.587Z 来源：《工程管理前沿》2021年5月14期作者：靳玉强[导读] 水力喷射压裂工艺作为一类集射孔、压裂等一体化技术靳玉强中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司油田作业公司甘肃省酒泉市 735000摘要：水力喷射压裂工艺作为一类集射孔、压裂等一体化技术，主要适用于低渗透油藏直井、水平井的增产改造，具有良好的应用成效。
本文主要分析水平井水力喷射分段压裂基本原理、特征，明晰影响压裂实际工艺参数，介绍三种不同的管柱压裂工艺。
关键词：水平井；水力喷射压裂；技术要点水力压裂历经半个世纪发展，尤其自80年代末以来，处于压裂设计、添加剂、压裂设备等均获取大幅度提升，促使水力压裂技术在多领域获取新的突破。
现下水力压裂作为一项新工艺技术，其进一步改变流动方式，从本质层面降低实际渗流阻力，可实现增产增注的目标。
一、水力喷射压裂基本原理及特征1、水力喷射压裂的基本原理水力喷射压裂技术基本原理为，充分借助水力喷射压裂工具，通过两个环节完成地层裂缝开启，首先需将喷射分段压裂管放置于初期设定部位，实现水力喷射，利用高压射流处于地层内形成喷射孔道，其次待孔道形成后，压裂液通过油管内由喷嘴射入孔道内，同时环空注入基液补偿地层其他缺失的部位，以此保证环空自身压力，将孔道内压力提升至一定程度，保证孔内压力吻合压开地层实际水平，以免进入孔内压裂液从孔口返出环空，促使地层产生裂缝并逐步向更深层次延伸，从而实现对油气井改造增产目标。
射流射入孔道内实现增压过程中，压裂液定点注入仅产生局部增压，不会处于井筒内部其他部位产生高压，促使形成新的裂缝，亦或发现有裂缝再次张开。
水力喷射压裂工艺本质在于借力高速射流，可处于井下产生一个低压区域，保证环孔流体进入施工层段，无需选用机械进行密封。
2、水力喷射压裂射流密封计算模型结合实践数据系统性分析，射流密封压力与多个因素相关，其与喷嘴流量系数、试验回归系数、喷嘴直径均呈正相关，与套管控孔眼实际直径成反比，通过对试验数据进行回归性分析，最终获取计算模型公式如下：式中：K为试验数据回归系数；C为喷嘴流量系数，无量纲；p为射流密封压力，MPa，Pd为射流压力，MPa，D为套管孔眼直径mm，d 为喷嘴直径mm。
水平井压裂起裂规律研究现状
水平井压裂起裂规律研究现状X冯彦田,王继波,胥元刚(西安石油大学石油工程学院,陕西西安 710065) 摘 要:介绍了国内外在水平井压裂裂缝起裂规律的研究进展,主要包括运用解析法和有限元法两种不同方法,研究了水平井井筒周围地应力分布对裂缝起裂的影响,破裂压力及起裂方位,指出了目前研究中的不足,并对未来的研究方向进行了分析和展望。
关键词:水平井压裂;地应力;破裂压力;起裂方位;研究现状 水力压裂油气井是增产的一项重要技术,利用地面的高压泵组将高粘度液体泵入井中,当目的层段的液体压力超过一定值后,岩石破裂,随着支撑剂的运移和沉降,逐渐形成一条高渗的填砂裂缝。
水平井压裂与常规直井压裂相比,水平井本身所具有的特殊性和复杂性,钻遇地层情况复杂。
因此,水平井压裂起裂与直井压裂起裂有很大的区别:水平井压裂裂缝的起裂与井筒周围的应力分布、射孔、完井方式、井筒压力以及天然裂缝都密切相关。
众所周知,水平井压裂方面的相关研究在国外一些发达的产油国得到了较早、较全面的认识、研究;而我国在近十年对水平井的开发利用以及压裂方面也做了很多工作并取得了可喜的成绩。
自从Gig er[1]首次提出水平井水力压裂的概念以来,水平井水力压裂的发展已经得到了广泛的认识和深刻的研究。
从那时开始,伴随着水平井技术的不断发展以及在水平井施工过程中各种外来因素的影响和地质构造方面复杂性、多变性的存在,为了提高水平井压裂的成功率,在进行水平井压裂设计时必须考虑各种因素的综合影响——如钻井、射孔后原始地应力在井筒以及孔眼周围的重新分布;起裂条件的分析以及起裂压力的计算以及裂缝的起裂形态研究等。
因此,对于水平井压裂裂缝起裂规律的研究分析无疑是后续工作的基础又是水平井压裂成功的关键。
1 地应力分布模型的发展现状在地应力场的研究方面,已经有许多学者专家做了大量的研究工作:M.M.Hossain[2]给出了斜井井筒应力分布的计算模型,并运用叠加原理在斜井周围应力分布的数学模型下经推导得出了柱坐标系下水平井井筒水平段任意一点处的应力分布;余雄鹰[3]等根据Yew[17]改进的坐标系统,利用三维弹性力学建立了斜井井筒应力分布模型;陈勉等[4]考虑到岩石介质孔隙压力、压裂液渗流效应及作业条件对裂缝起裂的影响,利用多孔弹性理论,采用叠加原理建立了斜井井筒周围的应力分布;程远方等[5]假设岩石是小变形多孔弹性体,利用叠加原理并考虑到钻井液渗流效应,建立了井眼围岩应力分布规律;徐严波[6]考虑了地层温度变化产生的热应力的影响,建立了新的水平井筒周围应力分布的数学模型;王培义等[7]初步研究了水平井水力压裂机理,建立了水平井井眼的应力分布模型;刘翔[8]运用解析方法研究了射孔后孔眼围岩的地应力分布;而胡永全等[9]首次将射孔井套管和岩石化为两种不同性质的材料,按线弹性有限元方法计算近井地带应力场。
水平井连续油管分段压裂技术研究
水平井连续油管分段压裂技术研究连续油管压裂技术可以实现一次多压作业，更好地提高油井产量。
本文对连续油管分段压裂技术进行简单的叙述，并对连续油管分段压裂方案优化展开探讨和研究。
标签：水平井;连续油管技术;分段压裂低渗透油藏是很多油田提高产量的重要资源，采用水平井分段压裂技术可以使低渗透油藏流通性变好、减小渗流阻力、提高油田采收率。
水平井开发技术的进步，可以有效地动用难以开采的油藏，分段压裂施工需要以压裂管柱的安全起下作为保证，连续油管在卷筒拉直以后下放到井筒中，当作业完成之后从井中提取出来重新卷到卷筒中，具有很高的作业效率。
1连续油管分段压裂技术概述该技术以水动力学作为研究的前提，把连续油管技术实现与压裂技术的结合，采用喷砂射孔及环空加砂进行压裂的办法，可以对水平井进行一次多压。
进行施工作业过程中，需要先设计好压裂施工所采用的工具串，是由导引头、机械丢手、喷枪、封隔器等构成，压裂施工时把工具串投入到井筒中，采用机械定位装置实现位置确定，并对深度进行校核，利用打压办法来完成封隔器的坐封，达到合格标准之后就可以应用连续油管水力喷砂射孔技术进行作业，再采用环空加砂压裂技术，当完成一段压裂作业之后再对管柱进行上提操作，在后续层段采用相同的施工作业方式，不需要太多的时间就可以实现对多层段的地层压裂改造作业。
2连续油管分段压裂方案优化某油田区块采用水平井连续油管技术进行分段压裂增产，达到了比较理想的效果，把裸眼封隔器分段壓裂作为主要的压裂工艺技术，可该压裂工艺需要较长的作业时间，压裂之后还需要较多的工艺来完善，很难对裂缝起始位置进行有效地控制，为了提高压裂增产效果，可以采用连续油管分段压裂技术，充分考虑到多种影响因素，对原有的压裂方案进行优化改进。
2.1裂缝特征优化地层裂缝长度情况直接影响着低渗透油藏的开采效果，如果地层裂缝长度变大，油气产量则会相应地提升。
对早期投入使用的油井地质情况进行分析来看，如果地层裂缝长度达到90-100米，可以达到较高的原油产量，从而实现较长的稳产时间。
水平井连续油管分段压裂技术研究
水平井连续油管分段压裂技术研究水平井连续油管分段压裂技术是一种通过水力压裂技术，将油井沿水平方向分段处理的新型采油技术。
其原理是在水平井中设置多个短段产油管道，然后对这些产油管道进行分段压裂处理。
这种技术在进行压裂时，可以采用不同的压裂方案，以适应不同地质条件和采油需求。
首先，通过分析油田地质条件和油层性质等因素，确定水平井的井身外径、设计井壁厚度和生产井距等参数，然后进行钻井作业。
接着，在水平井中设置连续多段产油管道，一般来说，每段产油管道长度在30米左右。
然后，将水泥浆和蜡胶等填充材料注入管道壁中，以增强井壁强度和防止产油管道变形或挤压。
接下来是压裂过程。
首先，在每一段产油管道内通过注水泥浆等介质，将压裂剂送入到产油管道中。
然后，将产油管道内部的压裂工具送入，在井中对该段产油管道进行分段压裂处理。
分段压裂的方式可以采用单级、双级或多级压裂。
分段压裂完成后，将管道内压裂剂抽出，并将产油管道接入生产线路即可。
首先，该技术可以大幅度提高采油效率。
传统的油井采油方式只能利用井筒内固有的自然压力进行采油，而采油效率较低。
而采用水平井连续油管分段压裂技术后，可以将压裂后的裂缝连接起来，形成的人工裂缝对于含油层来说就像是一条“石油河流”，可以提高采油效率。
其次，该技术适用范围广。
水平井连续油管分段压裂技术不仅适用于顺层开发，也适用于横层、倾斜层等不同油层类型的开发。
因此，该技术具有非常广泛的应用前景。
最后，采用这种技术可以降低采油成本。
采用水平井连续油管分段压裂技术可以提高采油效率，从而在单位时间内采集更多的石油，能够达到降低采油成本的目的。
综上所述，水平井连续油管分段压裂技术具有高效、适用范围广、成本低等优点，其应用前景非常广阔。
随着石油工业的不断发展，该技术在采油领域中的应用将会越来越广泛，在未来的采石技术中具有很大的发展前景。
裂缝性储层水平井压裂过程中起裂条件研究
压 缩 区 。
摩 阻大并 最 终无 法压 开储层 。国 内外 学者 做 了大量 的工 作 ，如王益 诚等 对 与裂缝 开启 前后 的压 力相 对 应 的滤 失 系数进 行 了研究 ，认 为压 裂开 始时 裂缝 张开还 是关 闭对 压裂液 滤 失影 响最大 ；Ｂ ａ ｒ ｒ ｅ ｅ等 ” ｊ 对压
和 斗 简 内压 力 的 影响 。将 压 裂 过 程 中 井 筒压 力 引 起 的裂 缝 宽 度 变 化 引 入 到 经 典 的 基 喷 、裂 缝 滤 失 理 论 中 。
同 时借 鉴现 场 施 工 常用 的 管柱 摩 阻 计 算 方 法 ，建 立 了 由 滤 失 和 压 缩 引起 的 裂 缝 性 储 层 井 筒 憋 压 模 型 。 该 模 型 主 要对 不 同水 平 井 长 度 下 基 质 孔 隙 度 、 渗 透 率 ， 天 然 裂 缝 缝 宽 、缝 长 、缝 密 ， 工 作 液 密度 、 黏 度 ，
裂 过 程 中 的 裂 缝 滤 失 与 裂 缝 尺 寸 特 征 等 进 行 了 研 究 ，通 过 对 压 力 函数 （ 声， ｄ 声 ／ ｄ Ｇ， Ｇ ｄ ｐ ／ ｄ Ｇ）与 Ｇ 函 数 的 关系， 就可 以对 裂缝变 化 引起滤 失一 压 力 的 变 化 规 律 进 行 分 类 ；Ａｌ ｅ ｘ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ 等［ ＝ 】 叫对 钻 井 液 井 简 憋 压 时 对 裂 缝 宽 度 和 滤 失 量 的 影 响 进 行 了 分 析 ， 认 为 流 体 性 质 和 裂 缝 尺 寸 对 钻 井 液 滤 失 量 影 响 最 大 ； 靳 保 军 ” 通 过 对 渤 海 油 田 的 天 然 裂 缝 研 究 ，天 然 裂 缝 的缝 宽 和 渗 透 率 与 常 规 储 层 的 孑 Ｌ 隙度和 渗透 率进 行转换 。 但 是 ， 在 实 际 压 裂 过 程 中 ，随 着 井 筒 内压 力 增 大 裂 缝 宽 度 发 生 变 化 ，进 而 导 致 工 作 液 的 滤 失 ， 由于
水平井连续油管分段压裂技术研究
水平井连续油管分段压裂技术研究一、引言随着石油勘探开发技术的不断发展，我国油田的油气开采过程中出现了许多难题，其中包括水平井开发技术的研究。
水平井在油气开采中应用广泛，通过水平井连续油管分段压裂技术，可以有效提高水平井的产量，改善开采效果。
对水平井连续油管分段压裂技术进行深入研究，对我国油气开采技术的提升具有重要意义。
水平井连续油管分段压裂技术是一种在水平井油管内实施分段压裂，以提高井底产量的技术。
该技术通过在水平井内设置多级隔离器，分段对油管进行压裂，达到改善油气开采效果的目的。
水平井连续油管分段压裂技术具有以下特点：1. 提高产量：通过分段压裂，可以有效提高井底产量，改善油气开采效果。
2. 节约成本：采用该技术可以减少井下作业次数，降低油气开采成本。
3. 操作简便：通过水平井连续油管分段压裂技术，可以实现在线压裂，操作简单方便。
1. 分段隔离器的设计：水平井连续油管分段压裂技术中的关键技术之一是分段隔离器的设计。
分段隔离器需要具备良好的密封性能，能够承受高压力，有效分隔每个压裂段。
2. 压裂流量控制：在水平井连续油管分段压裂过程中，需要对每个压裂段的流量进行控制，确保每个压裂段都能够得到合适的压裂效果。
3. 压裂液的选取：水平井连续油管分段压裂技术中，需要选取合适的压裂液，以满足不同地质条件下的压裂需求，提高压裂效果。
4. 压裂参数优化：对水平井连续油管分段压裂的参数进行优化，可以提高压裂效果，降低成本。
压裂参数的优化需要考虑地质条件、井筒情况等因素。
四、水平井连续油管分段压裂技术的应用案例分析某海上油田利用水平井连续油管分段压裂技术，对水平井进行了分段压裂作业。
实验结果显示，该技术可以在海上油田中有效提高井底产量，降低成本，适用于海上油气开采。
1. 智能化技术的应用：随着人工智能、大数据等技术的不断进步，水平井连续油管分段压裂技术将更加智能化，实现自动化、精细化管理。
2. 环保技术的应用：未来水平井连续油管分段压裂技术将更加注重环保，选取更加环保的压裂液、减少压裂对地下水资源的影响。