1、壓裂技術(shù)在油氣田勘探開發(fā)中的應(yīng)用與當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展,（講課提綱） 蔣 闐 2008.12.,壓裂技術(shù)在油氣田勘探開發(fā)中的應(yīng)用與當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展,本次技術(shù)研討的主要內(nèi)容 引言 壓裂技術(shù)的基本概念與學(xué)科支持 壓裂技術(shù)的發(fā)展是適應(yīng)油氣田勘探開發(fā)需求而不斷研究與應(yīng)用的結(jié)果 對壓裂技術(shù)發(fā)展的認(rèn)識與評估 當(dāng)前油氣田勘探開發(fā)對壓裂實(shí)施提出的新要求與壓裂技術(shù)發(fā)展的新階段 形成多種類型壓裂新技術(shù)系統(tǒng) 對形成壓裂新技術(shù)系統(tǒng)及其有關(guān)技術(shù)的探討 認(rèn)識與結(jié)論,引 言,低滲油氣田勘探開發(fā)與壓裂技術(shù)的應(yīng)用 當(dāng)前為適應(yīng)低滲油氣田勘探開發(fā)需求，提出新的專項(xiàng)研究與發(fā)展新技術(shù)要求 更優(yōu)的技術(shù)與降低成本 壓裂技術(shù)的作用及其發(fā)展,壓裂技術(shù)

2、在油氣田勘探開發(fā)中的應(yīng)用與當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展,本次技術(shù)研討的主要內(nèi)容 引言 壓裂技術(shù)的基本概念與學(xué)科支持 壓裂技術(shù)的發(fā)展是適應(yīng)油氣田勘探開發(fā)需求而不斷研究與應(yīng)用的結(jié)果 對壓裂技術(shù)發(fā)展的認(rèn)識與評估 當(dāng)前油氣田勘探開發(fā)對壓裂實(shí)施提出的新要求與壓裂技術(shù)發(fā)展的新階段 形成多種類型壓裂新技術(shù)系統(tǒng) 對形成壓裂新技術(shù)系統(tǒng)及其有關(guān)技術(shù)的探討 認(rèn)識與結(jié)論,壓裂技術(shù)的基本概念與學(xué)科支持,壓裂應(yīng)用技術(shù)的基本作用 壓裂應(yīng)用技術(shù)基本系統(tǒng)及其發(fā)展 壓裂應(yīng)用技術(shù)涉及的主要學(xué)科 油藏工程 巖石力學(xué)與流體力學(xué) 實(shí)施工藝 壓裂實(shí)施工藝的基本方法、內(nèi)容、流程 有關(guān)壓裂應(yīng)用技術(shù)涉及的巖石力學(xué)基本概念 有關(guān)壓裂應(yīng)用技術(shù)涉及的油藏工程基本概

3、念,壓裂實(shí)施工藝的基本方法、內(nèi)容、流程,壓裂施工：地層破裂、造縫、支撐劑輸送、排液 壓裂實(shí)施工藝基本構(gòu)成與流程 在地層中形成水力（酸蝕）裂縫,有關(guān)壓裂應(yīng)用技術(shù)涉及的巖石力學(xué)基本概念,形成的裂縫受控于主地應(yīng)力 壓裂時(shí)地層破裂壓力 水力裂縫擴(kuò)展及其裂縫凈壓力,有關(guān)壓裂應(yīng)用技術(shù)涉及的油藏工程基本概念,壓裂后單井的滲流方式的改變 壓裂后單井增產(chǎn)預(yù)測 低滲油藏注采井網(wǎng)與壓裂裂縫組合系統(tǒng)提高采出程度研究 多層注水油藏中、高含水期分層壓裂提高儲量動用程度、采出程度研究,壓裂技術(shù)在油氣田勘探開發(fā)中的應(yīng)用與當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展,本次技術(shù)研討的主要內(nèi)容 引言 壓裂技術(shù)的基本概念與學(xué)科支持 壓裂技術(shù)的發(fā)展是適應(yīng)油氣田勘探

4、開發(fā)需求而不斷研究與應(yīng)用的結(jié)果 對壓裂技術(shù)發(fā)展的認(rèn)識與評估 當(dāng)前油氣田勘探開發(fā)對壓裂實(shí)施提出的新要求與壓裂技術(shù)發(fā)展的新階段 形成多種類型壓裂新技術(shù)系統(tǒng) 對形成壓裂新技術(shù)系統(tǒng)及其有關(guān)技術(shù)的探討 認(rèn)識與結(jié)論,壓裂技術(shù)的發(fā)展是適應(yīng)油氣田勘探開發(fā)需求而不斷研究與應(yīng)用的結(jié)果 對壓技術(shù)發(fā)展的認(rèn)識與評估,對壓裂技術(shù)發(fā)展過程中的重大技術(shù)發(fā)展的認(rèn)識與評估 當(dāng)前壓裂技術(shù)研究正處于新的發(fā)展階段 形成多種類型的壓裂技術(shù)新系統(tǒng),對壓裂技術(shù)發(fā)展過程中的重大技術(shù)發(fā)展的認(rèn)識與評估,致密氣砂層的經(jīng)濟(jì)開發(fā)與大型水力壓裂（MHF）技術(shù)發(fā)展 低滲砂巖油藏注水開發(fā)提高采出程度與整體壓裂、開發(fā)壓裂技術(shù)發(fā)展 多層砂巖油藏中、高含水期注水開

5、發(fā)提高儲量動用程度、采出程度與分層 壓裂技術(shù)發(fā)展 中、高滲油氣田提高開發(fā)速率與端部脫砂壓裂（TSO）技術(shù)發(fā)展,壓裂技術(shù)在油氣田勘探開發(fā)中的應(yīng)用與當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展,本次技術(shù)研討的主要內(nèi)容 引言 壓裂技術(shù)的基本概念與學(xué)科支持 壓裂技術(shù)的發(fā)展是適應(yīng)油氣田勘探開發(fā)需求而不斷研究與應(yīng)用的結(jié)果 對壓裂技術(shù)發(fā)展的認(rèn)識與評估 當(dāng)前油氣田勘探開發(fā)對壓裂實(shí)施提出的新要求與壓裂技術(shù)發(fā)展的新階段 形成多種類型壓裂新技術(shù)系統(tǒng) 對形成壓裂新技術(shù)系統(tǒng)及其有關(guān)技術(shù)的探討 認(rèn)識與結(jié)論,當(dāng)前油氣田勘探開發(fā)對壓裂實(shí)施提出的新要求與壓裂技術(shù)發(fā)展的新階段，形成多種類型壓裂新技術(shù)系統(tǒng) 以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討,當(dāng)前油氣田勘探開

6、發(fā)表現(xiàn)出儲層巖性、物性、與鉆、完井方式等復(fù)雜變化， 對應(yīng)用壓裂技術(shù)手段提高油、氣增產(chǎn)潛力提出更新與更高的要求 當(dāng)前壓裂技術(shù)研究正處于新的發(fā)展階段，形成多種類型壓裂新技術(shù)系統(tǒng) 壓裂技術(shù)研究面臨著新的攻關(guān)課題與世界級難度,當(dāng)前油氣田勘探開發(fā)對應(yīng)用壓裂技術(shù)手段提高油、氣增產(chǎn)潛力提出更新與更高的要求以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討,巖性：除砂巖外，出現(xiàn)多種復(fù)雜巖性類型 低滲油、氣層 物性：基質(zhì)物性差或更差，含天然裂縫的 雙重介質(zhì)等多種復(fù)雜類型油、氣藏 中、高含水已開發(fā)低滲油藏提高增產(chǎn)潛力 鉆、完井：除直井外，大量水平井及其 裸眼、篩管等多種完井型式,多種復(fù)雜巖性類型低滲油、 氣藏開發(fā)與壓裂技術(shù)研究

7、 多裂縫壓裂技術(shù)研究 重復(fù)壓裂對增產(chǎn)潛力的開發(fā) 中、高含水油藏控水增產(chǎn) 壓裂技術(shù)研究 多、薄儲層高效分壓技術(shù) 研究 異常高地應(yīng)力與壓裂技術(shù) 研究 水平井壓裂技術(shù)研究,發(fā)展多種類型的壓裂新技術(shù)系統(tǒng)面臨的難度與挑戰(zhàn)以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討,壓裂造縫的多裂縫形態(tài)與水平井壓裂: 裂縫幾何復(fù)雜形態(tài)與增產(chǎn)優(yōu)化機(jī)理 中、高含水條件下低滲油藏的壓裂增產(chǎn)與控水：在無明確界面的水源層與 無法應(yīng)用機(jī)械封隔或化學(xué)劑堵塞等技術(shù)時(shí)， 實(shí)現(xiàn)低滲油層控水與提高增油效果 多層油藏分、選壓裂低滲層與提高油藏有效開發(fā)水平,發(fā)展多種類型的壓裂新技術(shù)系統(tǒng)面臨的難度與挑戰(zhàn)以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討（續(xù)）,重復(fù)壓裂造

8、縫與提高已開發(fā)油氣藏的增產(chǎn)潛力：造縫重新取向的可能性與 提高對已開發(fā)油氣藏的增產(chǎn)潛力 提高碳酸鹽巖油藏酸壓裂的增產(chǎn)潛力及其有效性：保護(hù)儲層巖石結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與 提高酸蝕裂縫的增產(chǎn)長期有效性 壓裂時(shí)就地應(yīng)力場研究：應(yīng)力干擾與應(yīng)力重新取向 壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展：建立裂縫性能優(yōu)化設(shè)計(jì)新概念、方法、程序,壓裂技術(shù)在油氣田勘探開發(fā)中的應(yīng)用與當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展,本次技術(shù)研討的主要內(nèi)容 引言 壓裂技術(shù)的基本概念與學(xué)科支持 壓裂技術(shù)的發(fā)展是適應(yīng)油氣田勘探開發(fā)需求而不斷研究與應(yīng)用的結(jié)果 對壓裂技術(shù)發(fā)展的認(rèn)識與評估 當(dāng)前油氣田勘探開發(fā)對壓裂實(shí)施提出的新要求與壓裂技術(shù)發(fā)展的新階段 形成多種類型壓裂新技術(shù)系統(tǒng) 對形成壓裂新技術(shù)系統(tǒng)

9、及其有關(guān)技術(shù)的探討 認(rèn)識與結(jié)論,對形成壓裂新技術(shù)系統(tǒng)及其有關(guān)技術(shù)的探討 以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討,當(dāng)前壓裂技術(shù)發(fā)展的主要技術(shù)研究內(nèi)容 對有關(guān)技術(shù)的探討,當(dāng)前壓裂技術(shù)發(fā)展的主要技術(shù)研究內(nèi)容 以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討,當(dāng)前壓裂技術(shù)發(fā)展的主要技術(shù)研究內(nèi)容 以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討,1）多裂縫與水平井壓裂 儲層與井筒接觸、供給面積最大化對提高單井產(chǎn)量 的作用，裂縫導(dǎo)流能力增產(chǎn)作用研究，以及滲流場研究 2）中、高含水油藏增產(chǎn)潛力開發(fā) 改變相滲控水與壓裂增產(chǎn)組合作用研究 3）多裂縫造縫張性與剪切裂縫造縫組合研究，就地應(yīng)力的干擾與應(yīng)力重新 取向研究 4）重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向與

10、巖石力學(xué)研究 5）酸壓裂酸巖化學(xué)反應(yīng)與巖石力學(xué)研究，巖石蠕變行為對酸蝕裂縫效果影響等 6）壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展：建立裂縫性能優(yōu)化設(shè)計(jì)新概念、方法、程序,對有關(guān)技術(shù)的探討 以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討,對有關(guān)技術(shù)的探討 以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討,1）多種復(fù)雜巖性類型低滲油氣藏壓裂多裂縫與水平井壓裂 2）中、高含水油藏增產(chǎn)潛力開發(fā) 3）多裂縫造縫與巖石力學(xué)研究 4）重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向與巖石力學(xué)研究 5）酸壓裂酸巖化學(xué)反應(yīng)與巖石力學(xué)研究 6）裂縫性能優(yōu)化設(shè)計(jì),1）多種復(fù)雜巖性類型低滲油氣藏壓裂多裂縫與水平井壓裂,取得儲層與井筒接觸、供給面積最大化對提高單井產(chǎn)量的作用 裂縫導(dǎo)流能力增產(chǎn)作

11、用 滲流場 水平井開發(fā)井網(wǎng)與壓裂研究,儲層與井筒接觸、供給面積最大化 對提高單井產(chǎn)量的作用,裂縫導(dǎo)流能力增產(chǎn)作用研究,水平井壓裂橫向多段單一裂縫與縱向單一裂縫的應(yīng)用選擇,一般認(rèn)為低滲 (致密) 儲層應(yīng)用水平井壓裂橫向多段單一裂縫，單井增產(chǎn)效果將優(yōu)于或顯著優(yōu)于水平井縱向單一裂縫或直井壓裂單一裂縫 在相對的較高滲儲層，如在無量綱導(dǎo)流能力Fcd 5 時(shí)，應(yīng)用水平井壓裂橫向 多段單一裂縫是不經(jīng)濟(jì)有效的，使用水平井壓裂縱向裂縫將更合適 水平井壓裂橫向多段單一裂縫，一般縫長相對較短，可減少穿透夾層的風(fēng)險(xiǎn) 水平井壓裂橫向多段單一裂縫由于存在徑向流動，對導(dǎo)流能力要求更高 水平井壓裂多段橫向單一裂縫在設(shè)計(jì)與實(shí)施

12、上增加了對風(fēng)險(xiǎn)性的考慮,引自國外技術(shù)文獻(xiàn),滲流場,水平井開發(fā)井網(wǎng)與壓裂研究,對有關(guān)技術(shù)的探討 以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討,1）多種復(fù)雜巖性類型低滲油氣藏壓裂多裂縫與水平井壓裂 2）中、高含水油藏增產(chǎn)潛力開發(fā) 3）多裂縫造縫與巖石力學(xué)研究 4）重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向與巖石力學(xué)研究 5）酸壓裂酸巖化學(xué)反應(yīng)與巖石力學(xué)研究 6）裂縫性能優(yōu)化設(shè)計(jì),2）中、高含水油藏增產(chǎn)潛力開發(fā)改變相滲控水與壓裂增產(chǎn)組合研究,改變相滲的控水與壓裂增產(chǎn)組合作用概念的提出 改變相滲的控水作用機(jī)理研究 應(yīng)用效果典型井實(shí)例,改變相滲控水與壓裂組合增產(chǎn)作用的 概念提出,控水增油研究是長期以來石油開采的重要技術(shù)課題，用改變相滲液

13、（RPM Relative Permeability Modifier ）控水是較長期的研究、發(fā)展的重要技術(shù) 課題，RPM控水與壓裂組合的技術(shù)研究與應(yīng)用是近期重要的技術(shù)研究 課題 RPM處理對象：非均質(zhì)層狀儲層含高滲條帶水層，油水無明顯遮擋界面的 過渡層，與底水錐進(jìn)的井層等， 難以應(yīng)用對有明確界面的水源層實(shí)施機(jī)械 封隔與化學(xué)劑堵塞等技術(shù)以取得中、高含水井的控水增油效果 改變相滲控水與壓裂組合增產(chǎn)技術(shù)：RPM是水溶性親水的聚合物，不堵塞孔 隙空間，進(jìn)入油、水孔隙空間對儲層發(fā)生非均衡的相滲改變，明顯增加水流 阻力， 而未明顯減少油流阻力或基本上不影響； 將RPM加入壓裂液中進(jìn)行 壓裂實(shí)施，壓裂液進(jìn)

14、入高含水油層進(jìn)行了改變相滲控水，可取得處理后增加 產(chǎn)油量、降低水油比的效果,引自國外技術(shù)文獻(xiàn),處理后10個(gè)月：油產(chǎn)量 71 m3/d 含水率 1% 處理前： 油產(chǎn)量 32.3m3/d 含水率 48%,引自國外技術(shù)文獻(xiàn),RPM改變相滲控水與壓裂增產(chǎn)組合處理 效果（1）,RPM改變相滲控水與 壓裂增產(chǎn)組合處理 效 果（2）,于60天期間： 經(jīng)措施處理 含水率65.4% 油產(chǎn)量 10.97m3/d 未處理 含水率75.2% 油產(chǎn)量 7.63m3/d 于180天期間： 經(jīng)措施處理 含水率70.3% 油產(chǎn)量7.95m3/d 未處理 含水率79.4% 油產(chǎn)量3.5m3/d,引自國外技術(shù)文獻(xiàn),對有關(guān)技術(shù)的探

15、討 以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討,1）多種復(fù)雜巖性類型低滲油氣藏壓裂多裂縫與水平井壓裂 2）中、高含水油藏增產(chǎn)潛力開發(fā) 3）多裂縫造縫與巖石力學(xué)研究 4）重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向與巖石力學(xué)研究 5）酸壓裂酸巖化學(xué)反應(yīng)與巖石力學(xué)研究 6）裂縫性能優(yōu)化設(shè)計(jì),3）多裂縫造縫張性與剪切裂縫造縫組合研究，就地應(yīng)力干擾與應(yīng)力重新取向研究,多裂縫造縫 張性與剪切裂縫造縫組合研究 多裂縫造縫 就地應(yīng)力干擾與應(yīng)力重新取向研究,多裂縫造縫 張性與剪切裂縫造縫組合研究,多裂縫系統(tǒng)：“非對稱性（Off-Balance）裂縫”概念 A. Ali Daneshy 對壓裂新概念的提出與研究 裂縫并非是在單一平面上擴(kuò)展的單一

16、裂縫 裂縫端部無需發(fā)生于裂縫離井筒最遠(yuǎn)點(diǎn)，可圍繞裂縫任意移動 裂縫有著不規(guī)則與粗糙的面 裂縫包含著張性與剪切裂縫、分支裂縫,引自國外技術(shù)文獻(xiàn),壓裂多裂縫分支造縫條件,基于張性與剪切應(yīng)力的壓裂造縫混合模式 多裂縫時(shí)的壓裂造縫：始于井筒互為分隔的多個(gè)初始啟裂點(diǎn) 多裂縫分支壓裂造縫機(jī)理研究中的幾個(gè)問題 裂縫擴(kuò)展時(shí)與兩個(gè)或多個(gè)不同的裂縫路徑連結(jié)時(shí)發(fā)生的狀況 非平面的裂縫幾何形態(tài) 多條、分支、扭曲、重新取向的裂縫 張性與剪切裂縫復(fù)雜組合,引自國外技術(shù)文獻(xiàn),多裂縫造縫 就地應(yīng)力干擾與應(yīng)力重新取向研究,水平井壓裂非平面的復(fù)雜多裂縫造縫 就地應(yīng)力干擾 與應(yīng)力重新取向研究,水平井筒方位與主地應(yīng)力方向的相互關(guān)系引

17、起對裂縫形態(tài)的影響 橫向平面裂縫、縱向平面裂縫、非平面復(fù)雜多裂縫形態(tài) 水平井筒方位平行于min ，誘發(fā)的就地應(yīng)力場可能引起復(fù)雜多裂縫造縫 水平井筒影響因素： L/H過低的影響因素，引起的應(yīng)力干擾: 射孔井段，l 4d 影響因素：,由水平井筒可能引起近井地帶就地應(yīng)力場 反轉(zhuǎn)，近井與遠(yuǎn)場不同的裂縫形態(tài),L/H過低，導(dǎo)致多段橫向裂縫的應(yīng)力干擾 引起min 增加速率超過另兩個(gè)應(yīng)力分量，將發(fā)生 近井地帶應(yīng)力場反轉(zhuǎn)，以及遠(yuǎn)場裂縫重新取向,l 4d，導(dǎo)致產(chǎn)生縱向裂縫加橫向裂縫的復(fù)雜形態(tài),引自國外技術(shù)文獻(xiàn),對有關(guān)技術(shù)的探討 以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討,1）多種復(fù)雜巖性類型低滲油氣藏壓裂多裂縫與水平井

18、壓裂 2）中、高含水油藏增產(chǎn)潛力開發(fā) 3）多裂縫造縫與巖石力學(xué)研究 4）重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向與巖石力學(xué)研究 5）酸壓裂酸巖化學(xué)反應(yīng)與巖石力學(xué)研究 6）裂縫性能優(yōu)化設(shè)計(jì),4）重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向與巖石力學(xué)研究,重復(fù)壓裂的裂縫重新取向基本的力學(xué)條件 重復(fù)壓裂現(xiàn)場監(jiān)測 重復(fù)壓裂技術(shù)實(shí)施與評估 整體重復(fù)壓裂技術(shù)研究,重復(fù)壓裂的裂縫重新取向基本的力學(xué)條件,重復(fù)壓裂現(xiàn)場監(jiān)測,重復(fù)壓裂技術(shù)實(shí)施與評估,整體重復(fù)壓裂技術(shù)研究,對有關(guān)技術(shù)的探討 以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討,1）多種復(fù)雜巖性類型低滲油氣藏壓裂多裂縫與水平井壓裂 2）中、高含水油藏增產(chǎn)潛力開發(fā) 3）多裂縫造縫與巖石力學(xué)研究 4）重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向與巖石力學(xué)研究 5）酸壓裂酸巖化學(xué)反應(yīng)與巖石力學(xué)研究 6）裂縫性能優(yōu)化設(shè)計(jì),5）酸壓裂酸巖化學(xué)反應(yīng)與巖石力學(xué)研究，巖石蠕變行為對酸蝕裂縫效果影響,碳酸鹽巖儲層酸蝕裂縫長期導(dǎo)流能力與裂縫閉合的力學(xué)因素 碳酸鹽巖儲層支撐劑壓裂長期導(dǎo)流能力與裂縫閉合的力學(xué)因素 碳酸鹽巖酸壓裂對酸液的選擇,對有關(guān)技術(shù)的探討 以國外當(dāng)前技術(shù)研究為例進(jìn)行分析、研討,1）多種復(fù)雜巖性類型低滲油氣藏壓裂多裂縫與水平井壓裂 2）中、高含水油藏增產(chǎn)潛力開發(fā) 3）多裂縫造縫與巖石力學(xué)研究 4）重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向與巖石力學(xué)研究 5）酸壓裂酸巖化學(xué)反應(yīng)與巖石力學(xué)研究 6）裂縫