致密储层缝内暂堵转向压裂裂缝扩展规律数值模拟

基于损伤力学理论,建立了储层渗流-应力-损伤耦合裂缝扩展数值模型,将模型结果与室内真三轴水力压裂物理模拟实验结果进行了对比,验证了模型的准确性,并基于该模型探讨了压裂液黏度、排量、水平地应力差以及储层岩石非均质性对缝内暂堵转向压裂效果的影响。研究结果表明:(1)储层渗流-应力-损伤耦合裂缝扩展数值模型是联合流体流动控制方程与岩石变形方程形成整体控制方程,通过在初始裂缝扩展路径上某一区域人为设置高强度的岩石物理力学参数和较小的储层渗透率值,实现缝内暂堵的模拟。(2)缝内暂堵转向压裂裂缝扩展模型数值模拟的分支缝数量、主裂缝面积、主裂缝延伸方向等与室内真三轴水力压裂物理模拟实验的结果基本一致,该模型可实现缝内暂堵后基质的破裂与新裂缝扩展模拟,对缝内暂堵转向压裂裂缝扩展情况也具有较好的模拟效果。(3)压裂液的黏度和排量越大,缝内暂堵转向压裂裂缝长度、改造面积及偏转角度均明显增大,且逐渐由单一裂缝向复杂裂缝转变。当水平地应力差小于7.5 MPa时,缝内暂堵转向压裂的效果较好;当水平地应力差为10~15 MPa时,压裂效果变差;当水平地应力差大于15 MPa时,裂缝几乎不偏转;储层非均质性会影响裂缝局部的扩展路径,但对裂缝总体扩展趋势影响甚微。

大庆致密油缝内暂堵转向用暂堵剂优选评价

缝内暂堵转向压裂是目前低渗及致密储层主体改造工艺之一,通过缝内暂堵转向可有效增大人工裂缝泄油面积,提高单井产量。暂堵剂性能是影响缝内暂堵转向压裂施工效果的决定性因素,为此收集包含水溶性、油溶性等多种类型暂堵剂,通过开展室内实验,系统评价各种类型暂堵剂的暂堵强度、返排性能、黏附能力及溶胀性能四个指标。实验结果表明:水溶性暂堵剂的黏附能力、流变性能、溶胀能力均与其暂堵强度有较强的相关性,暂堵强度越好,黏附能力、流变性能以及溶胀能力越优秀,而油溶性暂堵剂黏附能力、流变性能、溶胀能力与其暂堵强度相关性弱。根据评价实验结果优选了大庆致密油储层压裂用暂堵剂,并分别在致密油Ⅰ类和Ⅱ类区块开展了现场试验,暂堵压力响应明显,且压后长期生产效果显著,较对比井产油强度提升17.8%~67.8%,取得了较好的增产效果。

暂堵转向技术在致密油直井缝网压裂中的应用

大庆致密油储层物性差,属于低孔特低渗透率,平面非均质性强、天然裂缝不发育、纵向发育层数多,薄互层比例高,要实现经济有效开发需对储层进行有效的压裂改造。针对大庆致密油特点,采取直井细分层大规模缝网压裂后转弹性开采方式,近几年针对压裂工艺不断进行优化,但致密油Ⅱ类储层比例逐年增大,压后未达到设计产量井比例仍占到60%以上,说明目前工艺技术手段存在不适应,针对Ⅱ类储层亟需更为高效的改造方式。因此,在致密油直井上试验应用层间暂堵和缝内暂堵转向工艺,实现人工裂缝在层间、缝内的转向,纵向上多裂缝保证各层充分改造,横向上改变人工裂缝方向增大缝控面积,提高致密储层的改造体积从而实现产量的提升。在致密油直井上应用后取得了较好的效果,为致密油Ⅱ类储层的经济有效开发提供了新的技术思路。