底水油藏水力压裂缝高控制技术实验研究

摘要

在底水油藏的开发中，进行常规水力压裂时有可能压穿底水层，引起水窜，因此，需要对压裂裂缝高度进行控制。在水力压裂缝高控制的多种方法中，人工隔层控缝高技术效果较好，且应用广泛。鉴于目前对人工隔层控缝高压裂技术的研究局大多限于基本原理的定性分析和数值模拟，所以有必要进行系统的理论分析，并需要通过实验对控缝高所用下沉剂和携带液进行性能评价和优选。 首先，对人工隔层控缝高的机理进行分析，论述了下沉剂在裂缝内的沉降规律，通过软件模拟分析了下沉剂浓度、携带液粘度对下沉剂沉降速度的影响，并给出了对下沉剂的性能要求。 其次，对下沉剂携带液的性能进行了评价，通过室内实验测量携带液的粘温性、破胶性、表面张力、残渣含量和粒径，结果表明，浓度为0.4％的胍胶携带液性能良好，可以满足控缝高压裂的要求。通过测量几种不同下沉剂的沉降速度、封堵性能和导流能力，最终优选出TC-1石英砂作为控缝高压裂的下沉剂，其沉降速度为0.97mm/s，滤失系数为7.42×10-4m/min1/2，有利于对压裂裂缝高度的控制。 最后，针对延长油田吴起采油厂延9、延10储层存在底水的问题，对控缝高压裂的参数进行优化设计。通过软件模拟得出，射孔位置选择在储层上部时可以确保裂缝在产层内延伸。通过理论计算并结合施工经验得出，注入排量为0.5～0.8m3/min时可以控制裂缝高度。通过理论计算和实验模拟得到，下沉剂浓度为10％～15％时可以形成有效的人工隔层。 结合室内实验研究成果，进行了2井次现场试验，施工顺利，取得了较好的增产效果和控水效果，说明本文的研究成果对底水油藏的开发具有一定的指导意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 主要研究内容

1．4 技术路线

第二章 人工隔层控缝高压裂机理分析

2．1 人工隔层控缝高基本原理

2．1．1 工作原理

2．1．2 基本功能

2．2 影响裂缝垂向扩展因素分析

2．2．1 储隔层应力差的影响

2．2．2 岩石物性的影响

2．2．3 施工参数的影响

2．3 下沉剂在裂缝内沉降规律

2．3．1 混砂液在裂缝中运移的相对有序性

2．3．2 单颗粒下沉剂在流体中自由沉降

2．3．3 下沉剂携带液在裂缝内的流变性质

2．3．4 下沉剂在裂缝内沉降速度的影响因素

2．3．5 下沉剂性能要求

2．4 本章小结

第三章 底水油藏控缝高压裂技术实验研究

3．1 下沉剂携带液性能评价

3．1．1 实验仪器和材料

3．1．2 样品制备

3．1．3 携带液粘温性实验

3．1．4 携带液破胶性能实验

3．1．5 携带液破胶液残渣测定实验

3．1．6 携带液防水锁性能测定实验

3．2 下沉剂优选及性能评价

3．2．1 实验仪器和材料

3．2．2 样品制备

3．2．3 下沉剂静态沉降实验

3．2．4 下沉剂封堵性能实验

3．2．5 下沉剂导流能力实验

3．3 下沉剂缝内沉降模拟研究

3．3．1 实验仪器及材料

3．3．2 携带液浓度对形成人工隔层的影响

3．3．3 排量对形成人工隔层的影响

3．3．4 下沉剂浓度对形成人工隔层的影响

3．4 本章小结

第四章 控缝高压裂工艺参数优化设计

4．1 控缝高压裂工艺参数优化设计

4．1．1 射孔位置的选择

4．1．2 下沉剂加量的计算

4．1．3 下沉剂加入浓度优化

4．1．4 下沉剂注入排量设计

4．1．5 过顶替排量及时间设计

4．1．6 加砂压裂设计

4．2 压裂施工工艺优化设计

4．2．1 压裂施工工艺

4．2．2 压裂后施工工序

4．3 本章小结

第五章 现场试验及效果分析

5．1 现场试验概况

5．2 TBC37-XX井延9层现场试验

5．2．1 基本数据

5．2．2 控缝高压裂施工

5．2．3 压裂模拟

5．2．4 压后效果分析

5．3 LG50-XX井延10层现场试验

5．3．1 基本数据

5．3．2 控缝高压裂施工

5．3．3 压裂模拟

5．3．4 压后效果分析

5．4 本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文