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水力压裂技术的近期发展及展望姜瑞忠(石油大学,山东东营 257061)蒋廷学 汪永利(中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北廊坊 065007)摘要 水力压裂技术经过50多年的发展,在裂缝模型、压裂井动态预测、压裂液、支撑剂、压裂施工设备、应用领域等方面均取得了惊人的发展,不但成为油气藏的增产增注手段,也成为评价认识储层的重要方法。近期水力压裂在总体优化压裂、重复压裂、大型压裂、高砂比压裂,端部脱沙压裂、CO2泡沫压裂及特殊井(斜井、水平井、深井、超深井、小井眼井等)压裂技术方面有了进一步的完善和发展,压裂的单项技术也有了很大进展。国内压裂酸化技术在设计软件、压裂酸化材料、施工技术指标等方面,已接近国际先进水平。介绍了国内不同储层类型所适用的压裂技术,展望了在新型压裂材料、试验技术研究、滤失伤害和返排机理研究等方面的发展方向,对更好地发挥水力压裂技术在油气田勘探与开发中的作用具有重要意义。关键词 水力压裂 近期发展 调研 展望 改进 自1947年美国进行第1次水力压裂以来,经过50多年的发展,水力压裂技术从理论研究到现场实践都取得了惊人的发展。如裂缝扩展模型从二维发展到拟三维和全三维;压裂井动态预测模型从电模拟图版和稳态流模型发展到三维三相不稳态模型,且可考虑裂缝导流能力随缝长和时间的变化、裂缝中的相渗曲线和非达西流效应及储层的应力敏感性等因素的影响;压裂液从原油和清水发展到低、中、高温系列齐全的优质、低伤害、具有延迟交联作用的胍胶有机硼“双变”压裂液体系和清洁压裂液体系;支撑剂从天然石英砂发展到中、高强度人造陶粒,并且加砂方式从人工加砂发展到混砂车连续加砂;压裂设备从小功率水泥车发展到1000型压裂车和2000型压裂车;单井压裂施工从小规模、低砂液比发展到超大型、高砂液比压裂作业;压裂应用的领域从特定的低渗油气藏发展到特低渗和中高渗油气藏(有时还有防砂压裂)并举。同时,从开发井压裂拓宽到探井压裂,使压裂技术不但成为油气藏的增产增注手段,如今也成为评价认识储层的重要方法。1 压裂技术的近期完善与发展1.1 总体优化压裂技术该技术的指导思想得益于国外单井压裂经济优化的概念,但总体优化压裂技术观念的形成则是国内在上个世纪80年代末和90年代初首先提出的,并在吉林的乾安、青海的尕斯库勒、吐哈的鄯善和江苏的杨家坝等油田逐步获得推广应用。研究的总体目标是使整个油气田获得最佳的开发效果;研究的思路是把整个油气藏作为一个研究单元,并对油气藏的各参数进行覆盖研究,在此基础上,考虑在既定井网条件下,不同的裂缝长度和导流能力下的产量和扫油效率等动态指标的变化,从中优选出最佳的裂缝尺寸和导流能力。并进行现场实施与评估研究,以不断完善总体优化压裂方案;研究的手段包括:实验室试验、裂缝模拟、油藏数值模拟、试井分析、现场测试、质量控制和监测等。笔者先前进行的研究工作,进一步提高了总体优化压裂方案对单井压裂设计的针对性和指导性1。1.2 开发压裂技术及按地应力方位布井的优化压裂技术开发压裂的思路与总体优化压裂技术思路相近,研究手段也相差不多。主要区别是在部署开发井网前,就考虑到就地应力方位和水力裂缝的匹配关系,并最大限度发挥水力长缝的潜力,从而实现稀井网有效开采的目标。在研究内容上,比总体优化压裂多了一项重要的研究内容,即储层就地应力场第26卷 第4期 石 油 钻 采 工 艺 Vol.26 No.42004年8月 OIL DRILLING&PRODUCTION TECHNOLOGYAug.2004作者简介:姜瑞忠,1964年生。1987年毕业于西南石油学院油藏工程专业;2002年获油藏工程博士学位,长期从事油藏数值模拟、油藏工程教学和研究工作,副教授。电话:[phone]。1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/的研究,主要是最大主应力方位的研究。针对低渗非常规油气藏裂缝方位变化较大的情况,中国石油勘探开发研究院廊坊分院压裂酸化技术服务中心又提出了按地应力方位布井的优化压裂技术,以实现井网与水力裂缝系统的最佳匹配。1.3 重复压裂技术国外主要在以下方面取得了重要进展。(1)选井选层技术。综合应用专家经验、人工神经网络技术和模糊逻辑等技术,开发了重复压裂选井选层的模型。笔者也发表过有关重复压裂选井选层的模糊识别模型文章。(2)重复压裂前储层就地应力场变化的预测技术。国外已研制成模型,可预测在多井(包括油井和水井)和变产量条件下就地应力场的变化。研究结果表明,就地应力场的变化主要取决于距油水井的距离、整个油气田投入开发的时间、注采井别、原始水平主应力差、渗透率的各向异性和产注量等。距井的距离越小、投产投注的时间越长、原始水平主应力差越小、渗透率各向异性程度越小、产注量越大,则越容易发生就地应力方位的变化。而最佳重复压裂时机,即是就地应力方向发生变化的时机,且变化越大,时机越好,可提高波及系数或减少死油区。(3)改变相渗的压裂液技术(RPM)。通过加一种改变润湿和吸附特性的化学药剂,达到增加产烃量和减少含水的目的。国外已有该压裂液成功应用的报道2。这对中高含水期的重复压裂而言,尤具吸引力。1.4 大型压裂技术国外主要用该技术提高致密砂岩气藏的经济开采价值。国内也曾在四川的八角场气田进行过现场试验,2口井的施工排量达到6.07.95 m3/min,压裂液量为834863 m3,支撑剂量达到244351 t,支撑半长达到187347 m,压后产量平均在20104m3/d以上。其技术要点主要有:(1)通过小型测试压裂获得准确的滤失系数;(2)压裂液具有很强的耐温耐剪切性能;(3)缝高控制技术;(4)大排量技术;(5)压裂液破胶返排技术。1.5 高砂液比和端部脱砂压裂技术该技术仍停留在现场应用阶段,没有理论上的进一步创新。主要优点是:(1)导流能力高;(2)有效期长;(3)滤失伤害小;(4)克服非达西流影响;(5)有效控制缝高等。其技术要点有:(1)小型测试压裂获取准确的滤失系数;(2)斜坡式加砂程序设计;(3)优化射孔技术;(4)前置液优化技术;(5)楔形追加破胶剂技术;(6)裂缝强制闭合技术。1.6 特殊井压裂技术(1)斜井、水平井压裂技术。斜井压裂的主要问题是裂缝起裂、近井筒裂缝扭曲(tortuosity)、多裂缝起裂和产量模拟等。解决近井筒裂缝扭曲(早期砂堵的主要原因)的主要措施是:优化射孔技术、40/70目小粒径支撑剂、优化排量、优化多段加砂技术等。水平井压裂的主要问题是多裂缝的模拟、产量预测及分段压裂施工管柱或技术等。(2)深井、超深井压裂技术。主要集中在:耐高温并具有延迟交联作用的压裂液体系;中密高强度陶粒支撑剂优选;应力敏感性研究;排量优选;滤失性研究;平均砂液比优选及加砂程序研究。1.7CO2泡沫压裂技术国外CO2压裂技术分为CO2增能压裂、CO2泡沫压裂、纯CO2压裂3种。CO2增能压裂泡沫质量一般为30%52%,优点是施工简便,CO2主要用于提高返排能力,适用于较大规模的压裂。CO2泡沫压裂和CO2增能压裂的区别是CO2比例即泡沫质量有高低,因此可统称为CO2泡沫压裂。CO2泡沫压裂的泡沫质量一般为60%85%,优点是水基压裂液用量少,对地层和裂缝伤害小,泡沫质量高,气泡呈连续相,黏度高,携砂性能好,返排率高。但由于水基压裂液用量少,常规压裂施工中提高砂比有一定难度,且施工压力偏高。纯CO2压裂采用液态CO2为压裂液,即100%CO2压裂,优点是对地层无伤害,返排迅速、彻底,但由于液态CO2压裂受施工规模和井深限制,且需专门的密闭混砂车,因此不适合中、大规模的压裂改造。目前,人们采用内相恒定技术,以期提高砂液比,提高压裂效果3。1.8 小井眼压裂技术小井眼是指小于127 mm的井眼或环空尺寸小于25.4 mm的井眼。钻小井眼可使钻井费用降低35%75%,平均降低50%左右;泥浆用量及排放钻屑量减少75%,井场占地减少75%,施工钻具用量也大幅度下降,对环保有利;还可减少边远地区的勘探费用,缩短勘探的评价时间。小井眼的适用范围包括:探井和开发井;直井、定向井、水平井;新井、老井加深及侧钻;浅井、深井;35 姜瑞忠等:水力压裂技术的近期发展及展望 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/油井、气井。值得指出的是,小井眼不适合高产井。就压裂而言,小井眼压裂与常规井眼压裂的不同点在于:(1)需与小井眼配套的井下工具和抗高压的井口装置;(2)压裂液在降摩阻、抗剪切上的要求较高;(3)压裂前后的产量预测方法要考虑到小井眼带来的特殊性,其经济优化的缝长可能与常规井眼也有显著不同。1.9 其它压裂技术(1)清洁压裂液技术。该压裂液不加稠化剂,只加黏弹性表面活性剂(VES)及防膨剂等。其优点是无残渣伤害,且黏度不受剪切速率的影响。但在成本控制及高温地层的应用中,还需进一步改进。(2)清水加砂压裂技术。清水压裂的优点有无残渣伤害及有效控制缝高(由很低黏度决定的)等。但一般要加入0.12%降阻剂(稠化剂)、4070目小粒径支撑剂,砂浓度一般为17.5%,较高排量,有的高达12 m3/min。目前,美国如UT等大学正在对清水输砂剖面进行试验研究和理论模型研究。(3)压裂 充填防砂技术。核心技术是端部脱砂压裂技术(TSO),起始于1987年,20世纪90年代主要应用于印尼的海上油田。取得重大进展是在墨西哥湾。该技术主要包括压裂充填与绕丝筛管完井(TSO+砾石充填)、压裂充填无绕丝筛管(TSO+树脂支撑剂)2种。(4)裂缝性碳酸盐岩压裂技术。核心技术就是早期砂堵的预防。主要技术有:地层滤失性的精细评估;与裂缝方位匹配的优化射孔技术;防止近井筒砂堵的支撑剂段塞技术和冻胶的段塞技术;排量的优化;加砂程序的优化。(5)煤层气压裂技术。目前的研究主要集中在煤层的吸附和解析机理研究、压裂液的伤害机理研究、工艺参数及施工管柱的优化设计研究及煤层裂缝的动态及测井诊断技术等。在煤层的塑性地层裂缝扩展模型及复杂裂缝形态(如T形缝)的产量预测模型方面,还有许多工作要做。2 压裂的单项技术进展2.1 新型压裂材料2.1.1 新型压裂液技术(1)新型压裂液的研究与应用。如低分子量压裂液(清洁压裂液)、通过憎水改变后的无伤害自然聚合物压裂液、无残渣聚合物压裂液、可多次重复使用的压裂液(返排率接近100%)、适用于高温的人造聚合物压裂液、交联甲醇或交联乳化压裂液等。(2)压裂液动态流变性研究。考虑剪切历史效应、交联和破胶的热动力效应及零剪切速率下黏度(对输砂最重要)的确定方法。(3)含砂压裂液流变性研究。如用范50加一螺旋状的锤测量含砂液流变性、用高压模拟器结合光纤/光发射二极管可视化系统研究压裂液中支撑剂的输送行为及携砂液的摩阻计算研究等。(4)改变相渗的压裂液(RPM)。通过加一种改变润湿和吸附特性的化学药剂,达到增加产烃量和减少含水的目的。(5)压裂液井下混配技术及微观伤害机理研究。2.1.2 支撑剂回流控制技术 包括:可溶性树脂包裹或液体树脂包裹支撑剂;可变形的支撑剂;可胶结的支撑剂;加SMA表面剂控制回流。2.1.3 支撑剂新型导流能力试验 可考虑多相流效应;可考虑裂缝中的非达西流效应;可测试长期导流能力;对特低渗储层(如小于0.110-3m2)推荐用小粒径支撑剂,如4070目。2.2 裂缝诊断技术包括:压后试井分析;净压力分析与裂缝模拟;FMI成相测井;地面测斜仪(测定裂缝方位);井下测斜仪(测定裂缝尺寸);微地震波技术;三轴地震监测仪结合井底压力计;放射性示踪剂测井及生产测井;压后井温测井及井下电视;利用井口压力波特性实时诊断裂缝的扩展形态(不受摩阻影响);生产数据的历史拟合。2.3 压裂优化设计主要有:多变量、多目标的压裂优化设计方法;考虑非达西流、拟表皮因子和支撑剂指数的无因次导流能力优化方法;利用压裂施工参数进行储层的再认识;水驱和生产诱导的应力场变化的预测;利用裂缝描述及诊断技术改进设计参数;应用裂缝伤害模型,优化压裂液返排策略;取决于压裂压力的流体滤失模型研究;研究孔隙度分布的变化及其对缝长和缝宽的影响(当孔隙度变化幅度为11%20%时,缝长和缝宽的变化幅度高达18%100%);通过裂缝伤害模型,反演优化的工艺参数;减少近井筒处裂缝扭曲度的优化射孔技术、支撑剂桥塞技术和冻胶段塞技术。2.4 其它单项技术研究进展(1)压后压力降分析。近期研制了一种模型,可利用压裂后的压力降落数据,对有效渗透率、地层压45石油钻采工艺 2004年8月(第26卷)第4期 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/力和支撑半缝长进行有效的解释4。(2)选井选层。已有模糊集理论、人工神经网络模型及多元非线性统计模型等多种方法,可以有效地进行压裂的选井选层工作。并且影响压裂效果的因素也有量化的方法,使选井选层工作更为科学有效。(3)缝高控制。主要方法有:变排量压裂技术;上浮剂及下沉剂技术;低稠化剂浓度压裂技术;清水压裂技术;高砂比压裂技术;三维裂缝模拟技术;产生人工应力隔层技术。(4)基质和裂缝的伤害模拟。近期用多相流模拟伤害机理,压裂施工中的缝壁压实伤害(裂缝壁面表皮因子及污染深度)模型也已经建立起来,对减少压裂施工中的壁面伤害研究具有指导意义。(5)裂缝物理模拟试验。Baker Oil T ool公司推出的试验模拟装置,模拟的人造岩心直径为1.83m,岩心高度为0.305 m,注入井筒的内径为152.4mm,外径为228.6 mm,模拟的孔隙压力可达12.4MPa,静水柱压力可达1.3810.33 MPa。(6)松软地层和弱胶结地层的裂缝扩展模型。该地层常表现出弹塑性或完全的塑性特征,与以往基于线弹性的裂缝扩展模型截然不同。目前对该问题只有肤浅的讨论,真正的模型还未建立起来。现美国UT大学正在对这一问题进行深入的理论研究和模型推导,并尝试与油藏数值模型进行耦合研究。(7)应力敏感试验及相应的油藏数值模拟技术。可模拟孔隙压力和围压条件下的水平向渗透率和垂向渗透率及孔隙度的变化。这种效应已被引入压裂井的油气藏数值模拟中5。(8)泡沫流变试验技术。国外已建成流动回路装置。3 国内压裂现状从1955年至2000年底,全国压裂酸化作业18.9万井次,共增油9572104t以上。近10年来年压裂酸化作业约8000井次,年增油量560104t,在低渗油田的产量构成中占1/3以上。压裂酸化技术在增加产量和储量动用方面起到了重要的作用,成为油田一项标准的作业措施。总的来说,国内在压裂酸化技术方面已接近国际先进水平。具体体现在以下几个方面。(1)设计软件。为国际先进水平。如裂缝模拟软件有Terra Frac、FracproPT10.0、Stimplan(F3D与P3D裂缝模拟)等;油藏模拟软件有DeskT op VIP、Work Bench(3D3P油藏模拟)及CMG等;此外,还有开发方案经济评价模型6。(2)压裂酸化材料。总体上接近国际先进水平,但仍存在一定的差距。如水基冻胶压裂液(胍胶、有机硼、胶囊破胶剂)、泡沫压裂液、稠化酸等与美国的差距为:胶束压裂液、高温酶破胶、地下交联酸等;支撑剂在低、中强陶粒方面性能较好,但在高强度陶粒方面与美国的差距较大。(3)施工技术指标与美国接近。最大井深5910m;最高井温175;最大规模352 t支撑剂、767 m3压裂液;最高砂液比84%,一般42%70%;平均砂液比最高46%,一般21%35%;单井最高使用功率6000 kN;单井一般使用功率2240 kN。另外,裂缝诊断与现场实施监测、分析接近国际先进水平,但Tiltmeter还未引进;压后试井与三维模拟分析接近国际先进水平;技术创新方面整体达到国际先进水平,如整体压裂技术、开发压裂技术、超深井压裂技术、酸压与闭合酸化技术等。4 不同储层类型及相应的压裂改造技术(1)低渗砂岩油气藏。大的压裂技术主要有总体优化压裂技术及开发压裂技术。如吐哈的鄯善油田和长庆靖安Z J60井区分别成功地应用了总体优化压裂技术和开发压裂技术,并取得了经济开发效果。(2)深井、超深井油气藏。应用深井、超深井压裂技术。它有一整套相应的工艺设计方法、压裂材料系统及实施与压裂后评估技术7。(3)低压、水敏油气藏主要应用CO2泡沫压裂技术。如长庆的上古油气藏用该技术取得了理想的效果8。(4)天然裂缝性砂岩或碳酸盐岩油气藏。主要应用防止早期砂堵技术,如优化射孔、优化排量、优化加砂程序、小粒径支撑剂段塞、冻胶段塞及低滤失压裂液体系等。如新疆的小拐(裂缝性砂岩)和国外的哈萨克斯坦(裂缝性碳酸盐岩)等油田,应用该技术后,获得成功,有的还取得了明显的效果。(5)致密砂岩气藏。应用大型压裂技术。如塔里木的阿克1气藏和四川的八角场气藏,应用大型水力压裂技术,都获得了高产气流9。(6)稠油和海上(或中高渗)油气藏应用端部脱砂压裂技术和压裂防砂技术。55 姜瑞忠等:水力压裂技术的近期发展及展望 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/(7)中高含水油气藏。对开发中后期的老井,应用重复压裂技术(结合人工智能选井选层技术、裂缝转向技术、改变相渗的压裂液技术(RPM)。(8)复杂断块油气藏。应实施按地应力方位布井的优化压裂技术。5 发展展望(1)新型压裂材料技术。低固相残渣或无固相残渣、低滤失、易返排、低成本、易操作是总体要求。在压裂液研究上,需做以下工作:进一步降低清洁压裂液的成本和提高耐温性能;各种压裂液体系的化学成因及微观伤害机理研究;压裂液携砂和支撑剂沉降的微观机理分析;改变相渗的压裂液体系研究;清水压裂液体系研究。支撑剂上需加强回流控制方面的研究,如液体树脂技术;长期裂缝导流能力的影响因素的量化研究,包括时间、闭合压力、多相流效应、非达西流效应等;裂缝内油水、油气相渗曲线的试验方法研究。(2)试验技术研究。如裂缝扩展模拟的试验研究(包括斜井、水平井和各种不规则裂缝形态的试验模拟等);不同稠化剂浓度(或清洁压裂液、清水压裂液等)和不同排量下的支撑剂输砂剖面的试验研究;含砂压裂液流变试验技术。(3)滤失伤害和返排机理研究。需进一步研究定量的压裂液伤害模型(包括沿裂缝壁面的压实伤害和裂缝内导流能力的残渣伤害等)和压裂液的返排模型,以定量研究影响储层和裂缝伤害及压裂液返排率的影响因素。另外,需进行多裂缝模拟研究,包括裂缝扩展模型及产量预测模型;需对松软地层(如煤层)裂缝扩展规律及产量预测模型进行深化研究;加强裂缝诊断技术研究,如压力波解释技术、试井技术及Tilt2meter技术等;缝高控制技术如人工应力隔层技术研究、高砂比压裂及端部脱砂压裂技术、变排量压裂技术等;分层压裂技术应进一步研究投球压裂、限流量压裂及封隔器压裂的前提、适用条件和技术优化等;小井眼压裂技术需完善配套井下工具、工艺参数优化研究及压裂液体系研究;还需在斜井、水平井压裂技术研究、裂缝性砂岩和碳酸盐岩压裂技术、清洁压裂液技术和清水加砂压裂技术方面做进一步研究。6 结论和建议(1)经过50多年的发展和完善,水力压裂技术作为一项工业应用的成熟技术,日益得到完善和提高,目前主要的成熟技术系统有:整体压裂技术、开发压裂技术、重复压裂技术、深井和超深井压裂技术、大型压裂技术及特殊井压裂技术等。特别是现在,国内大量低渗未动用储量的经济有效开发,还必须首先仰赖于水力压裂工艺技术的“与时俱进”,可以说,水力压裂技术作为“一项永远的技术”,还必须不断地根据储层地质特征的要求,有针对性地开展相应的攻关研究,才能最大限度地发挥压裂的应有潜能,更好地为油田的勘探与生产实践服务。(2)国外在压裂的单项技术上进步很快,如改变相渗特性压裂液体系的研究与现场应用,可对高含水层进行重复压裂;连续油管压裂技术,可一次压开多层,提高了薄互层的压裂经济开发效果;多裂缝模拟,为提高复杂储层(如塑性地层)的压裂施工成功率和设计水平发挥了重要的作用;以清洁压裂液为代表的低伤害或无伤害压裂液技术的进步,为无伤害或低伤害压裂工艺技术的革新打下了坚实的基础;还有各种试验技术的进步等,都在很大程度上带动了压裂技术的革命。所有这些,都对国内的压裂技术进步起到了促进作用。但还必须结合各自油田的实际,在国外同行研究的基础上,发展出适合国内油田特点的新型压裂工艺。(3)建议有条件的单位与国外相关研究机构成立联合攻关小组,定期“走出去,请进来”,并多鼓励研究人员参加国际压裂技术的学术交流活动,为促进中国的压裂技术进步,做出切实的贡献。参 考 文 献1 蒋廷学,王宝峰,单文文,李安启.整体压裂优化方案设计的理论模式.石油学报.2001年,22(5):58622Rick Stanley.Fracturing for Water Control Utilizing RelativePerm Modifiers in Frac Fluids to Delayor Reduce Future Wa2ter Production Issues.presented at SPE ATW”Advancing theApplication of Hydraulic Fracturing”,March 9-14,2003,Guilin,Guangxi,China3 王晓泉,王振铎,卢拥军,陈作,丛连铸,唐瑞林,李宪文.CO2泡沫压裂技术理论研究与实践.中国石油油气藏改造重点实验室.2004年油气藏改造技术新进展.北京:石油工业出版社,2004-07:252865石油钻采工艺 2004年8月(第26卷)第4期 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/二次加砂压裂工艺研究与应用卢修峰 王杏尊 吉鸿波 陈 洁 王燕声 夏增德(华北石油管理局井下作业公司,河北任丘 062552)摘要 华北油田油层杨氏模量低,岩石较软,油层上下没有理想的遮挡层,造成裂缝高度垂向延伸超出油层,支撑剂大部分填充在非目的层,同时支撑剂嵌入严重,降低了裂缝导流能力,导致了大量的无效井及低效井产生。在研究分析低效及无效原因的基础上,研究出二次加砂压裂工艺。此项技术是常规控制裂缝高度技术的发展,它通过改变岩石的力学状态、压裂液的流动路径,达到控制缝高的目的;通过增加支撑剂的铺置层数,扩展裂缝宽度,增加裂缝导流能力。此项技术现场应用40多井次,增加了压裂井的压后有效率及生产周期,取得了可观的经济效益及社会效益。关键词 压裂 二次加砂 增产机理 现场应用 通常国内外常用控制缝高技术是限流法压裂技术、注冷水控制缝高技术、人工隔层控制缝高技术。但是,限流法压裂不能满足高砂比的要求,人工隔层使用的下沉剂(粉砂)或上浮剂(玻璃珠)对裂缝渗透率有伤害,注冷水不适合水敏地层。为找到有效的方法,通过调研、分析研究国外一些文献中关于压裂工艺与控制缝高、提高裂缝导流能力的各种技术,研究并应用了二次加砂压裂工艺。二次加砂压裂工艺是人工控制裂缝高度技术的发展,是压裂工艺的又一创新,它综合应用了常规控制裂缝高度技术,用陶粒或石英砂代替粉砂作下沉剂,改变岩石的力学状态及压裂液的流动路径达到控制裂缝高度、增加铺垫层数、扩展裂缝宽度、提高裂缝导流能力的目的。此项技术现场应用40多井次,平均单井日增油8.6 t,压后有效期平均在2年以上。4Mayerhofer MJ,Ehlig-Economides C A,Economides MJ.Pressure Transient Analysis of Fracture Calibration Tests.SPE26 527,presented at the 68th Annual Technical Conferenceand Exhibition of the Society of Petroleum Engineers held inHouston,Texas,Oct.3-6,1993:2172305Jiang Tingxue,Wu Qi,Wang Xugang,et al.The Study ofPerformance Prediction of Treatment Wells inLow Permeabili2ty and Abnormal High Pressure Gas Reservoirs.SPE 77 463,prepared for presentation at the SPE Annual Technical Con2ference and Exhibition held in San Antonio,Texas,Septem2ber 29-October 2,20026 蒋廷学,汪永利,丁云宏,孙平,许泽君.压裂方案经济优化的智能专家系统研究.石油学报,2004,25(1):66697 王振铎,代自勇,崔明月.超深井压裂工艺技术研究.石油钻采工艺,1996,18(6):54598 成荣霞,汪永利,张建英.水力压裂在边台潜山裂缝性低渗油藏的应用研究.石油钻采工艺,1998,20(4):66719Ding Yunhong,Jiang Tingxue,Wang Y ongli,Sun Ping,XuZejun,Wang Xin,Zeng Bin.A Case Study of Massive Hy2draulic fracturing in An Ultra-deep Gas Well.SPE 88 613,prepared for presentation at the SPE Asia Pacific Oil and GasConference and Exhibition held in Perth,Australia,October18-20(收稿日期 2003212212)(修改稿收到日期 2004207214)编辑 付丽霞第26卷 第4期 石 油 钻 采 工 艺 Vol.26 No.42004年8月 OIL DRILLING&PRODUCTION TECHNOLOGYAug.2004作者简介:卢修峰,1983年毕业于华东石油学院采油工程专业,2000年获石油大学工科硕士学位,现任井下工艺研究所所长,主要从事压裂、酸化工艺研究工作,高级工程师。电话:[phone]。1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/nough to withstand the collapsing load under non-uniform loadconditions.Key wordscollapse strengthnon-uniform loadcasingellipticityfinite element methodCHARACTERISTICS OF GAS CONDENSATE FLOW INPOROUS MEDIA CONSIDERING CAPILLARY NUMBERAND NON-DARCY EFFECTby Kang Xiaodong,Qin Bin,Li Xiangfang,Cheng Shiqing,(University of Petroleum,Beijing)AbstractIt is found recently in numerous theoretical andexperimental researches that capillary number and non-darcy ef2fect caused by high velocity flow has magnificent effect on relativepermeability within the immediate vicinity of the well.The classicmethods only considering non-darcy effect are impossible to char2acterize the real flow behavior both gas and condensate accurately.So how to understand and to consider the effects caused by thesetwo effects is important to analyze gas condensate flow and predictproduction performance.The paper defined a solution problem oftwo phase flow both gas and condensate and derived the inflow per2formance relationship equation under pseudo steady state.Based onthree zones flow mechanism,the integrated consideration of capil2lary number and non-darcy effect is firstly presented.Appliedanalysis showed some new characteristics of gas/condensate relativepermeability and distribution under high velocity flow.Comparingwith the different inflow performance relationship models,the resultindicates that present method is more accurate than classic ones topredict the production performance and to evaluate the productivi2ty.Key wordsgas condensate reservoircapillary numberEffectnon-darcy effectflow through porous mediaRESERVOIR SENSITIVITYEVALUATION OFBLOCKCAO104 INLEAN OILFIELDby Cui Wenjun,Liu Dongliang,Tao Jun,Li Ming,Liu Yan2bo,(Xianhe Production Plant of Shengli Oilfield Limited Company)AbstractClay minerals of ittite/mont morillonite mixinglayer,kaolinite,illite etc.and carbonate mineral of calcite etc.exist in Cao 104 reservoir in Lean oilfield.Various sensitivity inthese minerals may damage the reservoir in the different stages ofoilfield exploration and development.The experiment study indi2cates that strong water sensitivity and moderate salt sensitivity existin the reservoir.So attention should be paid to the compatibilitybetween injected water and the formations in the period of water in2jection development.In addition,the reservoir has weak alkalisensitivity and no earth acid sensitivity,so earth acid can be usedfor acidizing stimulation.Key wordsLean Oilfieldreservoirclay mineralsen2sitivityWATER BLOCKING INVESTIGATION ON LOW PERME2ABILITY SANDSTONE RESERVOIRSby Ma Hongxing,Shi Aiping,Wang Zhimin,Leng Shuling,(Production Technology and Research Institute of Shengli PetroleumLimited Company);Wang XiaopengAbstractAimed to the limitations of low porosity and per2meability of standstone formations,which had the characters of wa2ter blocking damages in development,after core flow tests wereconducted to simulate the process of water blocking in laboratory,this paper established a new method to evaluate water blockingdamage mechanisms of low permeability sandstone formations.Theresults shows the oil phase permeability of low permeability sand2stone cores will be damaged badly because of the invasion aqueousfiltrate of workover fluids,the rate decreases from 7%to 60%,and flow pressure will increase from 1 to 3 times.Based on the re2sults,a method avoidingor removing water blocking is worked out.Laboratory test by the core samples has showed that the chemicalsystem has the giant effects on removing water blocking,which canremove 85%of water blocking.This water blocking remove tech2nique has been applied successfully in different oilfields.Key wordslow permeabilitysandstone reservoirwaterblocking damagewater blocking removerPRESENT DEVELOPMENT AND PROSPECTING OF HY2DRAULIC FRACTURI