降低压裂井底地层破裂压力的措施VIP专享VIP免费

2005年1月断块油气田FAUIJT—BL0CKOIL＆GAS兀ELD第12卷第1期降低压裂井底地层破裂压力的措施黄禹忠(中国石化股份公司西南分公司井下作业处)摘要在进行水力加砂压裂前，能否破开地层是压裂施工的关键。目前的井越来越向深层发展，地层破裂压力越来越高，施工难度越来越大，在现有地面施工设备能力下，如何降低破裂压力显得尤为重要。采用酸化技术、高能气体压裂、喷砂射孔、优化射孔参数等压前预处理措施能有效地降低地层本身的破裂压力；优化泵注方式降低沿程摩阻、降低射孔孔眼摩阻及研究低粘度、高密度的压裂液体等措施能间接地降低破裂压力，增加破开地层的机会。关键词破裂压力预处理摩阻压力措施分析引言地层破裂压力(P)定义为使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝时的井底压力，要实现水力加砂压裂的前提条件是应该有足够的地面泵压使井底目的层地层开裂。实际生产中通常用破裂压力梯度G(地层破裂压力P与地层深度H的比值)表示破裂压力的大小，破裂压力梯度值G一般由压裂实践统计得出。通常的浅、中层地层破裂压力不高，地面设备能满足要求，但是深井、超深井的地层破裂压力很高，对压裂施工设备的功率和承载能力提出了更高的要求，在施工安全上也存在一定的隐患。而破开地层是压裂改造的前提，只有将地层破裂开后才能考虑压裂过程的造缝、加砂，文章从如何降低地层本身破裂压力和降低施工压力两个方面对在压裂改造中如何降低破裂压力的有效措施进行了综述。1降低地层本身的破裂压力由于井底地层破裂压力受地应力及岩石性质的控制，要降低地层本身的破裂压力就必须破坏地层应力。破坏地层本身应力的方法也称为压前预处理，目前广泛应用的压前预处理措施主要有：酸化、喷砂射孔、高能气体压裂以及优化射孔参数等措施。1．1酸化技术预处理酸化预处理技术就是在地面用高压泵车，从74油管向目的层注人一定浓度的酸液体，通过酸液体与地层中钻井液、滤液和地层中的可酸蚀成分发生化学反应，达到清除地层孔隙中污染和扩大孔隙的作用，从而为后续的加砂压裂施工降低难度。由于酸化作用破坏了井眼附近地层岩石的结构，因此可以降低地层本身的破裂压力。作为预处理的酸化技术的主要作用在于解堵，即解除渗人钻井液和滤失液渗人气层产生的伤害堵塞。1．2喷砂射孔预处理喷砂射孔技术是根据水动力学动量一冲量原理，砂体颗粒受水载体加速(速度达到260m／s以上)，高速冲击套管和岩石，产生切割作用⋯。其基本原理是通过油管将高压喷砂射孔枪送到目的产层，通过地面高压泵车，从油管内高速注人低砂比的液体，形成高压后从喷嘴高速射出，对产气层段进行喷射。在高速带砂液体的冲腐蚀作用下，套管、水泥环和岩石被冲腐蚀形成很深的孔眼。喷砂射孔技术作为压裂前的预处理技术，可以有效地降低地层破裂压力，保证高破裂压力地层的压开和压裂施工。收稿日期2004—09—19作者简介黄禹忠，1972年生，1996年毕业于西南石油学院化学工程专业，曾在中石油吐哈油田公司工作；2004年获西南石油学院化学工艺专业硕士学位，现主要从事油气增产工艺技术研究，曾经在国内期刊上公开发表过文章lO余篇，地址(618000)：四川省德阳市淮河街11号，E—mail：hyz—sinopec@sins．tomo维普资讯http://www.cqvip.com第l2卷第1期黄禹忠．降低压裂井底地层破裂压力的措施2005年1月1．3高能气体压裂预处理高能气体压裂的基本原理是利用火药或推进剂在油气井中有控制地燃烧，产生大量超过油气层最大就地应力值的高温高压气体以脉冲加载方式作用于油气层，使井筒周围油气层岩石发生破裂，形成不受地应力控制的多条径向裂缝。由于高能气体压裂能使井筒周围的岩石发生破裂，改变了地应力大小，可以将地层破裂压力较大幅度地降低，降低了因破裂压力高造成的压裂施工难度。因此，高能气体压裂预处理在降低地层破裂压力方面起了很好的作用。1．4优化射孔参数处理射：fL：fL眼是沟通井筒和地层的通道，在压裂目的层段射孔可以有效地降低地层的破裂压力。射孔参数主要包括射孔密度、射孔方位角、射孔直径和射：fL：fL眼长度等，然而射孔参数的选择对于破裂压力有何种影响，这一问题的研究尚不充分，原因是射孔井筒的几体形状和边界条...