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史深100区块地应力及整体压裂研究与应用

张丁涌  
【摘要】:史深100区块是典型的双低开发单元,为提高该区块的生产能力和采收率,本文将地应力研究与整体压裂方案模拟相结合,分析地应力与井网的配合关系优化配置井网,按整体方案对裂缝的要求实施单井压裂取得了良好的开发效果。本文的主要工作是: (1) 总结了目前使用的地应力分析方法,根据史深100区块取心井多、岩心丰富的特点,钻取了7口井10多块岩心。首先采用磁定向技术对岩心定向,然后采用差应变分析、波速各向异性以及凯瑟尔效应等手段开展岩心应力场测试;结合地层倾角测井资料确定了最大水平主应力方向NE70~95°;应用水力裂缝监测技术获得三口井实测最大水平主应力方向为NE75°~131°;与有限元模拟结果基本一致。水平最大主应力80~110MPa,水平最小主应力56~64MPa。 (2) 应用水力压裂法和岩心分析法得到的离散单井地应力数据,基于有限元分析方法,采用地应力场反演技术和多约束条件目标函数对史深100区块地应力场进行了二维和三维模拟,获得了整个区块地应力在平面及空间的分布状态。该区域应力方向复杂,在北部史3-8-11至史8-107井主应力方向NE80°~90°,西部史深100、史103、史104井区,水平最大主应力方向为NE90°~136°,东部史3-5-11井区由于受断层构造影响,主应力方向尤为复杂,以南北向为主。 (3) 结合史深100区块的油藏特征和渗流机理选用CMG软件对该区的油水井进行单井历史拟合和储量拟合,拟合结果良好。为整体压裂模拟提供了基础数据。 (4) 以三维黑油模型为基础,进行整体压裂方案数值模拟,给出了不同井网模式下裂缝有利和不利状态的生产动态预测曲线。将反九点井网调整为五点井网可以提高油田开发效果;推荐最佳裂缝长度为井距的30-40%,裂缝导流能力50um~2.cm。 (5) 按地应力方向将反九点井网调整为五点井网,按整体压裂数值确定的压裂规模进行整体压裂极大地改善了史深100区块的开发效果。证明了本文成果的科学性、合理性和可靠性。


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