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水平井重复压裂地应力分布及参数优化设计研究

李跃波  
【摘要】:对于低渗透油气藏开发,水力压裂是必不可少的主要技术措施,但在生产过程中,经过水力压裂后,由于多种原因可能促使裂缝逐渐失效。前期压裂产生的水力裂缝,以及在随后生产过程中产生的地层孔隙压力和地层温度的变化,都将改变地应力场的状况,因而导致重复压裂裂缝的重新定向。重新定向的裂缝可以穿入未泄油区,这不仅对于压裂失效井,就是对于压裂后仍然有效的井,都将提高产量和采收率。因此研究水平井重复压裂技术具有重要工程价值。通过室内研究和现场试验相结合方法,首先对原始地应力场进行分析,给出地应力大小及方向的确定方法,然后开展诱导应力重定向研究,包括注/采诱导应力场和初次人工裂缝诱导应力场的分析和计算。在此基础上,计算井眼周围应力场并建立裂缝起裂力学模型,最后研究重复压裂裂缝转向机理,给出裂缝转向时机及转向半径确定方法,同时给出了产生复杂缝的缝内净压力条件。现场选2口水平井进行重复压裂前地应力分布分析,然后开展不同方案产能对比评价数值模拟研究,针对代表井进行压裂裂缝参数优化设计、压裂施工参数优化设计以及射孔完井参数优化设计。本论文研究结果表明:新缝压裂效果最佳,原缝重复压裂次之,且两种方案的日产量和累计产量远高于不进行重复压裂条件下的日产量和累计产量;累计产量随裂缝长度和导流能力的增大而增大;根据代表性井产能模拟结果,以油井产能和经济净现值为优化目标,得到重复压裂井优化设计参考结果:裂缝长度130-140m、导流能力20-25μm2?cm、前置液比例40-45%、平均砂比14-17%、施工规模420-480m3、施工排量3.5-4.0 m3/min。本论文的研究对水平井重复压裂优化设计,提高低渗储层压裂设计水平和提高储层改造效果具有重要的指导意义。


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