采油新技术与新理论水力压裂技术

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1、采油新技术与新理论(NewTechnology&TheoriesforOil-production)水力压裂技术(HydraulicFracturing)主要内容低渗透储层特征地应力与应用压裂材料（压裂液与支撑剂）压裂设计方法压裂测量与评估技术压裂工艺技术（重复压裂技术、整体压裂）水平裂缝压裂理论与设计方法第一讲：低渗透储层特征1.低渗透油田界限2.低渗透油田分类3.低渗透油田储量分布4.低渗透油藏成因5.低渗透油藏物性特征6.低渗透油藏裂缝特征7.低渗透油藏开发特点1.1低渗透储层界限前苏联：美国：唐曾熊

2、：罗蛰潭、王允诚严衡文阎庆来1.1.1低渗透油藏渗透率上限低渗储层与中高渗储层的渗流特点(1)低渗透储层具有启动压力梯度不同流态的渗流曲线低渗透岩心中液体渗流曲线高速非线性渗流线性渗流低速非线性渗流(2)低渗透储层渗透率对原油采收率具有明显影响1.3低渗透油田分分布第一类一般低渗透油田，(10～50)mD第二类特低渗透油田，油层平均渗透率为（l一10）mD。第三类超低渗透油田，其油层平均渗透率为（0.1～1）mD。1.2低渗透油田分类1.4低渗透储层成因分类1.沉积成因（1）近源沉积（2）远源沉积2成岩作用

3、（1）压实作用（2）胶结作用（3）溶蚀作用1.5低渗透油田储层裂缝特征砂岩裂缝与碳酸盐岩裂缝区别（1）砂岩裂缝多为构造成因的张性和剪性缝；而碳酸盐岩裂缝既有构造成因的张、剪缝，又有成岩作用或两者结合形成的溶洞、溶孔、缝合线、微裂缝等。（2）砂岩裂缝一般缝面清楚，产状稳定，长度大，具有明显的方向性；而碳酸盐岩裂缝在地下常有一定开度，长度不大，宽度大。（3）原始状态下多数低渗透砂岩裂缝是闭合的，属微裂缝或潜裂缝，裂缝宽度在孔隙直径的数量级内，因此裂缝不是主要的储油空间和运移的通道。而碳酸盐岩裂缝则相反。（4）砂

4、岩裂缝由于在地下闭合（5）裂缝具有可变性。1.5.1发育特征1．层厚2．岩性3．构造部位1.5.2天然裂缝系统识别岩心裂缝观测描述露头裂缝观测描述测井识别裂缝方法—声波测井—井壁成像技术井下声波电视地层微电阻率扫描全井眼地层微成像仪裂缝的动态识别方法：—钻井显示—井壁崩落法（注意与地应力影响区别）—试井显示—压裂曲线显示—注水显示—油田生产显示第二讲：地应力及应用1.地应力概述2.静应力场及分布规律3.应力场测量与计算4.地应力对油田开发的影响2.1地应力概述原地应力与扰动应力重力应力、构造应力与残余应力古

5、地应力与现今地应力分层地应力与地应力分层地应力场性质与地应力场状态2.2静应力场及分布规律2.2.1原地应力[例2-1]已知油藏深度H=2000m，地层岩石密度ρr=2300kg/m3，泊松比ν=0.20，地层流体密度ρL=1050kg/m3，孔隙弹性常数=0.72。试计算有效垂向应力和地层最小水平主应力σh。若油藏压力衰减7MPa后，地层最小水平主应力的绝对增量为多大？[解]上覆岩石压力为σv=10-6ρrgH=10-6×2300×9.8×2000=45.08MPa油藏压力近似为pS=10-6ρLgH=

6、10-6×1050×9.8×2000=20.58MPa有效垂向应力=σv-pS=45.08-0.72×20.58=30.26MPa地层最小水平应力(Mpa)和最小水平主应力的绝对增量(Mpa)分别为应力很大而未发生塑性变形。据Dirk&Teeuw资料构造应力：是指构造运动引起的地应力增量构造应力只有两个水平主应力，属于水平的平面应力状。挤压构造力引起挤压构造应力，张性构造力引起拉张构造应力。弹性模量高的地层有较高的构造应力。构造应力在传播过程中逐渐衰减。热应力2.2静应力场分布规律2.2.1地应力分布一般

7、规律构造应力对地应力的影响断层类型与地应力的关系不同岩性中地应力分布特点岩浆岩中水平应力一般都较高，且水平应力差较大，在统计深度（22~2000米）内，水平应力差随深度增加而增大沉积岩中，水平应力与深度之间有良好的线性关系，其水平应力差是三大类岩石中最小的变质岩中，最大最小水平主应力总体上随深度增加而增大，但较分散。构造应力松弛地区水平应力随岩石泊松比增加而增大；水平地应力随孔隙压力减小而减少地层剥蚀可使垂向应力成为最小主应力硬地层中构造应力分量大地质构造形态对地应力的影响表2-1弹性模量与构造应力地质构造

8、形态对地应力的影响地质构造的起伏变化往往引起局部地应力集中。背斜轴部水平地应力较低，但变化快；向翼部逐渐升高，但变化平缓。构造陡翼、倾俯端、鞍部或鼻状构造，往往产生应力异常。单条逆断层上盘诱发张应力场，主应力方位多与断层线呈高角度斜交。逆断层末端应力场变化复杂，应力性质、强度和方位的规律性差断层的交叉、分枝及拐点部位多产生应力集中，应力强度明显高于邻区。在峡谷地区谷底经常出现地应力集中，河流切割越深，应力集中越严