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暂堵剂的造新缝条件

发布日期:2015-07-20 11:52:28
压裂造缝的根源在于岩石的破坏机制,即对应于岩石中的新缝开启 或者老缝重启,实现造缝的条件自然就对应于岩石内某处发生破坏(破裂) 的临界条件。因此,对暂堵压裂造缝机理的研究应该从岩石基本破坏机 制出发,综合考虑客观因素(油气藏地质特征及物性参数等)以及主观因 素(完井方式、开采因素、压裂工艺等)对岩石破坏的影响。如果原始水 平最大主应力和最小主应力差值则地应力场越容易转向。依据地质特征 研究结果,油层原始水平主应力差值大致为IMPa〜3MPa。如此小的差 值,当人为提高缝内净压力到一定程度后,有利于地应力场的反转。
压裂所形成的裂缝一般是在原有裂缝上延伸,如果把原裂缝封堵后, 是否还产生新的水力裂缝?几乎所有弹性转向重复压裂造缝理论都预测 了新裂缝垂直于老裂缝起裂,并且向与老裂缝平行方向延伸。然而,很 多现场数据表明,新裂缝起裂一般偏离30°〜60°,并不是90°»对影响转 向重复压裂二次造缝主要因素的推导分析可知,与原应力相比,由于一 次裂缝以及地层孔隙压力等变化产生了诱导应力,转向重复压裂时的应 力状态已改变。
根据研究可知转向重复压裂时新裂缝的诱导的应力变化主要有以下特征。
(1)裂缝诱导应力随着缝的位置而变化,缝口诱导应力最大,缝端诱导应 力最小,随着距井筒距离变化诱导应力,下降很快,到距井筒一定距离 后诱导应力消失,此时裂缝将沿原来的裂缝方向延伸。
(2)新裂缝方向上诱导的水平应力最大,原裂缝方向所诱导的水平应力最 小,造成地层水平总应力发生变化,从而产生裂缝。
暂堵剂及其在裂缝内的作用原理[12]是:以颗粒材料桥堵原理为依据 开发的缝内转向材料,在重复压裂施工中加入暂堵剂后,由于水力压裂 裂缝在井筒附近动态缝宽最大,距离井越远裂缝宽度越来越小,当暂堵 剂和支撑剂同时以一定比例进入压裂裂缝后,在支撑剂刚性和暂堵剂塑 性的共同作用下,暂堵剂固体颗粒粒径大于裂缝动态宽度的1/3〜2/3时, 暂堵剂固体颗粒就会在该处形成桥堵,并挡住后续暂堵剂颗粒前进的道 路形成堆积,随着后续暂堵剂的继续加入,产生桥堵和堆积的暂堵剂颗 粒越来越多,在裂缝主通道形成一定厚度和长度的堵塞带,阻碍和限制 了裂缝的继续延伸和发展,处于井筒和堵塞带之间的裂缝体积内随后续 携砂液的继续加入,裂缝净压力不断升高,当裂缝内净压力达到微裂缝 开启压力或新缝破裂压力时,微裂缝或新缝就会开启,随后续携砂液的 继续加入,微裂缝或新缝就会延伸和扩展成为新的支裂缝。颗粒材料桥 堵原理认为,当架桥粒子粒径d与孔隙平均孔径D的1/3〜2/3匹配时, 即:地层孔喉处的桥堵最为稳定。
借用固相颗粒在地层孔喉架桥的屏蔽桥堵原理,当固相粒子的尺寸 为裂缝宽度尺寸的2/3时,可稳定架桥于堵塞裂缝,当固相粒子尺寸为 裂缝宽度的1/3时,固相粒子可深入裂缝内部堆积形成桥塞。两者结合, 便能有效而牢固的桥堵住孔隙。依据桥堵原理,结合水力压裂实际情况, 利用暂堵剂塑性和支撑剂刚性,通过水力压裂施工参数控制,实现水力 压裂缝内桥堵,从而实现提高水力压裂裂缝净压力的目的。
暂堵剂的造新缝条件
 
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