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分层压裂是长井段多油层改造的有力措施。目前,国内外传统的分层压裂改造主要有卡封、填砂及投球分压等方式。卡封、填砂分层压裂存在一次施工井段有限、增加作业工序及入井液污染地层的缺陷,投球分压通常采用投一压一、投一压二及投二压三等方式,但存在以下缺点:一是难以保证压开所有的目的层,未被压开的部分油层反受压裂液污染,或者压开的层出现二次进液,影响压裂效果。二是判断先压开的层不一定完全准确,投球量难以确定。
双封分层压裂是利用多级封隔器及配套工具将油层分成一或两套压裂层段,对地层改造具有很强的针对性,并且可减少作业工序,提高工作效率及压裂效果。因此,对双封分层压裂工艺进行研究具有重要的现实意义。
本文详细阐述了双封分层压裂的理论依据、研究方法、技术思路和创新点。还从模型选择、优化设计参数、缝高控制技术、确定优化裂缝支撑半长等几个方面研究了双封分层压裂优化设计技术。初期双封分层压裂优化设计选用模型不确定,压裂的符合程度较低,为了使压裂设计更趋合理,我们选择PKN模型作为压裂设计的计算手段,得到较为合理的工程计算。
在缝高控制技术上,除了采用常规裂缝高度控制技术,通过选择和利用油气层上下的致密泥质隔层、施工排量、压裂液粘度与密度来控制缝高外,还应用了人工隔层控制裂缝高度技术。
在确定优化裂缝支撑半长上,首先根据双封分层压裂的特点来设计排量;其次,贯彻较高砂比(最高50~60%,平均30%以上)的技术路线,使用水力裂缝模型,分别计算出每一种施工规模下的裂缝几何尺寸和裂缝导流能力,将计算结果置于该井所在的井网中,借助油藏模型计算出每一裂缝支撑半长与导流能力下的压后累计产量,得出裂缝支撑半长与累积产油量的关系,随裂缝支撑半长的增大,压后的累计产量开始增加很快,待支撑半长延至一定距离之后,产量增长缓慢,这一快与慢的拐点即为应选的最佳支撑半长,与该半长所对应的加砂量即为各施工规模中的最佳值。
最后,本文通过现场应用实例和效果说明了双封分层压裂技术的优越性和广阔的应用前景。