【正文】 主。對于全三維模型，國外，Clifton 與 Abousaved 及 Cleary 等人提出兩種具有代表性的全三維裂縫延伸模型；國內(nèi)的趙金洲、吳迪祥等人也在裂縫三維延伸方面作了大量的研究工作，并取得了一些成果。當(dāng)儲層鉆開后在地層未受到傷害時，會出現(xiàn)水鎖效應(yīng)，一般認為外來流體在地層中的毛細管力越高，水鎖效應(yīng)越強，油氣產(chǎn)量越低。降低入井液的表面張力，可以減小毛細管阻力和提高入井液的返排率，從而達到保護儲集層的目的。劉應(yīng)學(xué) [25]等提出酸化解堵增能返排技術(shù)，其技術(shù)是在擠酸液之前或之后將增能液注入地層，通過控制其反應(yīng)速度，在地層中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量熱量和氣體，使射孔段地層“瞬間”升溫。在克羅拉多州的 Dodell 低滲透（～ ）致密砂巖氣層的水力壓裂作業(yè)中，就采用了支撐劑中混入纖維23μm10??材料的辦法，返排速度高達 320L/min 時也無支撐劑返出。此時也不宜采用強化返排法。（5）在向上延伸的裂縫里，裂縫閉合期間支撐劑的沉降將大大增加裂縫內(nèi)鋪砂濃度，強制裂縫閉合方式會使裂縫過早閉合。如果是多層裂縫，返排速度還必須大大超過層間交叉流動的速度。Barre 和 Mukherjee 使用全二維裂縫幾何模擬器，系統(tǒng)研究了裂縫閉合期間支撐劑的沉降規(guī)律，討論了返排速度、射孔段位置、最終鋪砂濃度、裂縫幾何形態(tài)對保持閉合后裂縫內(nèi)鋪砂濃度的影響，解釋了“強制裂縫閉合”與“反向脫砂”在返排程序設(shè)計上的區(qū)別，并且深入到多個射孔段之間的交叉流動對支撐劑運移規(guī)律的影響，至今仍是水力壓裂作業(yè)返排設(shè)計的指導(dǎo)性原則。而且這種強制裂縫閉合工藝通常會使支撐劑形成嚴重的“砂堤”（Proppant Banking） ，并且由于大量支撐劑的運移，液體濾失加重，在近井筒帶形成“裂縫尖端” （Pinch Point） 。E1y 等人推薦的排液做法，是在頂替壓裂液的 30s 內(nèi)就完成裂縫的閉合，當(dāng)從地面壓力檢測到近井筒帶裂縫己經(jīng)閉合后，以小于 38～57（L/min）的速度返排 30min，然后放大返排量至 160～320（L/min） ，只要不出砂。當(dāng)井底流壓持續(xù)回落，或者當(dāng)?shù)貙娱]合應(yīng)力接近所用支撐劑的最大允許應(yīng)力時，就不能再放大油嘴，除非萬不得已。待裂縫閉合后立即關(guān)井等待壓裂液破膠，即使這樣仍會有部分支撐劑倒流入井筒。實現(xiàn)有效的支撐縫長。 小排量返排1988 年，Robinson 等人討論了采用小油嘴排液以減小裂縫閉合應(yīng)力的優(yōu)點，提出了“小排量早期返排” （Early Flowback）的觀點。首先，必須正確認識其儲層特征和滲流規(guī)律，準(zhǔn)確的進行滲流計算，確定合理的開發(fā)方案。對于低速非達西滲流，沒有判斷低速非達西準(zhǔn)則，往往僅以地層滲透率作為界限。2μm（3）國內(nèi)低滲透油藏巖性以砂巖為主從目前探明的低滲透油藏統(tǒng)計，砂巖油藏占 70%左右，礫巖油藏占 10%左右，其余存在于變質(zhì)巖和灰?guī)r等特殊巖性油藏中。我國陸地低滲透油田廣泛分布于全國 20 多個油區(qū)，它們分布在不同的巖性地層中，物性參數(shù)相差很大。就目前石油工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r來看，我國大多數(shù)油田已經(jīng)進入高含水和特高含水期，原油的開采難度逐漸加大，勘探的形勢是新近探明儲量中低豐度、低滲透、低產(chǎn)能（俗稱“三低” ）儲量占據(jù)的比例很大。（7）由于滲透率低，孔隙度低，必須通過酸化壓裂投產(chǎn)，才能獲得經(jīng)濟價值或必須通過壓裂增產(chǎn)，才能提高經(jīng)濟效益。由于沉積壞境不穩(wěn)定，砂層的厚薄變化大，層間滲透率變化大，有的砂巖泥質(zhì)含量高，地層水電阻率低，給油水層的劃分帶來很大困難。（3）原始含水飽和度較高，原油物性較好。2μm 國外低滲透油田的主要特點從國外報道的情況看，對低滲透油田大體上可以歸納出以下幾個特點：[中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文）4（1）儲層物性差，滲透率低。s 以下，其有效厚度多數(shù)在 2～10m，埋藏深度大多為 1200～1400m，采出程度不高。其中 60%在西西伯利亞。例如，俄羅斯近年來在西西伯利亞地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的低滲透、薄差層儲量已占探明儲量的 50%以上。因此，目前急需從機理上研究殘液的返排過程，在機理研究的基礎(chǔ)上提出具有針對性的、可量化操作的排液措施及排液參數(shù)，對于提高壓裂施工成功率、提高施工效果和油氣井產(chǎn)量是非常必要的。（2）以往建立的壓裂液返排模型雖然在理論上對壓裂施工具有一定的指導(dǎo)意義，但這些模型一般適合于中、高滲透油氣藏的開發(fā)，沒有考慮到低滲透油氣藏的實際情況，忽略了低滲透油氣藏中啟動壓力梯度對返排效果的影響，因此有必要建立適合于低滲透油氣藏壓裂液返排的數(shù)學(xué)模型和物理模型，分析影響因素，指導(dǎo)壓裂作業(yè)。從合理控制返排的目標(biāo)出發(fā)，必須對壓裂液返排過程的機理進行深入分析，了解裂縫的閉合過程，認識壓裂液返排的規(guī)律。這在很大程度上降低了裂縫的導(dǎo)流能力，嚴重的會導(dǎo)致壓裂施工的失??；二是返排流量控制不好，使回流的支撐劑沖出井口，刺壞放噴油嘴以及破壞其他設(shè)備。但是，由于對壓后關(guān)井期間或返排過程中裂縫閉合情況、支撐劑運移情況、壓裂液濾失及流體性質(zhì)的變化情況不能很好地把握，所以對返排流量的控制經(jīng)常顯得無據(jù)可依。在實際施工過程中常常由于對地層客觀認識不足，對工作液、添加劑選擇不當(dāng)，或施工工藝不合理，使返排率低，造成對儲層的傷害。所以，結(jié)合這些學(xué)科的知識對指導(dǎo)水力壓裂工藝的理論基礎(chǔ)進行深入的探討，具有很大的現(xiàn)實意義，即可引導(dǎo)工程技術(shù)人員設(shè)計出更合理的水力壓裂工藝控制程序。[中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文）0低滲透油田壓裂液返排規(guī)律研究畢業(yè)論文目 錄第 1 章 緒論 ..........................................................1 壓裂液返排規(guī)律研究的目的和意義 ............................1 目前關(guān)于壓裂液返排規(guī)律研究存在的不足 ......................2第 2 章 低滲透油田特點及壓裂液返排規(guī)律研究現(xiàn)狀 ........................3 國內(nèi)外低滲透油田儲量分布及特點 ............................3 國外低滲透油田儲量分布 ......................................3 國外低滲透油田的主要特點 ....................................3 國內(nèi)低滲透油田儲量分布 ......................................4 國內(nèi)低滲透油田的主要特點： ..................................4 壓裂液返排規(guī)律研究現(xiàn)狀 ....................................5 國外壓裂液返排的推薦做法 ....................................5 國內(nèi)壓裂液返排的研究現(xiàn)狀 ....................................7 裂縫形態(tài)的數(shù)學(xué)模型 ........................................8第 3 章 裂縫閉合期間壓裂液返排模型 ....................................9 裂縫閉合過程中模型的假設(shè)條件 ..............................9 壓裂液返排的二維數(shù)學(xué)模型 ..................................9 壓裂液從地層返排的數(shù)學(xué)模型 ..................................9 初始條件及邊界條件 .........................................13 模型的數(shù)值解法 ...........................................14 返排模型的離散 .............................................14 求解方法 ...................................................17 裂縫閉合時間及壓裂液返排量的確定 .........................18 裂縫閉合時間確定 ...........................................18 壓裂液返排量的計算 .........................................18 停泵后裂縫體積變化量的計算 .................................19 實例計算與分析 ...........................................20 室內(nèi)實驗?zāi)M研究 .........................................22 實驗方法 ...................................................22 實驗數(shù)據(jù)及處理 .............................................23第 4 章 壓裂液返排的實驗研究 .........................................26 實驗儀器材料 .............................................26 實驗步驟 .................................................26 實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析 ...................................26[中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文）1 采用瓜膠壓裂液進行壓裂實驗 .................................26 采用田菁膠壓裂液進行實驗的結(jié)果 .............................29圖 46 累計流量與滲透率恢復(fù)值 ....................................30 結(jié)論與建議： .............................................30第 5 章 壓裂過程中的濾失與返排效果預(yù)測 ...............................31 壓裂液濾失理論 ...........................................31 受壓裂液黏度控制的濾失系數(shù) C1...............................32 受地層流體壓縮性控制的濾失系數(shù) C2 ..........................32 壓裂液造壁性控制的濾失系數(shù) C3...............................34 綜合濾失系數(shù) C .............................................34 一維總濾失體積計算 .......................................35 壓裂液返排數(shù)學(xué)模型 .......................................36 飽和度呈線性分布 ...........................................36 實例計算 .................................................37 影響壓裂液造壁性濾失系數(shù)實驗 .............................38結(jié) 論 ..............................................................39參考文獻 ............................................................40第 1 章 緒論 壓裂液返排規(guī)律研究的目的和意義 壓裂工藝是油、氣藏增產(chǎn)和提高采收率的最有效的措施之一 [12]。由于這種多學(xué)科交叉的復(fù)雜性，人們對水力壓裂工藝整個過程的研究還有許多不完善的地方，有些水力壓裂的指導(dǎo)方法或控制程序到目前為止還只是建立在現(xiàn)場工程師的經(jīng)驗之上。研究表明：施工結(jié)束后，為了防止殘液長期滯留地層造成二次傷害，一般說來應(yīng)將殘液盡可能地快速排出。在壓裂液返排過程中，工程技術(shù)人員往往希望通過對返排流量的控制使支撐劑在產(chǎn)層區(qū)獲得較好的鋪置，繼而使裂縫具有較高的導(dǎo)流能力。這些問題主要有兩大方面 [34]：一是沒有選擇合理的時機對支撐劑的運移進行控制，導(dǎo)致大量的支撐劑回流到井筒（吐砂） ，或在近井筒帶破碎，從而使產(chǎn)層區(qū)的支撐劑很少或分布不合理。存在這些問題的一個很重要的原因就是由于壓裂液返排控制中經(jīng)驗成分過多，缺少可靠的理論依據(jù)。因此有必要建立井口不同返排壓力與返排效果的關(guān)系，根據(jù)油藏實際情況選擇合適的返排井口壓力。目前國內(nèi)現(xiàn)場放噴排液基本上還處于靠經(jīng)驗操作的階段，沒有一套科學(xué)的排液理論來加以指導(dǎo)和量化，導(dǎo)致排液措施隨意性大，往往對施工效果造成非常不利的影響，但是這種影響又經(jīng)常被忽視。近些年來，小而復(fù)雜的低滲透油田比例越來越大。低滲透儲層的儲量達數(shù)百億噸，其中，滲透率低于 50103 的低滲透層儲量約有 150108t，2μm占低滲透儲量的 90%以上，占俄羅斯可采儲量的 30%以上。低滲透儲集層中石油黏度在 10mPa其中，20～10010 3 的油田占2μm這些低滲透油藏總數(shù)的 60%，20～110 3 的占 30%，少數(shù)低于 1103 ，約占 5%。大部分為 7%~20%，個別高達 28%。（4）油層砂泥交互，非均質(zhì)性嚴重。（6）油層受巖性控制，水動力聯(lián)系差，邊