【正文】 (1) 方法：堵球法分層壓裂是將若干堵球隨液體泵入井中 ，堵球?qū)⒏邼B透層的孔眼堵住 ， 待壓力蹩起 ， 即可將低滲層壓開 。 特點(diǎn)：可在一口井中多次使用 ， 一次施工可壓開多層 。施工結(jié)束后 ， 井底壓力降低 ， 堵球在壓差的作用下 ， 可以反排出來 。 優(yōu)點(diǎn)是省錢省時(shí) ， 經(jīng)濟(jì)效果好 。 (2) 使用封隔器一次多層壓裂的施工方法已被廣泛采用 。 共有三種方法 ， 即 憋壓分層壓裂 、 上提封隔器分層壓裂 、 滑套分層壓裂 。 憋壓分層壓裂 是用幾個(gè)封隔器隔開欲壓的各個(gè)層段，在每個(gè)上封隔器的下面接一個(gè)單流凡爾球座，在球座下面的封隔器上安一個(gè)帶噴嘴的短節(jié)，噴嘴用銅皮封隔。壓裂時(shí)，先壓最下面一層，然后投球封閉底層，再憋壓將第二層壓開，依次將各層壓開。憋壓法壓裂一次可壓 3層。 上提封隔器分層壓裂 是用封隔器預(yù)先按施工設(shè)計(jì)卡開井下需要壓裂的最下 1～ 2個(gè)層段，壓完后停泵使封隔器膠筒收縮，然后再按預(yù)先設(shè)計(jì)好的上提深度起出部分油管，啟泵再進(jìn)行上一個(gè)層段的壓裂施工。 滑套分層壓裂 自下而上進(jìn)行 ， 首先壓裂最下層 ， 壓完后不停泵 ， 用井口投球器投一鋼球 ， 使之坐在最下面噴砂器的上一級(jí)噴砂器的滑套上 ， 憋壓剪斷銷釘后 ， 滑套便會(huì)落入下一級(jí)噴砂器上 ， 使出液通道封閉 ， 從而壓裂第二層 ， 依次類推 ， 可實(shí)現(xiàn)多層壓裂 。 (3) 限流法分層壓裂工藝 是當(dāng)一口井中具有多層而各層之間的破裂壓力有一定差別時(shí) ， 通過嚴(yán)格控制各層的孔眼數(shù)及孔徑的辦法 ， 限制各層的吸水能力以達(dá)到逐層壓開的目的 ， 最后一次加砂同時(shí)支撐所有裂縫 。 特點(diǎn)： 是在完井射孔時(shí) ， 按照壓裂的要求設(shè)計(jì)射孔方案 (包括孔眼位置 、 孔密度及孔徑 )， 從而使壓裂成為完井的一個(gè)組成部分 。 由于嚴(yán)格限制了炮眼的數(shù)量和直徑以及層內(nèi)局部射開和層間同時(shí)壓開 ， 使得該工藝對(duì)套管和水泥環(huán)的損害較小 ， 一般不會(huì)導(dǎo)致串槽 。 2. 高砂比 、 高砂比 、 端部脫砂及重復(fù)壓裂方式都與增加縫中的鋪砂濃度有關(guān) ， 都屬于高砂比壓裂的范疇 ，但是它們?cè)谑┕すに嚰袄碚撋线€有一定差別 。 (1) 所謂高砂比壓裂 是指裂縫內(nèi)砂濃度大于 10 kg/m3的壓裂 。 主要用于 高滲油氣層的壓裂和重復(fù)壓裂 。 目的： 是要造成高導(dǎo)流能力的裂縫 ， 從而提高壓裂的增產(chǎn)效果 。 1) 大粒徑高砂比壓裂 。 大粒徑高砂比壓裂 基本思想 是先壓入大量前置液 ， 使地層形成較寬的裂縫 ， 然后泵入攜帶有高濃度大粒徑支撐劑的高粘攜砂液 ， 充滿裂縫各處 ， 形成具有較高導(dǎo)流能力的裂縫 。 2) 超高砂比壓裂 。 超高砂比壓裂程序是在壓裂前首先對(duì)油井及附近地層進(jìn)行 酸化預(yù)處理 ， 以清除堵塞及井底附近鈣質(zhì)沉淀物 ， 同時(shí) 擴(kuò)大壓裂井段孔眼直徑 ， 加密孔眼數(shù) 以防止注入的高砂比攜砂液在井底形成砂堵 。 通過 增加前置液量產(chǎn)生較寬的裂縫 ， 使高砂比攜砂液在縫內(nèi)形成高濃度支撐縫段 ， 提高裂縫導(dǎo)流能力 。 超高砂比壓裂方法的應(yīng)用 ， 使縫內(nèi)支撐劑濃度由常規(guī)壓裂的小于 10 kg/ m3增加到 35 kg/ m3 。 高砂比壓裂設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是要造成 高導(dǎo)流能力的裂縫 。 要達(dá)到這個(gè)目的 ， 除了要有 良好的壓裂設(shè)備和工藝條件外 ， 還要根據(jù)高滲地層的特點(diǎn) ， 確定合適的加砂濃度 、 攜砂液 、 支撐劑和前置液用量以及地面加砂程序 (防止砂堵 )， 以保證施工的順利進(jìn)行 。 (2) 端部脫砂壓裂 端部脫砂壓裂工藝技術(shù)的 特點(diǎn) 是有意在一定縫長的端部 (周邊 )形成砂堵 ， 阻止裂縫向前延伸 ， 同時(shí)以一定的排量繼續(xù)泵入不同支撐劑濃度的壓裂液 ， 迫使裂縫 “ 膨脹 ” 獲得較寬的裂縫和較高的砂濃度 ， 達(dá)到提高導(dǎo)流能力的目的 。 在 高滲層中進(jìn)行壓裂的原則 應(yīng)是縫相對(duì)較短而導(dǎo)流能力要求很高 。 在一定閉合壓力下 ， 選擇適當(dāng)?shù)闹蝿╊愋?、 粒徑 ， 并選用閉合后對(duì)填砂裂縫傷害最小的壓裂液體系 ， 有可能得到需要的填砂滲透率 。如果考慮到支撐劑的嵌入 、 破碎及微粒遷移等各種因素增加支撐劑的層數(shù) ， 亦即增加縫內(nèi)支撐劑的濃度 ， 這將是保證高滲透率的有效措施 ，但此時(shí)必然會(huì)導(dǎo)致縫寬增大 。 因此提高填砂裂縫導(dǎo)流能力必然是縫寬與填砂裂縫滲透率同時(shí)提高的結(jié)果 。 當(dāng)縫長延伸到設(shè)計(jì)長度時(shí)，也正是前置液完全濾失于地層的時(shí)刻。后到的攜砂液到達(dá)此處后，由于液體的迅速濾失，形成難以流動(dòng)的砂堆，隨即發(fā)生砂堵。繼續(xù)泵入攜砂液，由于縫端被堵沒有出路，致使裂縫加寬、膨脹，并在縫中填滿了支撐劑。圖 1310是比較典型的端部脫砂壓裂過程中壓力的變化。隨著地層破裂，裂縫延伸，壓力不斷升高之后，接著是壓力下降，這是由于隨著長度的增加，造成過多的濾失所致。前置液完全濾失后在端部形成砂堵，圖上出現(xiàn)在施工后期壓力迅速上升即描述此過程，此時(shí)形成的動(dòng)縫寬可能有常規(guī)壓裂的 2倍。 常規(guī)開采的出砂井，由于井底附近徑向流所引起的巨大壓降，使液流作用在砂粒上的拖曳力超過砂子之間的粘著力而進(jìn)入井中，砂層被破壞。這種不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致井底附近滲透率變差、產(chǎn)量減少、作業(yè)工作量加大等一系列問題。端部脫砂技術(shù)能降低井底附近的壓降梯度，也能收到礫石充填支撐砂層的作用。端部脫砂技術(shù)的使用條件是被深度污染且酸化不可能有效解除的中高滲地層；不適于采用酸化處理的地層；存在底水、氣頂或靠近注水井的地層或由于縫高及縫長的限制，不可能進(jìn)行大規(guī)模壓裂的油井；膠結(jié)疏松的易出砂地層。 (3) 重復(fù)壓裂 經(jīng)初次壓裂的井層，其增產(chǎn)能力在有效的年限內(nèi)將會(huì)失效，為恢復(fù)或提高初次壓裂井的生產(chǎn)能力，要采用重復(fù)壓裂技術(shù)。重復(fù)壓裂限于已經(jīng)壓裂地層的重復(fù)，不是指采用各種分層壓裂措施，將井中的其它小層壓開。在一定條件下， 由于初次壓裂的裂縫引起了近井地帶孔隙壓力的重新分布和支撐的裂縫使地應(yīng)力場改變 。應(yīng)力場的變化在一定范圍內(nèi)有可能使復(fù)壓 1) 垂直于最小主應(yīng)力的裂縫在兩個(gè)水平主應(yīng)力方向上都誘發(fā)壓應(yīng)力 。 最大的誘發(fā)應(yīng)力的大小等于裂縫閉合后作用在支撐劑上的凈壓力 (超出閉合壓力的值 )并垂直于縫面 。 裂縫的存在對(duì)應(yīng)力場的影響 ， 隨著遠(yuǎn)離縫面而迅速減小 。 為了使復(fù)壓裂縫與初壓裂縫在方位上有差別 ， 應(yīng)使誘發(fā)的壓應(yīng)力足夠大 ， 致使兩個(gè)水平應(yīng)力分量發(fā)生變化 ， 導(dǎo)致原最小主應(yīng)力變成最大主應(yīng)力 。 此時(shí) 重復(fù)壓裂的裂縫方位則垂直于初壓裂縫方位 。 如果作用在支撐劑上的凈壓力不大 ， 上述機(jī)制只能在兩個(gè)主應(yīng)力差值相差不大的情況下才能發(fā)生 。 由于壓應(yīng)力離開裂縫后 ， 隨距離的增加迅速減小 ， 有可能使新生的裂縫又重新轉(zhuǎn)向 ， 平行于初壓裂縫 。 2) 生產(chǎn)誘發(fā)的應(yīng)力場 由于從初次壓裂的裂縫中產(chǎn)出液體，在裂縫周圍油藏中的壓力梯度發(fā)生變化，也影響到應(yīng)力場。如果應(yīng)力場的某點(diǎn)單元巖石受到限制，該點(diǎn)應(yīng)力的降低值與該點(diǎn)的壓降成正比。在裂縫附近，平行或垂直于縫面上都會(huì)有由于孔隙壓力的變化而誘發(fā)出來的張應(yīng)力。但此張應(yīng)力被稍遠(yuǎn)于裂縫的壓應(yīng)力所抵銷，如果由于孔隙壓力誘發(fā)的應(yīng)力差大于原先存在的兩個(gè)平面上的最大與最小主應(yīng)力差，那么這兩個(gè)應(yīng)力就要換向。此時(shí)的復(fù)壓裂縫將垂直于初壓裂縫。 如果生產(chǎn)時(shí)的井底流壓不變 ， 隨著生產(chǎn)的繼續(xù) ， 受壓力影響的地區(qū) ， 將離裂縫向遠(yuǎn)處擴(kuò)展 。 同時(shí)隨著張應(yīng)力在水平面上影響距離的增加 ， 在縫面上誘發(fā)的應(yīng)力 ， 先是增加 ， 然后減少 。 應(yīng)力差改變所需的時(shí)間幅度取決于距井眼的距離與地層的性質(zhì) 。 在誘發(fā)張應(yīng)力影響區(qū)域之外 ， 重復(fù)壓裂的裂縫還要平行于初次壓裂的裂縫延伸 。 隨后壓應(yīng)力影響的范圍已擴(kuò)展到遠(yuǎn)離裂縫的地區(qū) ， 在裂縫轉(zhuǎn)向平行于初壓裂縫之前 ， 已經(jīng)延伸到相當(dāng)遠(yuǎn)的位置 。 在以后的時(shí)間里 ， 誘發(fā)的張應(yīng)力可能已無力超過原先在離井某距離的最大最小主應(yīng)力差 ，在此位置上復(fù)壓裂縫的方位將開始稍有轉(zhuǎn)向 。因此可以說原先兩個(gè)主應(yīng)力差比較小時(shí) ， 復(fù)壓裂縫在垂直于初壓裂縫的方向上得到最大延伸 。在初次壓裂后的 ～ 5年是復(fù)壓裂縫轉(zhuǎn)向的有利時(shí)機(jī) ， 此時(shí)壓力差達(dá)到了改變符號(hào)的最大值 ，復(fù)壓裂縫在轉(zhuǎn)向前一般可達(dá) 90 m長 。 從孔隙壓力垂向分布上看 ， 復(fù)壓裂縫的端部已穿透到高孔隙壓力區(qū) ， 這是提高產(chǎn)量的有利保證 。 3. 用人造阻擋層控制裂縫高度 人造阻擋控制縫高是指在壓裂液中加入一種固體添加劑 ， 在裂縫的上部形成一個(gè)人工阻擋條帶 ，用以起到阻擋層的作用 。 該工藝方法的基礎(chǔ)是裂縫中的流體流動(dòng)遵守沿阻力最小的流道流動(dòng)的法則 。如果要防止裂縫向下延伸 ， 則使用較重的支撐劑輸入到新生的裂縫底部 ， 此后壓裂液就能導(dǎo)向向裂縫上部流動(dòng) 。 利用比重小的固體顆粒在裂縫的液體中靠浮力自動(dòng)進(jìn)入裂縫的高部位形成一條人造阻擋帶 ，以控制裂縫向上延伸 。 這種固體添加劑在泵入支撐劑之前泵入使它聚集在新生縫的頂部 。 由于這種人工阻擋條帶部分阻擋了縫內(nèi)高壓向上部地層的傳遞 ，因此可以適當(dāng)?shù)靥岣咛幚韷毫Χ粫?huì)招致裂縫向上延伸的風(fēng)險(xiǎn) 。