【正文】 。雖然這個方法主要用于測量裂縫方位，但是原則上它也能推廣用于確定裂縫縫垂向延伸。常常做這樣的推測，地震事件和裂縫事件的張裂縫無關(guān)，但它和液體濾失有關(guān)。因為液體濾失可增加孔隙壓力，從而觸發(fā)圍繞裂縫表面的小的剪切破裂。在那種情況下，裂縫高度增長進入了不滲透層，如頁巖層，可能不發(fā)處地震信號（因為那兒沒有濾失），這樣會導致解釋上的錯誤。這種技術(shù)的一個優(yōu)點是能檢測偏離井筒的裂縫幾何形狀，因此這種方法可能有很大的潛力。另一個優(yōu)點是因為垂直地震剖面的可靠性，所以該技術(shù)相對來說容易實現(xiàn)。裂縫高度測量總結(jié)。這節(jié)描述了幾種通常測量裂縫高度很有用的技術(shù)。其中，溫度測井目前來說可能很有用，因為他們?nèi)菀资褂们覍κ┕び绊懶?。雖然這種測井技術(shù)有某些限制，但如果裂縫維持在井 筒附近，那么仍能獲得有價值的數(shù)據(jù)。另一方面，溫度測井也很容易使人產(chǎn)生誤解，因此處理時必須考慮其他條件。例如溫度測井圖上表明裂縫高度限制在射孔段內(nèi)，倘若沒有其他巖石性質(zhì)方面明顯的變化，那么對這結(jié)論應該有所懷疑的。還有其他一些更精確的測井方法可以采用，包括井下聲波電視和井下電視攝像。但是，使用這些方法常常需要專門的計劃。因而只在需要更詳細的數(shù)據(jù)的這樣一些特殊情況下才能使用它。一般來說，對于裂縫高度的幾種測量類型是需要的，因為不能測量足夠的數(shù)據(jù)就不能預測裂縫高度。所有的可用技術(shù)都有它的局限性。在解釋時，應該記住對它們的限制不要孤立進行測量。6 國內(nèi)外控縫高技術(shù)介紹近年來，國外的工程技術(shù)人員在這方面進行了很多的研究工作，特別是美國發(fā)明的幾項控縫高技術(shù)在油田得到了很廣泛的應用，而且效果較好。下面將對這些技術(shù)進行詳細的介紹： 人工隔層技術(shù) 水力壓裂過程中，如果地層條件較差，特別是產(chǎn)層中上下隔層較薄，形成的垂直裂縫很容易穿過隔層進入其他層，這樣不僅造成破裂壓力的下降，壓力壓裂液和壓裂能量的浪費而且如果裂縫進入水層和氣層就會造成油井出水和氣竄。這樣壓裂的效果就大大的降低了，壓裂成本也隨之增加，嚴重的會引起脫砂導致施工失敗。 人工隔層控縫高技術(shù)的基本原理是通過上浮式或下沉式隔離劑在裂縫的頂部或底部形成人工遮擋層，增加裂縫末梢的阻抗，阻止裂縫中的流體壓裂向上或向下傳播，繼而控制裂縫在高度上的進一部的延伸。具體來說，根據(jù)前面的影響裂縫高度影響因素的分析我們知道影響裂縫垂向增長的地質(zhì)因素有：地層應力差，巖石物質(zhì)特性，剪切裂縫，以及壓裂施工參數(shù)。其中，地層應力差和巖石物質(zhì)特性由地質(zhì)結(jié)構(gòu)本身決定，不易改變。直接影響水力高度延伸的是裂縫上下尖端處的應力強度因子，而應力強度因子與裂縫垂直方向上的流壓和相應處的地應力之差有關(guān)。因此我們可以通過改變縫內(nèi)流壓在垂直方向上的分布來控制裂縫的高度延伸。方法是制造人工隔離層，將裂縫尖角鈍化，從而增加裂縫末梢阻抗值，遏制裂縫縱向增長，提高壓裂液效率。人工隔層的施工工藝是在注完前置壓裂液造出一定規(guī)模的裂縫后，在注入混砂液之前用攜帶液攜帶隔離劑空心微粉和粉砂，進入裂縫。空心微粉在浮力作用下迅速置于新生裂縫的頂部，粉砂在重力作用下沉淀與裂縫的底部，從而在裂縫的頂部和底部分別形成一個低滲透或不滲透的人工隔層。以浮式隔離劑為例，隔離劑顆粒在攜帶液的作用下泵入地層裂縫，由于隔離劑顆粒與攜帶液之間存在密度重力差，較大的顆粒隔離劑體積大，密度小，因而首先迅速漂浮與裂縫最高部位，初步形成人工遮擋隔層；接著較小顆粒隔離劑上浮，補充堵塞較大顆粒形成的遮擋層微孔隙，促使大顆粒進一步定位，最終形成壓實的低滲透人工遮擋層，從而遮擋高壓流體壓力向裂縫上部地層傳遞，迫使高壓流體壓力轉(zhuǎn)向改造層方向傳遞延伸裂縫。假定壓裂過程中施工壓力升高，裂縫向上有極小的延伸，此時隔離劑立即上浮進入新生裂縫垂向尖端，重新定位，重新形成遮擋層，迫使高壓流體壓力轉(zhuǎn)向改造方向傳遞延伸裂縫長度。如此往復循環(huán)，過程相似。圖61表示出無人工遮擋層和形成人工隔層的水力裂縫施工時間的延伸情況。圖61 無人工隔層和有人工隔層裂縫延伸對比 變排量壓裂技術(shù)與上下隔層地應力差值小的薄油層，裂縫容易使上下層溝通，加入的支持劑容易沉積在下部的隔層中造成裂縫無支持劑支撐。為限制裂縫高度過度延伸，目前通行的方法是控制排量，采用低粘度壓裂液施工，但是會造成支撐縫長有限。采用變排量壓裂技術(shù)，在控制裂縫向下延伸的同時，可增長支撐縫長，增加裂縫內(nèi)支撐劑鋪置濃度，從而可有效地提高增產(chǎn)效果。低排量泵注前置液及一部分低粘混砂液，然后瞬間提高泵注排量(根據(jù)油層情況，可一次或多次地 進行排量躍變)，同時在保證不發(fā)生砂堵的前提下盡可能快地逐次提高砂比，直至施工結(jié)束。 （1） 低排量泵注前置液 低排量泵注時，在近井裂縫內(nèi)形成砂堤 I區(qū)的砂堤沉降，在裂縫的底界面橋架成一個低滲透或不滲透的人工隔層，可控制裂縫向下延伸。人工隔層有兩種作用：第一，在之后的攜砂液進入裂縫時。它將限制或阻止高壓流體的高 壓向下部傳遞，從而改變縫內(nèi)垂直方向上流壓的分布，降低了縫內(nèi)流壓與地應力之間的差值，其作用相當于增加了下部隔層與生產(chǎn)層之間的地應力差。第二，它還起轉(zhuǎn)向劑的作用，使后來注入的攜砂液轉(zhuǎn)為水平方向上流動，將支撐劑盡可能地帶入地層深處，增加有效支撐縫長。瞬間提高排量，瞬間提高排量后，可將更多的支撐劑帶入裂縫深處。（2） 提高攜砂液砂比 后期快速提高攜砂液砂比，既可提高裂縫內(nèi)的鋪置濃度，又可在縫口形成楔形砂堤，縫口的有效支撐。以上幾方面聯(lián)合作用，可在控制裂縫向下延伸的同時將支撐劑盡可能地輸送到裂縫深處，增大支撐縫長。并可在縫口形成楔形砂堤，降低油流的壓降損失，從而提高整個裂縫的導流能力。排量的躍變幅度可根據(jù)目的層情況分別對待。若目的層薄或底水靠近，可進行小幅度排量躍變，如200 ~300 L／rain；若目的層較厚或遠離底水。為將砂比提得更高，可大幅度排量躍變，如500～600 L／rain。 注入非支撐劑段塞控制縫高技術(shù)這種方法是在前置液和攜砂液中間注入非支撐起的液體段塞，這種液體段塞由載液和封堵顆粒組成，大顆粒形成橋堵，小顆粒填充大顆粒間的縫隙，形成非滲透性阻隔段，以達到控制縫高的目的。 調(diào)整壓裂液的密度控制縫高技術(shù)根據(jù)壓裂梯度來計算壓裂液的密度，如果要控制裂縫向上延伸，采用密度較大的壓裂液，使其在重力的作用下盡可能向下壓開裂縫，反之，如果要控制裂縫向下延伸，使用密度較小的壓裂液。 冷卻地層控制縫高技術(shù)此項技術(shù)是通過向溫度較高的地層注入冷水，使地層產(chǎn)生熱彈性應力，大幅度的降低地層應力，而使縫高和縫長控制在產(chǎn)層范圍內(nèi)，工藝如下：（1）在低于地層破裂壓力的條件下，向地層注入冷水預冷地層。（2）提高排量和壓力，使壓力僅大于被冷卻區(qū)水平應力，在冷卻區(qū)壓開一條裂縫。（3）控制排量和壓力，注入含高濃度降濾劑的冷水前置延伸裂縫。推薦降濾失劑為植物膠或石英粉。（4）注入低溫粘度攜砂液支撐裂縫，完成壓裂全過程。適用條件：（1）產(chǎn)層不存在清水傷害問題。（2）膠結(jié)性差的地層。（3）常規(guī)水力壓裂技術(shù)難以控制裂縫延伸方向的油氣層。 酸和低排量工藝技術(shù)誘發(fā)地層破裂技術(shù)依靠泵入不能使地層破裂時，標準的補救措施是注入1~2m3，濃度為15%~28%的鹽酸，幫助降低破裂壓力，破裂壓力越低，初始破裂高度降低。在破裂，裂縫延伸及支撐劑充填過程中，小排量趨于減少裂縫高度的增長。突然改變排量也會引起較大的裂縫高度增長，因此排量變化要緩慢進行。從原理上講，任何一個能降低凈破裂壓力都將有助于控制裂縫高度方向上的增長。 用低粘度，低排量和70/140目砂來控制裂縫的高度技術(shù) 從數(shù)值模擬結(jié)果可以看出，使用較低粘度20~50cp的凝膠，較低的注入排量（2m3/min）注入，并安排一個含有70/140目砂的預前置液段，裂縫高度就減少一半，一般情況下，整個處理過程支撐接的填充量為10~30t。70/140目砂的用量未超過壓裂主液處理過程中所用支撐劑總量的10%，并盡可能添加到前置液中，通常在地層剛剛破裂后或者在破裂之前就添加到前置液中，70/140目砂通常是按照75kg/m3的濃度混合。選擇70/140目砂來控制裂縫高度的依據(jù)是假想該砂在縫尖積砂，對其后的壓裂液有剎車作用。作者假設如果該砂盡可能早的加到前置液中，裂縫的上，下縫尖就可能成為無液體區(qū)，圈閉的70/140目砂就可能在裂縫尖端造成很大的壓降。從而限制裂縫高度的增長。 利用地應力高的泥質(zhì)隔層控制裂縫高度技術(shù)根據(jù)大量的現(xiàn)場資料統(tǒng)計和室內(nèi)研究，利用泥質(zhì)隔層控制裂縫高度一般應具備以下兩個條件：，在砂巖油氣層上下的泥質(zhì)隔層厚度一般應不小于5m：~。隔層厚度可以利用測井曲線確定。油氣層和隔層地應力值可以通過小型測試壓裂，聲波和密度測井或巖心試驗取得。 利用施工排量控制縫高度技術(shù)施工排量與裂縫高度的關(guān)系是排量越大，裂縫越高。不同地區(qū)由于地層情況不同，施工排量對裂縫高度地影響也不相同。美國棉谷地區(qū)通過壓裂后測井溫，總結(jié)出施工排量與裂縫高度有如下關(guān)系：H=*。式中：H裂縫高度， m；Q施工排量，m3/min；e自然對數(shù)的底。為了避免裂縫過高。參考文獻[1]胡永全，[J]．大慶石油地質(zhì)與開發(fā)。[2]陳大鈞，[M]．北京：。[3] Larson and . Nguyen fracture height containment by creating an artificialbarrier,Do well Schlumberger PETSOC. [4]吉德利，[M], 北京：石油工業(yè)出版社，1995。[6] Dougherty R L and AbouSayed A S. Evaluation of the Influences of InSitu Reservoir Conditions on the Geometry of Hydraulic Fractures Using a 3D .[7] C. W. [J].國外油 田工程,。[8]胡永全,[J].西部探礦工程, 1995,7(3).[9]牟凱，李勇明，[J].重慶科技學院學報(自然科學版), 2009,11( 4).[10]金娟,[J].國外油田工程2008,24( 3) 。[11] A. Ali Daneshy, Daneshy Consultants Int’l Factors Controlling the Vertical Growth of Hydraulic Fractures SPE118789。[12] Gu, G. and Siebrits, E., “Effect of Formation Modulus Contrast on Hydraulic Fractur Height Containment” SPE Production amp。 Operations,(May 2008), 170 – 176 。[13] Smith, M. B., Bale, A. B., Britt, L. K., Klein, H. H., Siebrits, E., and Dang, “Layered Modulus Effects on Fracture Propagation, Proppant Placement, and Fracture Modeling” SPE 71654 presented at SPE ATCE, NewOrleans, LA, Sept. 30 – Oct. 3, 2001 。[14] 楊秀娟，張敏，[J] 石油地質(zhì)與工程，2008，22（4）。[15] 章成廣，李維彥，樊小意，[J] （工程地球物理學報）2004，12（4）。[16]陳顴，[M].北京:北京人學出版社 2001。[17][M]. 地震出版社1985。[18][M].北京:石油工業(yè)出版社1988。[19]王冠貴，[J].地球物理測井，1990。[20]劉希亮,朱維申,[J].巖石力學與工程學報2004，23（3）。[21] 譚廷棟 劉宗誠 用聲波時差測井估計異常地層壓力[J] 地球物理學報 1980，23（3）。[22] 劉建英,懷海寧，控縫高壓裂技術(shù)在安塞油田長 2底水油藏的應用[J] 承德石油高等?？茖W校學報 , 2009，11（3）。[23] 李年銀,趙立強,張 倩,楊 歡, 劉 萍 裂縫高度延伸診斷與控制技術(shù)[J]大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2008，27（5）。致 謝在設計過程中得到了周德勝老師的精心指導，在此要向兩為尊敬的老師致以最崇敬的感謝。周老師總是在百忙之中抽出時間來為我解答設計過程中的疑問。這樣一位慈祥的長者的背影，我將無法從記憶中抹去?！　∵@次設計是我第一次進行全面和系統(tǒng)的設計，不免會有疏漏和不足之處，可能存在計算不夠準確，圖紙質(zhì)量不高等問題，還有許多細節(jié)未做到及時處理，請教員指正，以幫助我不斷提高，不斷進步。我相信通過這次全面系統(tǒng)的設計以及在這個過程中各位老師的不斷點撥，在今后的工作中我一定會做到更好。