【正文】 。雖然這個(gè)方法主要用于測(cè)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(cè)，地震事件和裂縫事件的張裂縫無(wú)關(guān)，但它和液體濾失有關(guān)。因?yàn)橐后w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(zhǎng)進(jìn)入了不滲透層，如頁(yè)巖層，可能不發(fā)處地震信號(hào)（因?yàn)槟莾簺](méi)有濾失），這樣會(huì)導(dǎo)致解釋上的錯(cuò)誤。這種技術(shù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能檢測(cè)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(gè)優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)榇怪钡卣鹌拭娴目煽啃?，所以該技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)容易實(shí)現(xiàn)。裂縫高度測(cè)量總結(jié)。這節(jié)描述了幾種通常測(cè)量裂縫高度很有用的技術(shù)。其中，溫度測(cè)井目前來(lái)說(shuō)可能很有用，因?yàn)樗麄內(nèi)菀资褂们覍?duì)施工影響小。雖然這種測(cè)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(jià)值的數(shù)據(jù)。另一方面，溫度測(cè)井也很容易使人產(chǎn)生誤解，因此處理時(shí)必須考慮其他條件。例如溫度測(cè)井圖上表明裂縫高度限制在射孔段內(nèi)，倘若沒(méi)有其他巖石性質(zhì)方面明顯的變化，那么對(duì)這結(jié)論應(yīng)該有所懷疑的。還有其他一些更精確的測(cè)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(jì)劃。因而只在需要更詳細(xì)的數(shù)據(jù)的這樣一些特殊情況下才能使用它。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于裂縫高度的幾種測(cè)量類型是需要的，因?yàn)椴荒軠y(cè)量足夠的數(shù)據(jù)就不能預(yù)測(cè)裂縫高度。所有的可用技術(shù)都有它的局限性。在解釋時(shí)，應(yīng)該記住對(duì)它們的限制不要孤立進(jìn)行測(cè)量。6 國(guó)內(nèi)外控縫高技術(shù)介紹近年來(lái)，國(guó)外的工程技術(shù)人員在這方面進(jìn)行了很多的研究工作，特別是美國(guó)發(fā)明的幾項(xiàng)控縫高技術(shù)在油田得到了很廣泛的應(yīng)用，而且效果較好。下面將對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的介紹： 人工隔層技術(shù) 水力壓裂過(guò)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(guò)隔層進(jìn)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(fèi)而且如果裂縫進(jìn)入水層和氣層就會(huì)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(yán)重的會(huì)引起脫砂導(dǎo)致施工失敗。 人工隔層控縫高技術(shù)的基本原理是通過(guò)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(jìn)一部的延伸。具體來(lái)說(shuō)，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(zhǎng)的地質(zhì)因素有：地層應(yīng)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(yīng)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(yīng)力強(qiáng)度因子，而應(yīng)力強(qiáng)度因子與裂縫垂直方向上的流壓和相應(yīng)處的地應(yīng)力之差有關(guān)。因此我們可以通過(guò)改變縫內(nèi)流壓在垂直方向上的分布來(lái)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(zhǎng)，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(jìn)入裂縫?？招奈⒎墼诟×ψ饔孟卵杆僦糜谛律芽p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(gè)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(bǔ)充堵塞較大顆粒形成的遮擋層微孔隙，促使大顆粒進(jìn)一步定位，最終形成壓實(shí)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(guò)程中施工壓力升高，裂縫向上有極小的延伸，此時(shí)隔離劑立即上浮進(jìn)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(zhǎng)度。如此往復(fù)循環(huán)，過(guò)程相似。圖61表示出無(wú)人工遮擋層和形成人工隔層的水力裂縫施工時(shí)間的延伸情況。圖61 無(wú)人工隔層和有人工隔層裂縫延伸對(duì)比 變排量壓裂技術(shù)與上下隔層地應(yīng)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(wú)支持劑支撐。為限制裂縫高度過(guò)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(huì)造成支撐縫長(zhǎng)有限。采用變排量壓裂技術(shù)，在控制裂縫向下延伸的同時(shí)，可增長(zhǎng)支撐縫長(zhǎng)，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(jìn)行排量躍變)，同時(shí)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(shí)，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(gè)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(jìn)入裂縫時(shí)。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(yīng)力之間的差值，其作用相當(dāng)于增加了下部隔層與生產(chǎn)層之間的地應(yīng)力差。第二，它還起轉(zhuǎn)向劑的作用，使后來(lái)注入的攜砂液轉(zhuǎn)為水平方向上流動(dòng)，將支撐劑盡可能地帶入地層深處，增加有效支撐縫長(zhǎng)。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(shí)將支撐劑盡可能地輸送到裂縫深處，增大支撐縫長(zhǎng)。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(gè)裂縫的導(dǎo)流能力。排量的躍變幅度可根據(jù)目的層情況分別對(duì)待。若目的層薄或底水靠近，可進(jìn)行小幅度排量躍變，如200 ~300 L／rain；若目的層較厚或遠(yuǎn)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(dá)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(lái)計(jì)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(xiàng)技術(shù)是通過(guò)向溫度較高的地層注入冷水，使地層產(chǎn)生熱彈性應(yīng)力，大幅度的降低地層應(yīng)力，而使縫高和縫長(zhǎng)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(yù)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(yīng)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(guò)程。適用條件：（1）產(chǎn)層不存在清水傷害問(wèn)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(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)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(guò)程中，小排量趨于減少裂縫高度的增長(zhǎng)。突然改變排量也會(huì)引起較大的裂縫高度增長(zhǎng)，因此排量變化要緩慢進(jìn)行。從原理上講，任何一個(gè)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(zhǎng)。 用低粘度，低排量和70/140目砂來(lái)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(gè)含有70/140目砂的預(yù)前置液段，裂縫高度就減少一半，一般情況下，整個(gè)處理過(guò)程支撐接的填充量為10~30t。70/140目砂的用量未超過(guò)壓裂主液處理過(guò)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(lái)控制裂縫高度的依據(jù)是假想該砂在縫尖積砂，對(duì)其后的壓裂液有剎車作用。作者假設(shè)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(wú)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(zhǎng)。 利用地應(yīng)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(chǎng)資料統(tǒng)計(jì)和室內(nèi)研究，利用泥質(zhì)隔層控制裂縫高度一般應(yīng)具備以下兩個(gè)條件：，在砂巖油氣層上下的泥質(zhì)隔層厚度一般應(yīng)不小于5m：~。隔層厚度可以利用測(cè)井曲線確定。油氣層和隔層地應(yīng)力值可以通過(guò)小型測(cè)試壓裂，聲波和密度測(cè)井或巖心試驗(yàn)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(duì)裂縫高度地影響也不相同。美國(guó)棉谷地區(qū)通過(guò)壓裂后測(cè)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(duì)數(shù)的底。為了避免裂縫過(guò)高。參考文獻(xiàn)[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 . 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