七里村油田压裂裂缝研究

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【摘要】压裂是低渗透油田油层改造最有效的方法之一，本论文通过对七里村油田主力油层长6油层的岩石破裂后裂缝进行研究，详细描述人工裂缝的形态和延伸规律，从而明确该区人工裂缝类型与形态，并通过压裂后的裂缝检测得到对裂缝更加详细的认识。

【关键词】油田开采 压裂 地应力 裂缝

1 引言

七里村油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡的东部，主要开采层位为延长组长6油层组，开发井网采用正方形、菱形、三角形三种井网格局，长6地层构造为一平缓的西倾单斜，地层倾角小于1°，内部构造简单，局部具有差异压实形成的低幅度鼻状隆起。油藏埋深浅、物性差、地层压力衰竭严重，无边底水，为典型浅埋藏、低压、特低孔、超低渗岩性溶解气驱油藏。七里村油田属于特低渗透的致密油田，必然要求对目前普遍应用的整体压裂改造技术进行系统研究，研究压裂后裂缝的形态及规律，以提高开采效益和开发水平。

2 裂缝形态

通过对七里村采油厂98口井的资料分析，对不同井深的压裂破裂压力、工作压力、停泵压力进行拟合计算，寻找规律确定不同井深在压裂过程中形成裂缝形态，最终通过拟合分析、回归分析、应力拟合、盖层应力叠加计算等分析手段，确定出不同井深的人工裂缝形态分为三类。井深分布为500米以内深度的井为浅层水平裂缝；由于七里村油田地层应力系统比较复杂，介于水平裂缝和垂直裂缝之间，易于形成复杂裂缝，比较难以拟合，因此我将其定义为复杂裂缝，一般深度在500-650米之间的井深形成的裂缝心态非常复杂。井深大于650米的储层，在压裂时形成了先对比较稳定的垂直裂缝。

3 压裂裂缝监测

3.1 常用压裂裂缝监测技术

水力压裂过程中，大量的压裂液和支撑剂在超过破裂压力的情况下进人地层，这会引起几种显著的变化，即由于地层破裂、裂缝延伸所形成的微地震，由于地层裂缝的张开造成地面或井下位移的变化，由于大量低电阻、低温的压裂液进人地层造成裂缝附近电位以及井筒、地层温度的变化，压裂裂缝监测技术也就是基于这几种变化而发展出了几种监测技术体系。有电位法裂缝测试技术；地面测斜仪裂缝监测技术；地面微地震裂缝监测技术；井下微地震压裂监测技术。3.2 现场压裂裂缝监测认识

3.2.1？现场破裂压力显示裂缝方位

对郑庄区油层破裂压力进行分析，区内油层破裂压力一般在30Mpa左右，最高可达54Mpa，但部分井破裂压力较低（20Mpa以下，最小为郑590-3井12Mpa），而且有规律成带分布，分析认为这种低破裂压力带应是天然微裂缝存在的证据。

初步分析，区内存在两组天然裂缝：一组是北东40°-45°走向，如郑634、郑639-6、郑170、郑214、郑218、郑219井的裂缝带。另一组是近东西走向，如郑581-4、郑581、郑581-5、郑582-6、郑582-5井的裂缝带。

3.2.2？水驱前缘测试

对2010年-2011年开展的19口注水井水驱前缘测试进行分析，水驱前缘测试显示，注入水优势渗流方向主要为北东向，依据注入水渗流方向分析油区主裂缝方向为北东向，但注水压力升高后会开启北西向裂缝。

3.2.3？微地震裂缝监测

微地震裂缝监测是使用平面微地震台网，该检测系统在压裂井周围以压裂层中心深点为中心分布6个微震观测台，无线传输，主站记录分析，现场检测绘出压裂井裂缝形态、方位、高度和产状。

根据2011年7口井的微地震裂缝监测，初步得出七里村油田压裂产生人工裂缝方位为北东47.2°-69.1°。

根据破裂压力分布带研究，北东向裂缝为40°-45°。微地震裂缝监测，人工裂缝方向为北东47.2°-69.1°。

总之，鄂尔多斯盆地延长组发育北东-北西一组共轭裂缝，其中北东方向裂缝最为发育并常处于开启状况；同时盆地还发育东西-南北一组裂缝，以东西方向的较为发育。且北东方向与东西方向裂缝连通情况好，对油水运移影响最大。

3.2.4？电位法裂缝监测

2012年对油田内的郑645-8井和郑680井采用电位法对人工裂缝进行监测。

郑645-8井，完钻井深747m，人工井底738m，测试层段中部水平位移214.77m，方位角317.24°，测试段636-637.5m，有效厚度1.5m，测试中深637m。

从图1 （17：14～17：29阶段）视纯异常环形图可以看出：压裂施工中，形成了一条对称不等长的垂直裂缝，中心方位角为75°、270°方向，其中255°方向为长裂缝；应用《电位法井间监测技术解释软件V1.0》摸拟计算：该阶段255°方向裂缝长度为37.05 m、75°方向裂缝长度为31.25m。

郑680井，完钻井深818米，人工井底806米，测试层段中部水平位移和方位角均为0，测试层段694.5-696.5米，有效厚度2米，测试中深695米。同样方式可得出：压裂施工中，形成了一条对称不等长的垂直裂缝，中心方位角为90°、270°方向，其中270°方向为长裂缝；应用《电位法井间监测技术解释软件V1.0》摸拟计算：该阶段270°方向裂缝长度为24.08 m、90°方向裂缝长度为20.31m。

通过对岩石力学理论和应力场的构建研究应用，在七里村油田实施的水力压裂，人工裂缝形成多种类型，油藏埋深小于500米的压裂后形成的裂缝以水平裂缝为主；油藏埋深在500米到650米范围内的压裂后形成的裂缝以斜交缝为主；在油藏埋深大于650米的压裂后形成的裂缝以垂直裂缝为主。分析得出区内存在两组天然裂缝：一组是北东40°-45°走向，另一组是近东西走向。

参考文献

[1] 王秀娟，赵永胜，王良书，等.大庆喇萨杏油田水力压裂人工裂缝形态研究[J].石油学报，2002，23（4）：51-55

[2] 张士诚，温庆志，王凤和，等.水平缝四点井网整体压裂裂缝参数优化设计[J].石油学报，2004，25（1）：74-78