《油藏增产措施 增订本》

序言1

参考文献11

绪论13

第一章 储层增产措施作业的合理性18

1-1 引言18

1-2 压力不稳定变化分析的基本原理18

1-2.1 在无限作用的油藏中以稳产开采的井扩散方程式的解19

1-2.2 迭加原理、压力恢复分析及按相对井位迭加23

1-2.3 气井测试27

1-2.4 拟压力函数28

1-2.5 分析图板拟合法与干扰分析29

1-2.6 双孔隙系统的压力不稳定变化分析33

1-2.7 压力导数35

1-3 井和油藏的分析40

1-3.1 酸化井和表皮分析43

1-3.2 表皮效应分量45

1-3.3 因局部完井和偏心的表皮效应45

1-3.4 炮眼表皮效应51

1-3.5 致密地层的压裂和总的特性54

1-3.6 估算最大储层的渗透率56

1-3.7 推荐致密地层井分析的方法57

1-4 结论62

参考文献62

2-1 引言65

第二章 岩石力学和要点65

2-2 基本概念66

2-2.1 应力66

2-2.2 应变68

2-2.3 应力与应变关系69

2-2.4 孔隙压力和有效应力72

2-2.5 破裂准则74

2-3 有关的岩石性质及其度量75

2-3.1 单轴和三轴的试验75

2-3.2 孔隙度和渗透率78

2-3.3 压缩性83

2-3.4 裂缝韧度84

2-3.5 动态性质87

2-4 就地应力及其确定88

2-4.1 原始应力88

2-4.2 构造应力91

2-4.3 地形对应力的作用91

2-4.4 其它的应力92

2-4.5 诱发的应力92

2-4.6 就地应力场的重要性94

2-4.7 现场技术95

2-4.8 实验技术99

参考文献102

第三章 水力裂缝的模拟108

3-1 引言108

3-2.1 基本定律109

3-2 守恒定律和本构方程式109

3-2.2 本构方程112

3-3 裂缝扩展模型114

3-3.2 裂缝扩展准则117

3-3.3 裂缝扩展模型的一般认识118

3-3.4 二维模型120

3-3.5 径向模型129

3-3.6 拟三维模型131

3-3.7 三维模型134

3-3.8 注入时的压力变化趋势138

3-4 流体流动模型139

3-4.1 流体流变学139

3-4.2 支撑剂的输送140

3-3.1 线弹性裂缝力学(LEFM)144

3-4.3 滤失145

3-4.4 热传递151

3-4.5 可压缩流体154

3-5 酸压裂156

3-5.1 模拟反应速率156

3-5.2 酸压裂应用例题159

3-5.3 酸液滤失160

3-5.4 粘滞指进160

3-5.5 酸压裂的导流能力162

3-6 结论163

参考文献164

4-2 水基液171

第四章 压裂液化学171

4-1 引言171

4-2.1 聚合物172

4-2.2 交联剂176

4-3 油基液180

4-4 多相液182

4-4.1 泡沫液182

4-4.2 乳化液183

4-5 添加剂184

4-5.1 缓冲剂184

4-5.2 杀菌剂184

4-5.3 稳定剂185

4-5.4 破胶剂185

4-5.5 表面剂187

4-5.6 粘土稳定剂188

4-5.7 液体滤失添加剂189

4-6 施工191

4-6.1 混配191

4-6.2 质量保证192

参考文献193

第五章 压裂液和支撑剂特征描述199

5-1 引言199

5-2 流变学200

5-2.1 流体的基本关系200

5-2.2 流体性能201

5-2.3 幂律模式202

5-3 剪切和温度对流体性质的影响203

5-3.1 压裂液微结构特征213

5-4 泡沫压裂液214

5-5 悬浮液流变性215

5-6 支撑剂输送218

5-6.1 由液体流变数据判断支撑剂的输送219

5-7 液体滤失223

5-7.1 压裂液滤失性的评价224

5-7.2 静态下的液体滤失224

5-7.3 流动条件下液体的滤失227

5-8 地层与裂缝的伤害228

5-8.1 粘度与伤害的关系229

5-8.2 粘性聚合物伤害能力表述229

5-9 支撑剂232

5-9.1 砂子233

5-9.2 涂脂砂233

5-9.3 中强度支撑剂233

5-9.4 高强度支撑剂233

5-9.5 支撑剂的物理性质234

参考文献239

第六章 施工所需资料246

6-1 引言246

6-2 数据类型248

6-2.1 油层流动能力248

6-2.2 裂缝的几何尺寸和方位特征248

6-2.3 压裂液和支撑剂评估249

6-3.2 地球物理与油层物理测井250

6-3 资料的来源250

6-3.1 地质学250

6-3.3 岩心试验256

6-4 动态井眼试验261

6-4.1 微型压裂试验261

6-4.2 地面倾斜仪264

6-4.3 井眼地震265

6-5 优化数据采集267

6-5.1 探井和早期开发井267

6-5.2 开发晚期井268

6-6 结论269

参考文献269

7-1 引言275

第七章 运用压力分析的压裂诊断275

7-1.1 压裂压力分析的以往的结构276

7-2 基本的关系式277

7-2.1 在压裂和闭合期间的物质平衡277

7-2.2 裂缝中的流体流动281

7-2.3 裂缝可塑性281

7-3 注入期间的压力286

7-3.1 从压力推断几何形态289

7-3.2 压裂压力的示例291

7-3.3 受阻延伸的压力响应--单位斜率292

7-3.4 过隔层的伸展--变小的压力295

7-3.5 水平裂缝—比上覆(应力)大的压力298

7-3.6 张开天然裂缝--恒定的压力299

7-3.7 按双对数图斜率的裂缝诊断301

7-3.8 模拟注入期间的压力304

7-4 闭合之际的分析308

7-4.1 基本原理和无关模型的关系式308

7-4.2 压力递降分析313

7-4.3 界限间的插值法317

7-4.4 对应用的闭合分析的考虑317

7-4.5 闭合时期分析的示例应用327

7-5 综合分析：注入和闭合332

7-5.1 用液效率332

7-5.2 净压力332

7-6 现场方法334

7-6.1 确定闭合压力335

7-6.2 压力测量339

参考文献341

第八章 优化支撑裂缝施工345

8-1 引言345

8-2 物理系统和数学公式347

8-2.1 油藏产出能力347

8-2.2 开采系统动态353

8-2.3 NODAL分析354

8-2.4 裂缝几何形态模式--二维解析反演解357

8-2.5 压裂液选择362

8-2.6 支撑剂输送362

8-2.7 作业约制370

8-2.8 经济依据372

8-3 施工优化设计过程373

8-4 裂缝设计可变性的参数研究384

8-5 结论394

参考文献394

第九章 在裂缝设计中需要考虑的问题403

9-1 引言403

9-2 规模的局限性403

9-2.1 生产套管的影响403

9-2.2 裂缝导流能力的影响403

9-2.3 井间距需考虑的方面405

9-2.4 临界净压力的限制408

9-2.5 粘度效应408

9-2.6 用液效率的局限409

9-3 以预定的规模或用量需考虑的问题410

9-3.1 优化FcD的恒定支撑体积410

9-3.2 最优FcD值的恒定长度410

9-3.3 各种不同导流能力的恒定长度412

9-4 高支撑剂浓度的效益414

9-5 油藏性质的作用416

9-5.1 油藏孔隙度的影响417

9-5.2 地层高度估计过高417

9-5.3 杂混成层状的油藏419

9-6 射孔眼对裂缝施工的影响420

9-6.1 限流施工420

9-6.2 射孔眼冲蚀420

9-6.3 射孔眼砂堵421

9-6.4 射孔眼相位422

9-7 结论423

参考文献424

第十章 裂缝高度预测以及施工后的测量427

10-1 引言427

10-2 有关裂缝高度模拟的线性裂缝机理428

10-3 裂缝高度预测方法431

10-3.1 以纵波(即压缩液)和横波(即剪切波)计算岩石的弹性性质431

10-3.2 采用横向弹性模型的应力计算432

10-3.3 用线性裂缝机理模型预测裂缝高度伸展433

10-4 测裂缝高度的方法438

10-4.1 温度测井439

10-4.2 放射性伽马射线测井441

10-4.3 地震方法446

10-4.4 井下声波电视447

10-4.5 地层微扫描器448

10-4.6 噪声测井448

10-4.7 转子流量计测量448

10-5 结论448

参考文献448

第十一章 压裂效果评价和压裂井的动态452

11-1 引言452

11-2 有限导流能力裂缝模型出现前的文献选讲454

11-3 DINCO和SAMANIEGO(1978，1981a)模型458

11-4 裂缝堵塞和伤害的介绍466

11-5 压裂后井的分析469

11-5.1 有限导流裂缝井的解释实例471

11-6 有井筒储存的有限导流能力裂缝井的解释473

11-7 未处理井和压裂的生产预测比较475

11-8 长时期自流井的裂缝长度和导流能力的计算477

参考文献479

第十二章 地层伤害的特性483

12-1 引言483

12-2 拟伤害与地层伤害484

12-2.1 拟表皮效应与井的构造484

12-2.2 拟表皮效应与生产条件484

12-2.3 其它的假伤害485

12-3 真实的地层伤害486

12-4.1 钻井伤害487

12-4 地层伤害的起源487

12-4.2 注水泥伤害490

12-4.3 完井及修井液伤害492

12-4.4 砾石充填中的伤害493

12-4.5 生产过程的伤害494

12-4.6 增产处理过程的伤害496

12-4.7 注水井的特殊问题498

12-5 伤害的不同类型499

12-5.1 乳化液499

12-5.2 润湿性改变501

12-5.3 水堵501

12-5.4 盐垢501

12-5.5 有机沉积物503

12-5.6 混合沉积物504

12-5.7 淤泥和粘土504

12-6 结论506

参考文献506

第十三章 酸化物理学521

13-1 引言521

13-2 非流动条件下的固-液反应522

13-2.1 表面-反应-限定动力学522

13-2.2 传质-限定动力学523

13-2.3 混合动力学524

13-2.4 实际岩石524

13-2.6 化学计量法525

13-2.5 温度效应525

13-3 有一流体运动情况下的固-液反应526

13-3.1 表面-限定-反应动力学526

13-3.2 传质限定动力学530

13-3.3 混合动力学538

13-4 其它的不稳定性539

13-4.1 粘性指进540

13-4.2 与溶解现象有关的不稳定性540

13-4.3 井眼周围的非均匀伤害541

13-4.4 润湿流体的渗吸541

13-4.5 几种现象的组合541

13-5 在砂岩酸化中的实际应用542

13-6.2 微乳液的使用543

13-6.1 排量的影响543

13-6 碳酸盐岩酸化的实际推论543

13-6.3 液体粘度的影响544

13-7 结论544

参考文献545

第十四章 砂岩基岩的酸化549

14-1 引言549

14-1.1 液体配制的要求550

14-1.2 作业设计550

14-2 选液标准550

14-2.1 基本概念550

14-2.2 矿物学标准551

14-2.3 选液方法554

14-2.5 液体选择的其它标准555

14-2.4 用于避免伤害性沉淀的酸555

14-3 决策树的编制557

14-3.1 微粒运移557

14-3.2 裂缝性地层558

14-3.3 高渗灰质砂岩558

14-3.4 井眼液体中固体物的伤害559

14-3.5 有关酸液配方的其它添加剂559

14-4 预冲洗液和后冲洗液559

14-4.1 预冲洗液560

14-4.2 后冲洗液560

14-5 用土酸酸化砂岩561

14-5.1 化学计量方程式561

14-5.2 副产品的溶解度564

14-5.3 动力学：影响反应速度的因素569

14-5.4 HF酸反应模拟572

14-6 其它酸化配方573

14-6.1 氟硼酸574

14-6.2 连续土酸577

14-6.3 醇土酸579

14-6.4 为缓速士酸加AICI8579

14-6.6 自生土酸体系580

14-6.7 调节缓冲的氢氟酸体系581

14-7 基岩酸化设计581

14-7.1 注入压力582

14-7.3 液量：经验583

14-7.2 最大泵注排量确定583

14-7.4 液量：数学模拟586

14-6.5 有机土酸590

14-8 结论590

参考文献591

第十五章 砂岩酸化中的液体置放和分流597

15-1 引言597

15-2 液体置放技术598

15-2.1 化学暂堵技术598

15-2.2 机械置放技术599

15-3 暂堵剂602

15-3.1 暂堵剂的分类603

15-3.2 分流处理中的主要问题604

15-4 实验室鉴定暂堵剂的有效性605

15-5 预测在油(气)藏条件下的有效性606

15-5.1 源有暂堵剂滤饼的拟表皮效应607

15-5.2 暂堵剂滤饼的生成过程608

15-5.3 多层油(气)藏的流入特性关系609

15-5.4 分流处理时流量分布实例610

参考文献612

第十六章 基岩酸化处理评价614

16-1 引言614

16-2 由井口测量推算井底参数615

16-2.1 井底压力615

16-2.2 层面注入排量617

16-3.1 McLeod和Coulter的技术618

16-3 处理过程中表皮系数演变的检验618

16-3.2 Paccaloni技术619

16-4 PROUVOST和ECONOMIDES方法622

16-4.1 处理过程中表皮系数的推算622

16-4.2 处理前油(气)藏特性的确定623

16-5 讨论：压力影响的分量624

16-6 计算举例626

16-7 结论628

参考文献629

第十七章 酸压裂的原理630

17-1 引言630

17-2 酸蚀裂缝与用支撑剂和非反应液压裂的比较630

17-3 控制酸压裂施工的因素631

17-4 酸液滤失634

17-5 在注液过程中的酸耗635

17-6 施工设计639

17-6.1 控制酸液滤失的物质和技术640

17-6.2 控制酸反应速率的物质和技术644

17-6.3 增进裂缝导流能力的物质和技术647

17-7 酸压裂施工模型648

17-8 酸压裂设计的示例应用649

参考文献651

第十八章 酸压裂缝的扩展和产能654

18-1 引言654

18-2 酸穿透机理661

18-2.1 有限扩散中酸穿透距离的计算665

18-2.2 温度效应666

18-2.3 酸压中额外的影响667

18-2.4 滤失的影响668

18-2.5 影响酸效率的例子669

18-3 产能模型669

18-4 酸压裂的生产动态670

18-4.1 变裂缝导流能力的影响670

18-4.2 应力效应672

18-4.3 支撑裂缝的压力降落674

18-4.4 恒定生产压力675

18-4.5 酸压裂中导流能力随应力的变化676

18-4.6 最优酸压设计的依据676

18-5 动态分析曲线677

18-6 酸蚀裂缝与支撑裂缝间的比较682

18-6.1 酸蚀裂缝和支撑裂缝动态对比的例子683

18-7 结论685

参考文献685

第十九章 扩大作用范围和水平井689

19-1 引言689

19-2 打开程度完善的直井和水平井的动态比较692

19-3 打开程度完善的水平井和水力压裂直井间的比较695

19-4 井筒稳定性697

19-4.1 应力和形变分析：裸眼井构型702

19-4.2 应力和形变分析：套管井的构型714

19-4.3 射孔眼715

19-5 增产措施715

19-5.2 支撑的水力压裂716

19-5.1 基岩酸化716

19-6 水力压裂的水平井的动态728

19-6.1 水平井的正交裂缝和横裂缝728

19-6.2 沿一口水平井的裂缝732

19-6.3 水平井压裂的净现值计算实例733

19-7 总结736

参考文献738

附录A 岩石性质748

附录B 压裂液的流变性750

附录C 压裂液性能研究的实验室技术761

附录D 国际(SI)单位制换算系数768

术译表769