堵塞球分层压裂的投球设计与应用.pdfVIP

石 油 地 质 与 工 程 2009年 5月 PETROLEUMGEOLOGYANDENGINEERING 第 23卷 第 3期 文章编号 ：1673—8217(2009)03—0125—02 堵塞球分层压裂的投球设计与应用 李勇明，翟 锐 ，王文耀 ，陈 勇 (“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室 ·西南石油大学，N)ll成都 610500) 摘要 ：堵塞球分层压裂是改造层 间非均质特征较为突出的多层低渗透油藏 的主要方法之一，主要应用于套管射孔 井。建立 了射孔井地层破裂压力模型，以计算各 目的层 的起裂压力，确定出起裂顺序 。建立 了投球分压排量控制 方程，确定投球分压最小控制排量；结合射孔孔数和孔眼直径进行堵塞球的设计。以川西气 田某井为例，计算 了多 层压裂的破裂压力 ，确定 了对于不 同射孔长度 时的投球控制排量 。 关键词 ：分层压裂 ；堵塞球 ；破裂压力；设计计算 中图分类号 ：TE357 文献标识码 ：A 堵塞球分层压裂 已逐渐形成 了一套较为完善 、 2 堵塞球受力分析与投球设计模型 适用范围广的工艺技术 ，在地层破裂压力存在一定 差异的多层油气藏增产改造 中得到了较为广泛的应 2．1 堵塞球的作用机理 用，特别适用于层间间隔小、不能用封隔器分卡的已 利用 已压开层 吸液量大的特点，在完成一个 目 射孔的多个油气层进行分层压裂 。但是，由于对投 的层施工后 ，用压裂液将一定量 的堵塞球带入 已压 球压裂设计数学模型的设计技术重视程度不够 ，在 开层的射孔炮 眼处封堵炮 眼。憋起地面施工泵压， 现场应用主要依靠经验 ，导致投堵塞球或暂堵剂的 从而迫使压裂液压开另一个破裂压力更高 的 目的 用量存在一定的盲 目性。本文对堵塞球分层压裂技 层 。如此反复，直到所有 目的层都被压开为止 ，达到 术的现行理论进行 了研究，并结合现场成功经验编 一 次施工压开多个 目的层的 目的_2]。主要有三方面 制出一套综合的应用程序，对投球及施工参数进行 影响封堵效率 ：①液体流 向孔眼所产生的对球的拖 优化设计 。 曳力必须大于球的惯性力 ，才能使堵塞球坐在孔 眼 上；②使球保持在孔眼的力应大于由压裂液流动而 1 射孔井的破裂压力模型 使之脱落的力 ，才能使堵塞球堵住孔眼；③压裂后 ， 与裸眼井相比，射孔井的情况复杂得多，不但套 油井投产时，堵塞球应从孑L眼脱落。 管对地层应力有影响，射孔孔 眼也会对井壁及近井 2．2 堵塞球的受力分析模型及排量控制方程 周围应力产生很大的影响。射孔完井条件下，高压 堵塞球在套管 中垂直 向下的流速 是压裂液 液体首先从井筒流入射孔孔眼，然后通过射孑L孔 眼 体在管内的流速 。与堵塞球在压裂液体中的沉降匀 把地层岩石压开 。在所有孔 眼中，与最小水平主应