岩石水力扩容增产增注技术

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在压应力的作用下,岩石发生扩容现象,砂岩砂粒之间产生“剪切错位”,随着流体的持续注入,砂粒彼此分离产生张性微裂缝,增加储层孔隙度和渗透率。

理论基础

扩容理论首先由奥斯本雷诺兹在 1885/1886 年科学地描述为“ 在土壤被压实或过度固结的颗粒材料中,当它们受到的剪切力超过它们之间的摩擦阻力时开始相互翻滚,从历史上的密实压实状态变为松散压实状态,导致孔隙率增加,从而导致整体体积增加。

在压应力的作用下,岩石的体积增加,岩石发生扩容现象,砂岩砂粒之间产生“剪切错位”和张性破坏组合,砂岩首先通过剪切扩容松化, 即孔隙度增加, 随着注入水的流入, 使孔隙压继续增加;压力增加到一定程度时, 砂粒彼此分离而造成张性微裂缝;这些张性微裂缝并没有连接起来, 即没有形成一个连续的张性破裂,而是无数微裂缝弥散在岩石介质中,形成破坏区,增加储层孔隙度和渗透率。

 

 
岩石扩容与水力压裂最大的区别在于水力压裂表现为强烈的张性裂缝。

 

室内实验

岩心在低围压的三轴试验里产生的微观剪切扩容和张性扩容,渗透率大大增加。

 

技术优势

1、实施成本低、施工设备少,储层改造半径大;

2、弥补常规酸化(低成本/小规模)与水力压裂(高成本/大规模)的技术定位上的盲区;

3、真正实现储层“体积改造”;

4、有效改造纵向层间非均质性,实现各小层吸水均衡;

5、平面上获得更有效连通能力,注采剖面改善。

措施目的与工艺技术对比分析:

 

技术效果

A5井(2020年5月):注入能力提高一倍,日增注300方,已累增注8.2万方,有效期超过2年;

A16井(2022年1月):措施前注入量为100m3,措施后最高注入量为291m3,目前注入量维持在200m3 ,已累增注2.1万方;

A1井(2022年1月):措施前产油量下降至5~10m3/d,措施后最高为52m3,目前维持在20~30m3/d ,已增油0.49万方。

 

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