水力压裂技术自发展半个多世纪以来,为增加油气井产量、提高油气阳开发水平作出了不可磨灭的贡献。但不是所有的压裂措施都能达到预期的增产效果,许多油气井压裂以后增产效果不理想甚至没有增产效果,其中一个重要原因就是压裂过程中压裂本身对油气层造成了损害。因此有必要对压裂过程中的裂缝损害进行研究并找出相应的解决措施。 水力压裂设计是油气层水力压裂的重要组成部分,是进行水力压裂施工的依据。在考虑裂缝温度场对裂缝几何尺寸影响的基础上,使用PKN模型计算了裂缝的几何尺寸,计算了全悬浮携砂液在缝中的运移分布及填砂裂缝的导流能力。由于裂缝伤害对水力压裂增产效果有重要影响,因此在考虑裂缝壁面伤害的基础上推导了水力压裂的增产效果计算模型。 水力压裂过程中存在的损害主要包括粘土膨胀与颗粒运移损害、机械杂质引起堵塞损害、支撑裂缝导流能力的损害等。针对太2气层的实验研究表明,压裂液对裂缝壁面的伤害率平均在31.84%-36.28%之间,压裂液对支撑剂层的伤害率平均在29.27%—30.04%之间。所以,要提高压裂效果,可以从改进压后裂缝导流能力和提高裂缝壁面附近地层的渗透率两个方面入手,这就是要进行水力压裂复合酸化技术研究的依据。 酸液体系是否合理是能否消除压裂液对裂缝壁面及支撑剂层损害的关键因素,因此也是水力压裂复合酸化技术能否取得成功的关键。本文对已有的几种酸液配方分别进行压裂液伤害的解堵效果实验,筛选出最合理有效的酸液配方,并进行了对地层的酸化效果评价和对支撑剂层的解堵效果评价。经分析对比表明,通过实验筛选出的合理的酸液配方能较好的改善裂缝壁面附近地层的渗透率和支撑裂缝的导流能力。通过酸液处理后,如果返排彻底,其导流能力可以恢复到裂缝初始导流能力。 计算了太2气层常规水力压裂和水力压裂复合酸化技术的增产效果,对两种压裂方式的增产效果进行了对比,并分析了影响常规压裂和水力压裂复合酸化增产倍比的因素。通过对两种增产方式增产效果的对比表明,在相同的地层条件及施工条件下,水力压裂复合酸化技术的增产效果要大于常规水力压裂的增产效果。常规压裂时,压裂液对裂缝壁面的污染越严重,裂缝壁面污染带的渗透率就越低,水力压裂能获得的增产倍比就越小;进行水力压裂复合酸化技术后,由于酸液解除了压裂液对裂缝壁面的损害,裂