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低产油气井强制裂缝转向重复压裂技术研究

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刘如斯刘凡

摘要：为提高低产油气井产能，延缓压裂减产速度，在分析重复压裂技术原理和存在问题的基础上，提出强制压裂改造重复压裂技术，以提高压裂产量。先计算满足导裂要求的最大极限压力，再用研制的水溶性导裂剂抑制原始裂缝内的压力，直至压力达到导裂要求的压力条件，从而实现强制导裂转向，增加导裂改造量。

关键词：低产油气井;裂缝转向;重复压裂;转向剂

引言

低产油气井经过一段时间的压裂后，裂缝逐渐消失，减产严重。为提高单井产量，必须对储层进行重复压裂改造，目前国内外重复压裂主要有两种方法：再次开裂原始裂缝和裂缝导向压裂。在这些措施中，以裂缝为导向的压裂技术能够有效地增加排水面积，增产效果显著，在老油田剩余油开采和低产井中得到广泛应用。在道尔的模拟实验中发现，主裂纹改变了近井筒应力场，使裂缝开始向垂直主裂缝方向扩展，并将其拉伸到一定的距离和角度，与主裂缝平行延伸;工字钢重裂纹现场试验结果表明，新裂纹方向与原裂缝方向相差30%°;在大庆，波贝达和长青老井普遍分层，这种方法在裂缝监测和修复方面具有可行性，但随着裂缝引导裂缝技术的发展，存在着现场裂缝引导无明显标志，成功率低，施工工艺不完善等问题。针对这一问题，对低产量重复挤压引导井进行了技术研究，提出了强迫裂隙形成的新思路，自主开发水溶性导轨，优化了强制扩径方法，提高了重复破碎的效率和效果。在三口井中进行了现场试验，取得了良好的效果。

一、重复压裂技术的基本原理及缺陷分析

次生裂纹是应力和诱发应力的综合作用，在感应应力和局部应力的共同作用下，产生了局部协同应力场。随着地层压力的降低，油井周围及主裂形成二次定向，水平应力下降，此时最大应力水平比最小应力水平低。高于最大水平时，地面应力变化时反复出现断裂。重复压碎时，用化学转向剂暂时填平裂缝。当静压大于静应力时，新的水平在油气藏中新的油气流动通道上时，应重新结构，以便使剩余气体浓缩区能够有效运行或与小型油气或油气藏连接，从而提高产量[1]。

低产量油气井第一次破裂后，应力场，人工裂缝场和地层压力场对地面应力状态有影响。在反复裂缝过程中，原裂缝周围形成电感场与地球电压场相互作用的电压，并形成局部协同应力场。组合应力场给出了油井周围椭圆区域和主裂缝的两个应力方向。降低地层压力，降低水平应力，降低最大水平的主应力，结果表明，地面应力变化后，当初始最小主应力水平大于最大主应力水平时，二次破碎裂纹可反转，当裂缝中净压力大于应力水平差时，储层中形成新的裂缝，形成新的油气流动通道;对新裂缝的改造可使残余烃富集区与低甚至未开发储层建立联系，这将提高低产油气井的产量。

二、强迫裂缝转向重复压裂技术在低产油气井上应用的原理分析

在低产油气井中，强制裂缝导向重复压裂技术的应用，是计算重复压裂目的层的最大和最小水平主应力差，从而确定引导裂缝所需的最大极限压力。前冲阶段压裂作业中，初裂开启后，应加入水溶性转向剂，使入井区域的裂隙和造桥堵塞产生增压作用，直至井口压力达到最大极限压力，然后停止泵的运行，泵多次启动后，裂隙内的压力立即上升，以满足新裂隙开启所需的压力。裂隙被迫转向后，将形成新的油气通道[2]。

三、强迫裂缝转向重复压裂技术在低产油气井上应用的要点分析

1.水溶性转向剂的选用

传统油井转向剂以松香、石蜡等颗粒状物质为主，遇油迅速溶解，但仅适用于传统油井的转向压裂，不适合于气井。针对强制压裂工艺的特点，采用水溶性油脂及天然植物胶生产的低温气井，可满足其生产需要。

2.压裂液的选择

使用ZJ-1水溶性转向剂，不但与一般压裂液配伍性能良好，而且水不溶物含量低，对油藏危害小。为此，必须密切结合储层地质特征，对压裂液进行优化。

3.切实重视优化压裂施工技术参数

低产油气井的抗压适应性强，具有较强的抗压强度，可广泛用于低产油气井的重复压裂.但在实际工作中需要优化完善一般情况下，单井破碎作业参数需同时考虑最佳储层岩体长度和人工裂缝。根据转缝压力的最大极限值，结合目标层最大、最小水平主应力差和设计施工位移，计算出法甲的裂缝扩展压力，并对法甲进行了计算。运算时，主要按式（1）处理：

P-为产生裂缝所需的最大压力，单位MPA中裂纹拉伸压力为单位MPA，最大应力为MPA，水平应力为最大应力，单位为MPA.BP。附加安全压力单位是MPA。

4.切实重视掌握施工技术流程

低产油气井在应用强迫断裂和重复压裂时，必须严格掌握施工工艺，首先，紧密结合岩石的力学参数，计算目标层主电压的最大和最小差，然后根据初始裂纹的伸长，精确地确定裂纹弯曲时的最大极限压力，断开预压段，开启主裂纹;第三，有效地减少压榨液的喷出，并加入ZJ-1水溶性分流器，利用桥塞作用，对旧裂缝形成压力，直至井口工作压力达到分离裂隙所需的最大压力极限，从而停止泵压