重复压裂裂缝重定向的措施研究

郭伟

摘要：重复压裂新裂缝的重新定向分析是具有相当难度和应用价值的核心问题，也是制约重复压裂优化设计的关键。本文研究了垂直裂縫井可采用堵老缝压新缝技术，在一定程度上控制裂缝起裂方位，从而极大地提高油气田采收率。

关键词：重复压裂；重定向；措施研究

低渗透油田开发一般采用压裂方式投产，在地层中压出一条有高导流能力的人工裂缝。由于裂缝渗透率远远高于基质渗透率，当老油田的低渗透层已处于高含水期，老裂缝控制的原油已接近全部采出，裂缝成了主要出水通道，但某些井在现有开采条件下尚控制有一定的剩余可采储量。为了控水增油，充分发挥井的生产潜能，采取延伸老裂缝的常规重复压裂措施肯定不会有好的效果。为此，必须实施改向重复压裂新技术。

一、堵老缝压新缝技术原理

用一种高强度的裂缝堵剂有选择性地进入并有效封堵原有压裂裂缝和射孔孔眼，但不能进入地层孔隙而堵塞岩石孔隙；然后采用定向射孔技术重新射孔以保证重复压裂时使裂缝改向，在不同于老裂缝的方位，形成新的裂缝；最后再在产层射孔，从而采出最小主应力方向或接近最小主应力方向泄油面积的原油，实现控水增油。

二、堵剂的要求

1.堵剂能在一定程度上预先成胶，即“预凝胶”，对裂缝性油藏来说比普通堵剂有两大优势，即：①能完全进入地层裂缝中从而有效封堵裂缝；②不渗入地层孔隙从而不会堵塞岩石孔隙。

2.要求堵剂有高的强度、良好的粘弹性，也就是抗拉性能好、与岩石表面的粘附力强。以保证重复压裂时裂缝偏离最大主应力方向，最好在最小主应力方向或接近最小主应力方向形成新裂缝，因此，堵剂强度至少要高于产层破裂压力。

3.良好的剪切稀释性，有利于泵入和流动。

三、堵老缝压新缝技术配套工艺

1.控制缝高压裂技术

对于高含水油田，重复压裂很容易压穿含水层，造成大量出水，这时需要尽可能将裂缝高度控制在生产层内；如果裂缝向产层（目的层）上、下无限制地延伸，裂缝在高度方向上窜下跳，导致实际支撑裂缝长度短甚至无法有效支撑裂缝，造成压裂后产量低、递减快、增产有效期短。为避免这种情况就必须控制裂缝高度延伸，可配合采用控缝高压裂技术，最大限度地实现裂缝纵深发展。对于堵老缝压新缝的重复压裂改造井，控缝高技术是一项必要配套技术。裂缝能否上下延伸穿透界面至盖、底层（遮挡层）与许多因素有关，例如地应力分布和大小、岩石力学性质、层间界面性质、盖底层厚度、地层流体特性、射孔厚度和位置、施工工艺参数等。控制压裂液流变性或采取小排量施工方式都有利于控制裂缝高度，但更有效的是采取人工隔层控制裂缝高度延伸技术。其基本原理是将上浮式（如空心玻璃球）和下沉式导向剂（如石英砂）与压裂液同时泵入地层，导向剂随着压裂液在裂缝中流动，并在在裂缝的两垂端聚积，而在裂缝的顶部和底部形成两个低渗或非渗透性人工遮挡层，阻止裂缝中的压力向上下传播，继而达到控制裂缝在高度方向上进一步延伸和形成较长的支撑裂缝的目的。

2.端部脱砂压裂技术

实质上，端部脱砂压裂是在水力压裂过程中有控制地使支撑剂在裂缝端部脱出，桥架形成端部砂堵，从而阻止裂缝向缝长方向进一步延伸。继续注入高砂比混砂液，继而沿缝尖形成全面砂堵，缝中储液量增加，泵压增大，促使裂缝膨胀变宽，缝内填砂增大，从而造出一条具有很高导流能力的裂缝。从理论上讲，前置液应在施工结束时正好从裂缝中全部滤失完毕，携砂液恰好达到裂缝最前缘端部，这时将在裂缝端部附近脱砂产生桥塞，裂缝中的净压力因此而急剧升高，这便是端部脱砂压裂技术理论依据。因为净压力的升高将迫使在宽度方向进一步扩展。关键是要选择与控制适当的工艺参数使净压力的升高在施工期间保持在设备的允许压力范围内，并采取控缝高技术控制裂缝在高度方向进一步延伸。对于堵老缝压新缝重复压裂挖潜改造井，端部脱砂技术是又一项必要的配套技术。

结论：

1.重复压裂是保证油田中、后期高产稳产的重要措施，特别是在重复压裂时，如果裂缝重定向，可能刺穿新的含油区，从而极大地提高采收率。

2.实施这种重复压裂要求堵剂强度至少要高于产层破裂压力，这是保证形成新裂缝的关键之一。

3.为了使裂缝接触到储层的未排油区或未衰竭区，从而极大地提高产量和可采储量，可采用堵老缝压新缝技术，在一定程度上控制裂缝起裂方位。

参考文献：

[1] 胡永全，林辉.重复压裂技术研究.天然气工业，2004，24（3）：72～75

[2]叶芳春，李红.重复压裂技术综述.钻采工艺，1992，20（6）：27～31

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