转向压裂技术的研究与应用

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1、转向压裂技术的研究与应用摘要水力压裂技术是低渗透汕气藏改造的主耍措施，但经过水力压裂后的汕气井，在生产过程中由于种种原因可能导致水力裂缝失效。对这类汕气井很口然就会采取重复压裂措施以保证汕藏稳产增产，提爲汕气采收率。正对重复压裂技术，研究开发出新的化学何堵剂，可使流体在地层中发生转向，在裂缝转向技术、多裂缝压裂、冇效缝长控制领域中得到了广泛的应用。关键词彳氐渗油藏重复压裂化学暂堵剂转向压裂刖言水力压裂技术是低渗透汕气藏改造的主要措施，但经过水力压裂后的汕气井，在生产过程中由于种种原因可能导致水力裂缝失效。对这类油气井很口然就会釆取重复压裂

2、措施以保证汕藏稳产增产，提高汕气采收率。目前美国压裂井的近1/3为重复压裂井。基于对重复压裂方式的不同理解，忖前国内外实施的重复压裂冇两种方式：①层内压出新裂缝。厚汕层纵向上的非均质性，汕层内见效程度不同，层内孑盾影响开发效果。可以通过补射非主力汕层或对非均质厚汕层重复压裂、或者压裂同井新层等措施改善出汕剖面,从而取得很好的效果。②延伸原有裂缝。油皿开发过程中，由于压力、温度等环境条件的改变，引起原有压裂裂缝失效。这类井需要加砂重新撑开原有裂缝，穿透堵塞带就可以获得不同程度的效果。另外，压裂改造规模不够，或者裂缝导流能力低，这类井必须加大

3、压裂规模继续延伸原有裂缝，或者提高砂量以增加裂缝导流能力。1转向技术原理及理论分析1.1技术原理压裂裂缝控制技术是应用化学暂堵剂使流体在地层中发牛转向，在压裂中可以暂堵老缝或已加砂缝，从而造出新缝或使压裂砂在裂缝屮均匀分布。主要作用有：纵向剖面的新层启动；重复压裂的平面上的裂缝转向：裂缝单向延伸的控制。可广泛应用于重复压裂、细分层压裂、套变井及落物井压裂。控制技术的实施方法是在施工过程中实时地向地层中加入化学暂堵剂，该剂为粘弹性的固休小颗粒，遵循流体向阻力最小方向流动的原则，转向剂颗粒进入井筒的炮眼，部分进入地层屮的裂缝或高渗透层，在炮眼

4、处和高渗透带产牛滤饼桥堵，可以形成高于裂缝破裂压力的压差值，使后续工作液不能向裂缝和高渗透带进入，从而压裂液进入高应力区或新裂缝层,促使新缝的产牛和支撐剂的铺置变化。产牛桥堵的转向剂在施工完成后溶于地层水或压裂液，不对地层产生污染。针对不同储层特性、不同封堵控制的作用，经过拟合计算确定不同的有效用量。通过特殊工艺技术,可实现支撑剂均匀分布在裂缝中、控制裂缝延伸有效长度、实现多裂缝的形成、实现重复压裂裂缝转向等充分挖掘剩余油富集区域、调整注采关系的改造工艺技术。1.2压裂裂缝转向理论分析重复压裂最为有效的措施是最人限度改造剩余汕富集区，即重

5、复压裂裂缝延伸方位与原裂缝发生一定角度的偏转，以提高汕外的泄汕而积，提高水驱波及系数，提高汕藏的采出程度。原始应力场将随看汕III的开发而发牛变化，这对重复压裂能否产牛新的裂缝将产牛•较人的影响。水力裂缝的延伸方向取决于地层应力状态，其儿何形状还受地层岩石力学性质及施工参数控制，重复压裂产生的裂缝方向仍然取决于地应力状态，以及对原缝的封堵情况。一般来说，地下受到三个主应力的作用：垂向主应力si,两个水平主应力sx,sy,对于形成垂肓裂缝的压裂作业，新的压开裂缝方位总是垂肓于最小水平主应力，那么，重复压裂所形成的裂缝是在原有裂缝延伸，如來把

6、原裂缝封堵后，是否还产牛新的水力裂缝？汕藏屮形成一条水力裂缝，将导致一个椭圆形压降区。裂缝的椭圆形区域将产牛双向附加应力，沿裂缝延伸方向附加应力远小于垂直裂缝壁面的附加应力。附加应力的增大将改变原应力场的状态。重复压裂形成的裂缝将会偏离于原来压裂所产生的裂缝方向。沟通了油层中非泄油区或低压降区，油藏中形成一条水力裂缝，将导致一个椭圆形压降区。裂缝的椭鬪形区域将产生双向附加应力，沿裂缝延伸方向附加应力远小于垂直裂缝壁面的附加应力。附加应力的增人将改变原丿应力场的状态。重复压裂形成的裂缝将会偏离于原来压裂所产生的裂缝方向。沟通了油层中非泄油区

7、或低压降区，这个区域大小水平应力的差值将发牛变化。+10MPa・+7MPa-4-3MPa-0,诱导转向应力区（见图1）；0-3MPa-—7MPa,白然转向应力区（见图2）。图1诱导转向示意图如果重复压裂裂缝超过椭圆形泄汕区的边界，裂缝延伸就可能顺应最初原始应力方向。然而，由于受裂缝生长惯性的影响，裂缝也对能沿着已经改变的裂缝方向继续生长较远。2压裂转向剂的室内合成及评价2.1材料与仪器有机单体（含W-so3h和苯环侧基的烯坯），工业品;抗温材料,工业品；引发剂,工业品;氧化钠，工业品。2.2聚合反应将有机单体溶于适量的水中，用适量的氢氧化

8、钠将pH值调至耍求值，然后加入抗温材料和引发剂，搅拌均匀后于50°C下反应6-8h,得到胶状产物；剪切、造粒、烘干得粒径为3-5mm的颗粒状产物（粒径可根据需要调整）。2.3评价方法a、溶解速