老井重复改造及体积压裂推广实施方案 - 图文

一、重复压裂

1、机理

根据弹性力学理论和岩石破裂准则可知：水力压裂裂缝面总是垂直于最小主应力方向。基于储层岩石为线弹性体假设条件，重复压裂前储层应力场是在油藏开发前的原地应力场基础上，叠加了水力裂缝诱导应力场和生产过程中引起的应力变化。垂直裂缝井重复压裂前，由于初次人工裂缝产生的诱导应力和油气井生产过程中孔隙压力降低引起储层应力下降，导致了井眼处及近井眼处应力方向发生了转向。因此，近井应力分布使重复压裂新裂缝垂直于初次裂缝起裂是可行的，然而，这个影响仅仅适用于距离井口的有限距离。重复压裂新裂缝的继续延伸过程中，储层中的应力分布在不断变化，并直接影响和控制着裂缝延伸方向：

（1）邻井裂缝和初次裂缝对应力场的影响。由于邻井裂缝和前次支撑裂缝的存在导致原地应力场的改变，从而引起新裂缝的重新定向，这个结论已被公认。地应力场受邻井裂缝影响，地层中存在的支撑裂缝将改变井眼附近应力分布，使重复压裂裂缝的起裂方位垂直于初次裂缝方位，离开井眼一定范围再发生转向，以平行于初次裂缝方位延伸。

（2）孔隙压力的改变也会影响新裂缝的重新定向。在原地应力没有起控制作用的情况下，裂缝会转向局部孔隙压力更高的方向。在静态条件下，靠近裂缝末端的局部孔隙压力梯度控制了裂缝的发育方向；裂缝的发育方向是由孔隙流体扩散到基质，引起原地应力改变所

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采油三厂2013年老井重复改造（及体积压裂推广）专项实施方案

决定的。这种现象引起应力强度因子随时间而变，而应力强度因子是支配裂缝发育速率和方向的一个重要因素。

（3）、地层参数各向异性对应力场的影响。地层参数各向异性对重复压裂的影响：水平渗透率各向异性导致了大规模的应力改变，如果前次裂缝是定向在高渗透率方向，那么这种现象对于重复压裂是有利的；弹性模量的各向异性对应力的重新定向也有一定影响。

由于裂缝所引起的局部孔隙压力对裂缝发育方向的影响在渗透率各向异性油藏有所改变。在施工过程中，正延伸的裂缝会偏离原方向，而向着最大渗透率方向延伸，但这种情况只在低应力差、低排量和高滤失条件下发生，这是因为压裂液滤失引起背应力效应，导致局部孔隙压力改变，较高围限应力在较高渗透率方向回升，引起裂缝再次调整方向，正交于较高渗透率方向。

（4）、重复压裂裂缝方位测试。重复压裂可以形成新裂缝，复压新缝与前次裂缝存在一定角度，但并不是相互垂直。孔隙压力变化导致新裂缝近似垂直于前次裂缝或与前次裂缝成一锐角。页岩致密气井中的重复压裂裂缝的方位，通过测斜仪的测量数据证明了重复压裂裂缝方位变化规律：重复压裂新裂缝方向从垂直初始裂缝缝长方向变为与初始裂缝缝长方向平行是一个渐进的过程，而不是突然转向并且为时间的函数。

2、重复压裂工艺技术的选井条件

在压裂的选井方面，目前国内虽然有一些模型和办法，但均不成熟，目前选井大都停留在对地质的认识、构造的认识、结合产状等方

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面上，无成熟、成功的量化标准。通过2008-2010年在长庆油田采油三厂的重复压裂实践，在选井选层上取得以下认识：

（1）储层能量方面：选储层原油丰度高，储量比较充足，但是经过一段时间的生产之后储层能量变低，供液能力不足，需要裂缝改造改变泄油范围，实现提高单井产量、水驱动用程度及采收率的目的。

（2）单井控制面积方面：选低渗油藏，单井控油面积大，油水井间距长，累计产液量比较多的井，压裂效果会好一些。

（3）压裂的时机方面：选近井地带地应力已发生较大变化，初次压裂支撑剂为石英砂，填充时间大都在4年以上的井。目前正是重新改造的最佳时机，通过几口井的试验，说明该技术适合长庆油田的地质特征，具有一定的应用价值。

（4）在含水方面：在不了解油井对应水井水驱前缘位置的情况下，选低含水的井，效果相对比较好；在能确定油井周围剩余油分布的情况下，选注水弱见效的井，效果比较好；在不了解油井周围剩余油分布的情况下，选高含水井进行重复转向压裂存在一定的风险，需要进行见水分析，出水原因为地层水的井暂不考虑；对于出水原因为注入水，尤其是液量不变含水上升的井作为首选，一般会见到好增产效果，而且能避免含水近一步的上升。

（5）在开发动态方面：对开发动态表现为主应力方向很快见水，侧向未见效，由于储层物性存在差异，引起平面矛盾，可以在这些部位进行以转向引效为目的的重复压裂，提高侧向动用程度；对开发动态表现为主应力方向明确，平面上注水突进方向明确，压裂裂缝方位

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采油三厂2013年老井重复改造（及体积压裂推广）专项实施方案

明确，侧向油井通过提液引效，未见到效果的井可进行重复压裂改造；对于经分析推测，明显存在天然微裂缝的井，重复压裂可沟通新的天然微裂缝。

（6）重复压裂选井步骤

提出重复压裂井 地质分析 目前应力场计算 老裂缝堵剂研究 储层原始应力场分析计算 重复压裂井生产引起的应力变化 重复压裂井人工裂缝诱导应力变化 重复压裂井应力重定向分析 重复压裂 重复压裂工艺技术 现场实施 二、缝内转向压裂技术

1、机理

重复压裂裂缝转向技术是应用化学暂堵剂使流体在地层中发生转向,在压裂时可以暂堵老缝或已加砂缝,使重复压裂的平面上的裂缝转向或纵向剖面的新层开启。缝内转向技术的实施方法是在施工过程中实时地向地层中加入控制剂，该剂为粘弹性的固体小颗粒，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，部分进入地层中的裂缝或高渗透层，在炮眼处和高渗透带产生滤饼桥堵，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原裂缝、

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高渗透带或较低地应力带进入，从而使压裂液进入高应力区或新裂缝层，促使新缝的产生。施工过程中产生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。

近几年来，随着主力油藏开发程度的提高，越来越多的低渗区块成为最大潜力油藏或主力油藏，压裂是这类油藏的主导措施，而随着现代压裂技术的发展，单一的加大规模、提高砂比的压裂和重复技术已不能适应老油田及低渗区块开发增产稳油的需要。所以重复压裂作为老油气田综合治理、控水稳油的重要组成部分，所面临的任务更重，急需以技术进步来扭转我国重复压裂成功率低、增产量低、有效期短、科研落后于现场施工等被动局面。对于处于高含水期开采阶段的井，由于老裂缝控制的原油已接近全部采出，必须实施压开新缝的改向重复压裂，才能有效开采出老裂缝控制区以外的油气，提高油气产量和油气田最终采收率。

因此，开展转向重复压裂技术理论的研究，尤其是加强重复压裂新裂缝造缝机理、延伸规律的研究，对于指导大量的重复压裂施工，提高其工艺可行性和经济可行性，进一步提高低渗透油气藏开发水平，具有重要的现实意义和长远意义。

2、转向控制机理

重复压裂裂缝延伸控制技术是应用化学暂堵剂使流体在地层中发生转向,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中均匀分布,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。此技术可广泛应用于

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