重復(fù)壓裂工藝技術(shù)研究及應(yīng)用

崔富強(qiáng)（長(zhǎng)城鉆探工程有限公司壓裂公司， 遼寧 盤(pán)錦 124010）

重復(fù)壓裂工藝技術(shù)研究及應(yīng)用

崔富強(qiáng)（長(zhǎng)城鉆探工程有限公司壓裂公司， 遼寧 盤(pán)錦 124010）

本文針對(duì)低滲透油層地質(zhì)特點(diǎn)和重復(fù)壓裂工藝的要求，確定了重復(fù)壓裂選井選層原則及主要工藝措施，通過(guò)研究提高了重復(fù)壓裂施工成功率和有效期。所采取的主要工藝措施有，加大施工規(guī)模、提高施工砂比，選用比初次壓裂強(qiáng)度高、導(dǎo)流能力好的支撐劑，投球壓裂，人工隔層控制縫高，暫堵壓裂施工等配套的重復(fù)壓裂工藝技術(shù)，較好地滿足了低滲透油田開(kāi)發(fā)的需要。

重復(fù)壓裂；機(jī)理研究；選井選層；壓裂工藝；誘導(dǎo)應(yīng)力

重復(fù)壓裂工藝主要應(yīng)用于由于種種原因?qū)е率状螇毫咽Щ蛐Ч幻黠@的低滲透油氣區(qū)的油氣井。另外，部分壓裂井存在壓后因在作業(yè)過(guò)程中造成了產(chǎn)層的近井污染，導(dǎo)致壓裂效果不明顯，對(duì)于此類(lèi)油氣井，也必須采取重復(fù)壓裂措施，才能實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效。通過(guò)長(zhǎng)期對(duì)壓裂井效果情況進(jìn)行分析得出，重復(fù)壓裂工藝仍存在壓后增產(chǎn)效果不明顯、含水量增加、產(chǎn)量減速快、有效期短，有效率低。因此，加強(qiáng)重復(fù)壓裂工藝技術(shù)研究，才可提高重復(fù)壓裂有效率。參鑒重復(fù)壓裂井的復(fù)產(chǎn)效果，開(kāi)展了工藝技術(shù)研究與分析，為提高重復(fù)壓裂效果做了一些有益的探索和實(shí)踐。

1　重復(fù)壓裂應(yīng)力和裂縫走向研究

（1）破裂壓力分析 重復(fù)壓裂井的破裂壓力常常要比初次壓裂時(shí)的破裂壓力低，其主要原因在于初次壓裂時(shí)巖石的抗張強(qiáng)度高，所需破裂壓力大，而重復(fù)壓裂時(shí)巖石的抗張強(qiáng)度明顯減弱，導(dǎo)致裂縫破裂時(shí)所需壓力減小，從而導(dǎo)致重復(fù)壓裂時(shí)其破裂壓力下降。

（2）重復(fù)壓裂閉合壓力的改變 隨著油氣的不斷開(kāi)采，儲(chǔ)層的壓力和孔隙壓力要逐漸下降；同時(shí)，由于油氣井經(jīng)過(guò)初次壓裂施工，生產(chǎn)一段時(shí)間后，先前形成的裂縫導(dǎo)流能力大幅度降低。因此，重復(fù)壓裂使用的支撐劑，要根據(jù)產(chǎn)層壓力的變化，選擇與產(chǎn)層更匹配，強(qiáng)度比初次壓裂更高的。

（3）局部應(yīng)力變化對(duì)重復(fù)壓裂裂縫延伸的影響 局部的地應(yīng)力方位主要受兩個(gè)因素控制，一是受支撐裂縫影響而產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力；二是孔隙壓力的重新分布產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力。

①支撐裂縫產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力場(chǎng)。隨著裂縫延伸距離的增加，對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的影響迅速減小。因此兩個(gè)新產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力差足夠大時(shí)，才能讓裂縫重新定向，使新的最大水平主應(yīng)力方向上傳播的第二個(gè)裂縫垂直于初始裂縫面，在近井區(qū)域形成裂縫格狀網(wǎng)面。盡管重復(fù)壓裂在近井地帶產(chǎn)生的裂縫會(huì)垂直于初次壓裂的裂縫，但隨著裂縫的逐漸延伸，會(huì)因誘導(dǎo)應(yīng)力迅速減小，而導(dǎo)致裂縫的延伸方向初次壓裂的裂縫方向相平行。

②地層孔隙壓力的重新分布產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力。油氣井的開(kāi)采或初次壓裂破縫所注入的壓裂液，將會(huì)使整個(gè)油藏孔隙壓力重新分布。油氣井在初次壓裂后的一段時(shí)間內(nèi)，近井地帶的壓力對(duì)產(chǎn)生垂直于初始方位的裂縫分布是非常有利的。當(dāng)裂縫延伸到誘導(dǎo)張應(yīng)力區(qū)以外，裂縫重新定向的能力將受到限制。將出現(xiàn)兩種情況：一是隨著時(shí)間的推移，裂縫在轉(zhuǎn)向之前的長(zhǎng)度逐漸增長(zhǎng)；另一種情況是，裂縫轉(zhuǎn)向之前的長(zhǎng)度反而變短。

2　重復(fù)壓裂的應(yīng)用范圍

①油氣井開(kāi)采儲(chǔ)層必須要有可開(kāi)采價(jià)值的儲(chǔ)量以及足夠的地層能量。②前次壓裂施工失敗，或壓后由于作業(yè)問(wèn)題造成近井污染。 ③前次壓裂效果較好，但沒(méi)有達(dá)到支撐整個(gè)改造層的效果，處理油氣層的規(guī)模不夠。④前次壓裂所產(chǎn)生長(zhǎng)的支撐縫并沒(méi)有足夠的導(dǎo)流能力。⑤距離前次壓裂時(shí)間很長(zhǎng)，需要重新進(jìn)行儲(chǔ)層改造的，具有開(kāi)采價(jià)值的老油氣井。

3　重復(fù)壓裂所涉及的工藝措施

（1）單層壓裂施工要求 重復(fù)壓裂單一層段時(shí)，要求采取比前一次壓裂施工砂比更高，并要進(jìn)行規(guī)模更大的壓裂措施，從而達(dá)到產(chǎn)層改造的理想效果。

（2）支撐劑的選擇 重復(fù)壓裂時(shí)選擇的支撐劑要求比前一次壓裂所使用的支撐劑強(qiáng)度高，而且要求導(dǎo)流能力好。如果前一次選用石英砂為支撐劑的施工井，重復(fù)壓裂時(shí)則選用玻璃微珠作為支撐劑較為理想；如果前一次壓裂采用陶粒作為支撐劑的壓裂井，則重復(fù)壓裂時(shí)應(yīng)選強(qiáng)度更高的度陶粒作為支撐劑效果會(huì)更好。

（3）投球封堵壓裂工藝措施 ①封堵出水層。對(duì)于多層井，如果存在水淹層，為避免壓開(kāi)水淹層，在重復(fù)壓裂時(shí)，應(yīng)采取前置液階段投入適量的尼龍球，對(duì)出水層孔眼進(jìn)行封堵，從而防止水淹層在壓裂過(guò)程中被壓開(kāi)，導(dǎo)致大量出水，進(jìn)而控制含水量的上升。②改善產(chǎn)層出油剖面。重復(fù)壓裂多個(gè)油層的油井時(shí)，關(guān)鍵是改善前一次沒(méi)達(dá)到理想壓裂效果油層，充分挖掘連通性差的除油層，從而達(dá)到更高效的開(kāi)發(fā)效果。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，在重復(fù)壓裂時(shí)，可采取前置液投球方法，使得初次壓裂已得到很好處理效果的產(chǎn)層得到封堵，進(jìn)而使初次壓裂時(shí)未得到良好改善的產(chǎn)層，裂縫延伸的更長(zhǎng)更遠(yuǎn)，在縱向上改善了出油剖面。

（4）制造人工隔層，防止串層 重復(fù)壓裂時(shí)，可采用制造人工隔層方式控制縫高。在前置液造縫階段，利用攜帶液和隔離劑組成的混合液體制造人工隔層；然后按照正常壓裂程序加入攜砂液，依照設(shè)計(jì)完成壓裂全過(guò)程。

4　結(jié)語(yǔ)

（1）重復(fù)壓裂的目的，主要是改善前一次壓裂所未改善到的油氣產(chǎn)層，在前次壓裂未壓開(kāi)的層位造新裂縫；通過(guò)工藝的改善，提高壓裂效果，降低或避免含水量的大幅度伴隨增加。

（2）搞好重復(fù)壓裂，應(yīng)做好油氣井儲(chǔ)層的分析工作。判斷油井失效的主要原因，根據(jù)原因有的放矢，確定重復(fù)壓裂工藝措施，提高改善效果。

［1］李志明，等.地應(yīng)力與油氣勘探開(kāi)發(fā)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1997.

［2］王鴻勛，等.水力壓裂設(shè)計(jì)數(shù)值計(jì)算方法［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1998.