重復壓裂裂縫重定向的措施研究

郭偉

摘要：重復壓裂新裂縫的重新定向分析是具有相當難度和應用價值的核心問題，也是制約重復壓裂優化設計的關鍵。本文研究了垂直裂縫井可采用堵老縫壓新縫技術，在一定程度上控制裂縫起裂方位，從而極大地提高油氣田采收率。

關鍵詞：重復壓裂；重定向；措施研究

低滲透油田開發一般采用壓裂方式投產，在地層中壓出一條有高導流能力的人工裂縫。由于裂縫滲透率遠遠高于基質滲透率，當老油田的低滲透層已處于高含水期，老裂縫控制的原油已接近全部采出，裂縫成了主要出水通道，但某些井在現有開采條件下尚控制有一定的剩余可采儲量。為了控水增油，充分發揮井的生產潛能，采取延伸老裂縫的常規重復壓裂措施肯定不會有好的效果。為此，必須實施改向重復壓裂新技術。

一、堵老縫壓新縫技術原理

用一種高強度的裂縫堵劑有選擇性地進入并有效封堵原有壓裂裂縫和射孔孔眼，但不能進入地層孔隙而堵塞巖石孔隙；然后采用定向射孔技術重新射孔以保證重復壓裂時使裂縫改向，在不同于老裂縫的方位，形成新的裂縫；最后再在產層射孔，從而采出最小主應力方向或接近最小主應力方向泄油面積的原油，實現控水增油。

二、堵劑的要求

1.堵劑能在一定程度上預先成膠，即“預凝膠”，對裂縫性油藏來說比普通堵劑有兩大優勢，即：①能完全進入地層裂縫中從而有效封堵裂縫；②不滲入地層孔隙從而不會堵塞巖石孔隙。

2.要求堵劑有高的強度、良好的粘彈性，也就是抗拉性能好、與巖石表面的粘附力強。以保證重復壓裂時裂縫偏離最大主應力方向，最好在最小主應力方向或接近最小主應力方向形成新裂縫，因此，堵劑強度至少要高于產層破裂壓力。

3.良好的剪切稀釋性，有利于泵入和流動。

三、堵老縫壓新縫技術配套工藝

1.控制縫高壓裂技術

對于高含水油田，重復壓裂很容易壓穿含水層，造成大量出水，這時需要盡可能將裂縫高度控制在生產層內；如果裂縫向產層（目的層）上、下無限制地延伸，裂縫在高度方向上竄下跳，導致實際支撐裂縫長度短甚至無法有效支撐裂縫，造成壓裂后產量低、遞減快、增產有效期短。為避免這種情況就必須控制裂縫高度延伸，可配合采用控縫高壓裂技術，最大限度地實現裂縫縱深發展。對于堵老縫壓新縫的重復壓裂改造井，控縫高技術是一項必要配套技術。裂縫能否上下延伸穿透界面至蓋、底層（遮擋層）與許多因素有關，例如地應力分布和大小、巖石力學性質、層間界面性質、蓋底層厚度、地層流體特性、射孔厚度和位置、施工工藝參數等。控制壓裂液流變性或采取小排量施工方式都有利于控制裂縫高度，但更有效的是采取人工隔層控制裂縫高度延伸技術。其基本原理是將上浮式（如空心玻璃球）和下沉式導向劑（如石英砂）與壓裂液同時泵入地層，導向劑隨著壓裂液在裂縫中流動，并在在裂縫的兩垂端聚積，而在裂縫的頂部和底部形成兩個低滲或非滲透性人工遮擋層，阻止裂縫中的壓力向上下傳播，繼而達到控制裂縫在高度方向上進一步延伸和形成較長的支撐裂縫的目的。

2.端部脫砂壓裂技術

實質上，端部脫砂壓裂是在水力壓裂過程中有控制地使支撐劑在裂縫端部脫出，橋架形成端部砂堵，從而阻止裂縫向縫長方向進一步延伸。繼續注入高砂比混砂液，繼而沿縫尖形成全面砂堵，縫中儲液量增加，泵壓增大，促使裂縫膨脹變寬，縫內填砂增大，從而造出一條具有很高導流能力的裂縫。從理論上講，前置液應在施工結束時正好從裂縫中全部濾失完畢，攜砂液恰好達到裂縫最前緣端部，這時將在裂縫端部附近脫砂產生橋塞，裂縫中的凈壓力因此而急劇升高，這便是端部脫砂壓裂技術理論依據。因為凈壓力的升高將迫使在寬度方向進一步擴展。關鍵是要選擇與控制適當的工藝參數使凈壓力的升高在施工期間保持在設備的允許壓力范圍內，并采取控縫高技術控制裂縫在高度方向進一步延伸。對于堵老縫壓新縫重復壓裂挖潛改造井，端部脫砂技術是又一項必要的配套技術。

結論：

1.重復壓裂是保證油田中、后期高產穩產的重要措施，特別是在重復壓裂時，如果裂縫重定向，可能刺穿新的含油區，從而極大地提高采收率。

2.實施這種重復壓裂要求堵劑強度至少要高于產層破裂壓力，這是保證形成新裂縫的關鍵之一。

3.為了使裂縫接觸到儲層的未排油區或未衰竭區，從而極大地提高產量和可采儲量，可采用堵老縫壓新縫技術，在一定程度上控制裂縫起裂方位。

參考文獻：

[1] 胡永全，林輝.重復壓裂技術研究.天然氣工業，2004，24（3）：72～75

[2]葉芳春，李紅.重復壓裂技術綜述.鉆采工藝，1992，20（6）：27～31

[3] 王志剛，孫玉玲.影響低滲透油田重復壓裂效果的研究.石油學報，2001，13（3）