提高改造體積的新裂縫轉向壓裂技術及其應用

謝煒

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，對石油資源的需求也變得非常大，為了滿足這個需求，就需要加強對石油工作的開采。在石油的開采過程中會遇到很多開采問題，為了有效提高油田的開采量，會運用到裂縫轉向壓裂技術，對于這項技術的運用，會受到很多方面因素的影響。只有掌握這些方面的影響，采取針對性的壓裂技術，才能讓裂縫轉向壓裂技術在油田中發揮更大的作用，分析不同時期采用壓裂技術后對油田的影響，采取相應的改進措施，只有這樣才能提高我國油田的開采水平，為我國的石油資源做出更大的貢獻。

關鍵詞：裂縫轉向;改造體積;壓裂技術

隨著我國油田行業的不斷發展，對各種油田的開采也變得越來越多，為了提高油田的開采率，可以采用裂縫轉向壓裂技術來進行開采。通過大量的實驗和數據，為裂縫轉向壓裂技術的改進提供了良好的方案。因為壓裂技術的特殊性，如果采用單井壓裂的技術，往往會存在著一些不足，通過分析影響裂縫轉向壓裂技術的因素，對于工藝的改進有很好的參考價值，只有不斷的創新開采技術，才能進一步提高油田的開采率，進而提升我國石油在國際上的競爭力。

1裂縫轉向原因

水平井壓裂裂縫轉向是由于多種原因的綜合作用而形成的，其中最主要的因素是由于裂縫起裂時附近井筒的應力分布模式而造成，當壓力與水平井井眼破裂壓力一致時，井壁上的切向應力會起到最小主應力的作用，導致縱向裂縫的形成，通常情況下，水平井眼走向與理論裂縫會保持垂直狀態，則裂縫從井眼處起裂時會重新定向或者是發生扭曲。當注入壓裂液或者產氣時，裂縫的扭曲部分會發生收縮作用，扭曲型裂縫和轉向型裂縫比較相似，轉向型裂縫的上下部分裂縫會轉向兩個不同的平面，由于水平井的應力相對集中，所以井筒方位或者是地應力狀態都會沿著縱向起裂。當水平井井筒方為垂直于裂縫時，其列的縱向裂縫會從井筒中延伸出來轉向橫向型裂縫方向，由于多種因素的影響，多重裂縫的寬度會小于單條裂縫的寬度。

2實現裂縫轉向的途徑

在進行壓裂的過程中，需要加入一定量的支撐劑，加入支撐劑后人工裂縫可以達到一定縫長，當應力場達到一定數值以后停止加砂，進行強制閉合和快速放噴，由于第1次支撐劑和強制放噴的作用，會導致人工裂縫附近產生應力集中的現象，造成應力場重新分布。地層中2個水平主應力差距會變小;再次進行施工時，對施工參數優化，可以使人工裂縫發生轉向，轉向距離大于連續施工采用轉向劑所造成的轉向距離，由此可以說明，2級施工模式的轉向效果較好。

3應力場變化分析

3.1支撐劑對應力場變化的影響

由于人工裂縫位于垂直地層最小水平主應力的平面內，在進行第1次加砂壓裂以后，物地層的物理條件會發生變化，引起地層水最小水平主應力的增加，在這些因素的綜合作用下，地層中的兩個水平主應力差值減小，該差值與支撐裂縫寬度成正比。由此可以看出，初次支撐裂縫的存在會導致地層應力場發生變化，在最小水平主應力和最大水平主應力重新分布以后，人工裂縫附近的裂縫方向會發生轉向，通過優化設計繼續施工，可以實現裂縫轉向，從而可以提高改造體積。

3.2強制閉合和快速反排對應力場的影響

裂縫強制閉合和快速反排會導致地層巖石的體積發生應變。體積應變是指巖石多孔介質在變形過程中巖體的體積會發生改變，在流一固耦合滲流和變形模型間起著傳遞耦合的作用。利用數值模擬可以得出，地層最小水平主應力和最大水平主應力之間的差值，進而可以確定進行第2次施工的設計參數。

由于裂縫強制閉合和快速反排會對最小水平主應力和最大水平主應力的差值產生影響，在進行裂縫強制閉合和快速反排后，地層中最小水平主應力和最大水平主應力的差值會變小，根據所得差值進行人工裂縫優化，繼續加砂可以實現裂縫轉向。

通過大量的實驗證明并結合儲層的實際特點，可以得出在一樣的地質條件下，如果想要新裂縫轉向壓裂技術發揮得更好，充分發揮自身的作用，在進行新裂縫轉向壓裂技術設計時就應該減少縫間距的影響，縮短人工裂縫和天然裂縫之間的距離，并且需要對施工的規模進行擴大，才能提高人工裂縫的波及范圍以及轉向功能，使人工裂縫和天然裂縫形成裂縫網絡，進而提高油層中的滲流能力，在很大程度上能夠提高油井的開采量。

4應用分析

以遼寧油田Z井為例，該井在于地層的孔隙度為7.5%，滲透率為0.27×10-3平方微米，地層中的含油飽和度為35%，非均質性較強，天然裂縫發育較差。2009年對該井進行壓裂改造，壓裂后的產油量為0.9m3/d，壓力效果不明顯。重新勘探以后，通過數據可以看出，該儲層含油豐富度較高，主要是由于壓裂后只形成了1條無法與其他滲流區域溝通的人工裂縫。利用新型裂縫轉向技術的適應性進行分析，利用新型壓裂縫轉向技術對同層位、同含油特征的井段進行優化設計，采用2級施工模式實現轉向裂縫。于2010年進行施工，第1級施工再加上35m3以后，優化放噴返排液量為120m3，并計算2個水平壓力之間的差值。通過重新設計工藝參數，確定2級施工加砂為45m3。進行調整以后實現了裂縫轉向目的，成功壓裂之后產油量達到了4.5m3/d，截止至2011年底，該景段的產油量為2.5m3/d，累計產油量達到1560m3

5結束語

工業和社會經濟的飛速發展，對石油資源的需求量越來越大，針對我國現在石油資源比較緊缺的現狀，對石油的開采工藝提供了更高的要求，只有改善和創新現有的技術，才能提高油田的開采量，在這個環節中裂縫轉向壓裂技術應用的范圍越來越廣，想要將這項技術的優勢發揮出來，必須要根據現有的工藝進行創新，并且了解影響壓裂技術的因素，才能提高裂縫轉向壓裂技術在油田中的應用。

參考文獻

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