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北京金正纵横信息咨询有限公司国内外油井重复改造技术调研

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国内外转向重复压裂技术调研报告

50年代，美国的大型油田就开始进行重复压裂技术试验，取得了不错的经济效益。但是由于当时技术不太成熟，人们普遍认为重复压裂只是前次水力压裂裂缝的继续延伸或者是将已经闭合的裂缝重新张开。而其一般要求就是施工时加砂量和排量等参数都必须大于前一次压裂施工参数，这样才能取得与前次压裂相等的产量。

80年代后，国外对于重复压裂的研究取得了突破性进展，从重复压裂机制、油气藏数值模拟、压裂材料和设计、施工等方面进行研究，获得的成果有:

（1）经过初次压裂后裂缝的存在，随着油井的开采等影响，在井筒附近地层地应力发生改变，重复压裂后裂缝的方向可能偏离老缝，从而在油层未开采区域产生了新缝，增加了油气井的泄油面积，提高了油井的最终采收率；

（2）通过重复压裂使初次水力压裂产生的裂缝得到扩大，从而增强油层的导流能力，扩大油层泄油面积；

（3）在压裂液和支撑剂方面也取得了重大突破。

90年代，Chevron石油技术公司在美国LostHill油田进行了重复压裂，其在进行重复压裂过程中发现所形成的裂缝不同于初次压裂形成的裂缝方位。此时，相关学者开始逐渐认识到随着储层中液体的采出，储层的孔隙压力降低了，可能造成储层的地应力状态发生改变。在低渗透储层中，经过重复压裂后，储层地应力的发生不均衡衰减，纵向上的裂缝形成了一个椭圆衰减区，其纵向裂缝轴比垂向裂缝轴要长得多，所以其方向上地层孔隙压力衰减的快。从此，相关学者了解到在进行重复压裂时所形成的裂缝可能会发生改变，开始进行重复压裂转向机理的研究（Segall,1992；Mack，1992；Wright，1994；Chen，1994；王继成，1994；王永辉，1997；胡永全，1999；范学平，1999等）。

21世纪，转向重复压裂技术得到了一定的发展（张士诚，2000；胡永全，2004；李阳，2005；曾雨辰，2005；Aghighi，2008等），相关学者开始认识到随着油田低渗透储层的开采及注水开发加剧。很多油井进入高含水期，初次压裂裂缝所控制的原油已经不易被采出，此时的裂缝成了地下水的流淌通道。

然而对于低渗透储层来说，只有一小部分的原油被开采出来，而大部分原油都成为剩余油滞留在储集层中，这时采用重复压裂延伸原油裂缝的常规压裂技术对油藏开采作用较小，而且经济费用比较大。此时，转向重复压裂改造技术得到大规模发展，其在各个油田得到广泛应用（李凡磊，2006；刘进军，2007；黄源琳，2008；汤爱云，2009；Vincent，2010；Glasbergen，2010；Miller，2010；王高强，2010；李宪文，2010；刘天宇，2010；霍菲菲，2012；French，2014；Gutierrez，2015；Rodvelt，2015；McCartney，2016；Gomaa，2016；谢朝阳，2016等），而且增油效果明显，达到了扩大储层泄油面积和提高油井单井采收率的目的，研究转向重复压裂工艺技术对低渗透油田后期改造具有重要的意义。

国内外关于转向重复压裂的裂缝转向技术理论研究情况在第一章表1-1-2中进行了梳理，在此不再赘述。

目前我国拥有丰富的低渗透油气资源，高效开发低渗透油田始终是关系我国石油、天然气工业发展重要组成部分。水力压裂作为低渗透油气井增产、水井增注的主要措施，其具有见效快、增产效果显著、稳产期长等特点，已在低渗透油气田的开发中得到了广泛应用，为我国低渗透油气田稳产做出了重要贡献。但是该措施效果不可能永久的持续，随着油井长时间开发生产，经过压裂形成的裂缝所控制区域内的油层的原油已经基本被全部采出，然而泄油区外储层还含有大量的剩余油。如果单纯地采用常规压裂重新压开原有裂缝，其效果比较差，而且经济费用比较高。对于已经进入中、高含水期的油气井来说，储层非均质程度逐渐加大，高产稳产难度大，需要经过多次实施压裂才能提高油气采收率。因此引入可以改变原有裂缝延伸方位的转向重复压裂改造技术，在储层的垂向和纵向上开启新的裂缝，扩大沟通储层泄油区域，从而扩大对油气井的剩余油开采，达到提高油气井的最终采收率的目的。

本章节主要从转向重复压裂关键技术、国内外典型技术及应用、应用经验总结、发展趋势分析四个方面进行论述。

第一节转向重复压裂关键技术调研

通过调研，本节主要从转向重复压裂机理、选层选井原则、压裂时机选择、暂堵转向剂等方面对转向重复压裂关键技术进行了论述。

一、转向重复压裂机理

1、转向压裂机理分析

压裂施工过程中，适当时间内向地层中加入化学暂堵剂（即转向剂），该暂堵剂为粘弹