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致密油气藏体积压裂技术--第1页

致密油气藏体积压裂技术（StimulatedReservoirVolume）

致密油气藏由于其储层本身具有低孔、低渗、低压等特点，因此储层的自然

产能很低，相要实现高效商业化开发，必须采用压裂技术对储层进行改造。由于

储层基质向裂缝供液能力太差，仅靠单一压裂主缝的常规压裂技术很难取得预期

的增产效果，因此必须探索研究新型的压裂改造技术，“体积压裂技术”的提出

具有深刻意义。

国外已将此技术成功应用于页岩气、致密砂岩气以及页岩油的开发，国内也

对体积压裂开展了初步研究，部分超低渗透区块已经成功实现了体积压裂技术对

储集层的改造。体积压裂技术必将逐步成为致密油藏经济有效开发的关键技术。

体积压裂技术(StimulatedReservoirVolume)是指在水力压裂过程中，使天然

裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂

缝网络，从而增加改造体积，提高初始产量和最终采收率。

体积压裂改造的对象是基质孔隙性储层，天然裂缝不发育，低渗、超低渗油

气藏。这类油气藏的压裂裂缝仅扩大了井控面积，但由于垂直于人工裂缝壁面方

向的渗透性很差，不足以提供有效的垂向渗流能力，导致压裂产量低或者压后产

量递减快等问题。通过体积压裂在垂直于主裂缝方向形成多条人工裂缝，改善了

储层的渗流特性，提高了储层改造效果和增产有效期。

作用机理：

在水力压裂的过程中，当裂缝延伸净压力大于两个主应力的差值与岩石的抗

张强度之和时，容易形成分叉的裂缝，多条分叉裂缝相交就会形成一个“缝网”

的系统，如图1所示，其中，以主裂缝为“缝网”系统的主干，分叉缝可能在距

离主裂缝延伸一定长度后，又恢复到原来的裂缝方位上，最终形成了以主裂缝为

主干的纵横“网状缝”系统。

图1“缝网”形成示意图

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图2单条裂缝形成示意图

体积压裂缝网形成的影响因素：

体积压裂能否形成复杂网络裂缝，取决于储集层地质和压裂施工工艺两个方

面的因素。

1．地质因素

（1）储集层岩石的矿物成分

储集层岩石的矿物成分会影响岩石的力学性质，从而影响裂缝的起裂方式和

延伸路径。研究证明，硅质含量较高、且钙质填充天然裂缝发育的页岩最易形成

复杂缝网，增产效果好。黏土矿物含量较高的页岩或者缺少硅质和碳酸盐岩夹层

的储集层实现体积压裂非常困难。岩石矿物成分与缝网形成的难易程度可用脆性

指数来表示。脆性指数的概念融合了泊松系数和杨氏模量的双重含义，也可以用

岩石中的脆性矿物质（石英等硅质矿物和碳酸盐矿物）所占比例表示。岩石中的

脆性矿物质含量越高，脆性指数越大；岩石的综合杨氏模量越大，泊松比越小，

脆性指数越大，越容易产生剪切裂缝，进而容易形成缝网。不同储集层的矿物组

分差异较大，使用的改造技术和液体体系各不相同。

（2）储集层天然裂缝

在大多数情况下，体积压裂缝网主要由人工裂缝沟通天然裂缝而形成，因此，

储集层天然裂缝的发育程度和方位都会影响人工裂缝的延伸、缝网的形成。研究

表明：在人工裂缝和天然裂缝夹角较小的情况下（小于30°），无论水平应力差

多大，天然裂缝都会张开，改变原有的延伸路径，为形成缝网创造条件；当人工

裂缝与天然裂缝夹角为中等角度（30°~60°），在水平低应力差情况下，天然裂缝

会张开，具有形成缝网的条件，而在水平高应力差情况下天然裂缝将不会张开，

主裂缝直接穿过天然裂缝向前延伸，不具有形成缝网的条件