重復(fù)壓裂工藝技術(shù)研究及應(yīng)用

崔富強（長城鉆探工程有限公司壓裂公司， 遼寧 盤錦 124010）

重復(fù)壓裂工藝技術(shù)研究及應(yīng)用

崔富強（長城鉆探工程有限公司壓裂公司， 遼寧 盤錦 124010）

本文針對低滲透油層地質(zhì)特點和重復(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發(fā)的需要。

重復(fù)壓裂；機理研究；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)過程中造成了產(chǎn)層的近井污染，導(dǎo)致壓裂效果不明顯，對于此類油氣井，也必須采取重復(fù)壓裂措施，才能實現(xiàn)增產(chǎn)增效。通過長期對壓裂井效果情況進行分析得出，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的破裂壓力低，其主要原因在于初次壓裂時巖石的抗張強度高，所需破裂壓力大，而重復(fù)壓裂時巖石的抗張強度明顯減弱，導(dǎo)致裂縫破裂時所需壓力減小，從而導(dǎo)致重復(fù)壓裂時其破裂壓力下降。

（2）重復(fù)壓裂閉合壓力的改變 隨著油氣的不斷開采，儲層的壓力和孔隙壓力要逐漸下降；同時，由于油氣井經(jīng)過初次壓裂施工，生產(chǎn)一段時間后，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，強度比初次壓裂更高的。

（3）局部應(yīng)力變化對重復(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。隨著裂縫延伸距離的增加，對應(yīng)力場的影響迅速減小。因此兩個新產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力差足夠大時，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)生的裂縫會垂直于初次壓裂的裂縫，但隨著裂縫的逐漸延伸，會因誘導(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。油氣井的開采或初次壓裂破縫所注入的壓裂液，將會使整個油藏孔隙壓力重新分布。油氣井在初次壓裂后的一段時間內(nèi)，近井地帶的壓力對產(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：一是隨著時間的推移，裂縫在轉(zhuǎn)向之前的長度逐漸增長；另一種情況是，裂縫轉(zhuǎn)向之前的長度反而變短。

2　重復(fù)壓裂的應(yīng)用范圍

①油氣井開采儲層必須要有可開采價值的儲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)問題造成近井污染。 ③前次壓裂效果較好，但沒有達到支撐整個改造層的效果，處理油氣層的規(guī)模不夠。④前次壓裂所產(chǎn)生長的支撐縫并沒有足夠的導(dǎo)流能力。⑤距離前次壓裂時間很長，需要重新進行儲層改造的，具有開采價值的老油氣井。

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，要求采取比前一次壓裂施工砂比更高，并要進行規(guī)模更大的壓裂措施，從而達到產(chǎn)層改造的理想效果。

（2）支撐劑的選擇 重復(fù)壓裂時選擇的支撐劑要求比前一次壓裂所使用的支撐劑強度高，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)壓裂時應(yīng)選強度更高的度陶粒作為支撐劑效果會更好。

（3）投球封堵壓裂工藝措施 ①封堵出水層。對于多層井，如果存在水淹層，為避免壓開水淹層，在重復(fù)壓裂時，應(yīng)采取前置液階段投入適量的尼龍球，對出水層孔眼進行封堵，從而防止水淹層在壓裂過程中被壓開，導(dǎo)致大量出水，進而控制含水量的上升。②改善產(chǎn)層出油剖面。重復(fù)壓裂多個油層的油井時，關(guān)鍵是改善前一次沒達到理想壓裂效果油層，充分挖掘連通性差的除油層，從而達到更高效的開發(fā)效果。針對此類問題，在重復(fù)壓裂時，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，進而使初次壓裂時未得到良好改善的產(chǎn)層，裂縫延伸的更長更遠，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，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)計完成壓裂全過程。

4　結(jié)語

（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，在前次壓裂未壓開的層位造新裂縫；通過工藝的改善，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)計數(shù)值計算方法［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1998.