重復(fù)壓裂裂縫重定向的措施研究

郭偉

摘要：重復(fù)壓裂新裂縫的重新定向分析是具有相當(dāng)難度和應(yīng)用價(jià)值的核心問題，也是制約重復(fù)壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。本文研究了垂直裂縫井可采用堵老縫壓新縫技術(shù)，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(guān)鍵詞：重復(fù)壓裂；重定向；措施研究

低滲透油田開發(fā)一般采用壓裂方式投產(chǎn)，在地層中壓出一條有高導(dǎo)流能力的人工裂縫。由于裂縫滲透率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于基質(zhì)滲透率，當(dāng)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(xiàn)有開采條件下尚控制有一定的剩余可采儲(chǔ)量。為了控水增油，充分發(fā)揮井的生產(chǎn)潛能，采取延伸老裂縫的常規(guī)重復(fù)壓裂措施肯定不會(huì)有好的效果。為此，必須實(shí)施改向重復(fù)壓裂新技術(shù)。

一、堵老縫壓新縫技術(shù)原理

用一種高強(qiáng)度的裂縫堵劑有選擇性地進(jìn)入并有效封堵原有壓裂裂縫和射孔孔眼，但不能進(jìn)入地層孔隙而堵塞巖石孔隙；然后采用定向射孔技術(shù)重新射孔以保證重復(fù)壓裂時(shí)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(chǎn)層射孔，從而采出最小主應(yīng)力方向或接近最小主應(yīng)力方向泄油面積的原油，實(shí)現(xiàn)控水增油。

二、堵劑的要求

1.堵劑能在一定程度上預(yù)先成膠，即“預(yù)凝膠”，對(duì)裂縫性油藏來說比普通堵劑有兩大優(yōu)勢(shì)，即：①能完全進(jìn)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(huì)堵塞巖石孔隙。

2.要求堵劑有高的強(qiáng)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(qiáng)。以保證重復(fù)壓裂時(shí)裂縫偏離最大主應(yīng)力方向，最好在最小主應(yīng)力方向或接近最小主應(yīng)力方向形成新裂縫，因此，堵劑強(qiáng)度至少要高于產(chǎn)層破裂壓力。

3.良好的剪切稀釋性，有利于泵入和流動(dòng)。

三、堵老縫壓新縫技術(shù)配套工藝

1.控制縫高壓裂技術(shù)

對(duì)于高含水油田，重復(fù)壓裂很容易壓穿含水層，造成大量出水，這時(shí)需要盡可能將裂縫高度控制在生產(chǎn)層內(nèi)；如果裂縫向產(chǎn)層（目的層）上、下無限制地延伸，裂縫在高度方向上竄下跳，導(dǎo)致實(shí)際支撐裂縫長(zhǎng)度短甚至無法有效支撐裂縫，造成壓裂后產(chǎn)量低、遞減快、增產(chǎn)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(shù)，最大限度地實(shí)現(xiàn)裂縫縱深發(fā)展。對(duì)于堵老縫壓新縫的重復(fù)壓裂改造井，控縫高技術(shù)是一項(xiàng)必要配套技術(shù)。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(guān)，例如地應(yīng)力分布和大小、巖石力學(xué)性質(zhì)、層間界面性質(zhì)、蓋底層厚度、地層流體特性、射孔厚度和位置、施工工藝參數(shù)等?？刂茐毫岩毫髯冃曰虿扇⌒∨帕渴┕し绞蕉加欣诳刂屏芽p高度，但更有效的是采取人工隔層控制裂縫高度延伸技術(shù)。其基本原理是將上浮式（如空心玻璃球）和下沉式導(dǎo)向劑（如石英砂）與壓裂液同時(shí)泵入地層，導(dǎo)向劑隨著壓裂液在裂縫中流動(dòng)，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(gè)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(dá)到控制裂縫在高度方向上進(jìn)一步延伸和形成較長(zhǎng)的支撐裂縫的目的。

2.端部脫砂壓裂技術(shù)

實(shí)質(zhì)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(zhǎng)方向進(jìn)一步延伸。繼續(xù)注入高砂比混砂液，繼而沿縫尖形成全面砂堵，縫中儲(chǔ)液量增加，泵壓增大，促使裂縫膨脹變寬，縫內(nèi)填砂增大，從而造出一條具有很高導(dǎo)流能力的裂縫。從理論上講，前置液應(yīng)在施工結(jié)束時(shí)正好從裂縫中全部濾失完畢，攜砂液恰好達(dá)到裂縫最前緣端部，這時(shí)將在裂縫端部附近脫砂產(chǎn)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(shù)理論依據(jù)。因?yàn)閮魤毫Φ纳邔⑵仁乖趯挾确较蜻M(jìn)一步擴(kuò)展。關(guān)鍵是要選擇與控制適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)使凈壓力的升高在施工期間保持在設(shè)備的允許壓力范圍內(nèi)，并采取控縫高技術(shù)控制裂縫在高度方向進(jìn)一步延伸。對(duì)于堵老縫壓新縫重復(fù)壓裂挖潛改造井，端部脫砂技術(shù)是又一項(xiàng)必要的配套技術(shù)。

結(jié)論：

1.重復(fù)壓裂是保證油田中、后期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要措施，特別是在重復(fù)壓裂時(shí)，如果裂縫重定向，可能刺穿新的含油區(qū)，從而極大地提高采收率。

2.實(shí)施這種重復(fù)壓裂要求堵劑強(qiáng)度至少要高于產(chǎn)層破裂壓力，這是保證形成新裂縫的關(guān)鍵之一。

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

參考文獻(xiàn)：

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

[2]葉芳春，李紅.重復(fù)壓裂技術(shù)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(fù)壓裂效果的研究.石油學(xué)報(bào)，2001，13（3）