低產油氣井強制裂縫轉向重復壓裂技術研究

劉如斯 劉凡

摘要：為提高低產油氣井產能，延緩壓裂減產速度，在分析重復壓裂技術原理和存在問題的基礎上，提出強制壓裂改造重復壓裂技術，以提高壓裂產量。先計算滿足導裂要求的最大極限壓力，再用研制的水溶性導裂劑抑制原始裂縫內的壓力，直至壓力達到導裂要求的壓力條件，從而實現強制導裂轉向，增加導裂改造量。

關鍵詞：低產油氣井 ;裂縫轉向 ;重復壓裂 ;轉向劑

引言

低產油氣井經過一段時間的壓裂后，裂縫逐漸消失，減產嚴重。為提高單井產量，必須對儲層進行重復壓裂改造，目前國內外重復壓裂主要有兩種方法：再次開裂原始裂縫和裂縫導向壓裂。在這些措施中，以裂縫為導向的壓裂技術能夠有效地增加排水面積，增產效果顯著，在老油田剩余油開采和低產井中得到廣泛應用。在道爾的模擬實驗中發(fā)現，主裂紋改變了近井筒應力場，使裂縫開始向垂直主裂縫方向擴展，并將其拉伸到一定的距離和角度，與主裂縫平行延伸;工字鋼重裂紋現場試驗結果表明，新裂紋方向與原裂縫方向相差30%°;在大慶，波貝達和長青老井普遍分層，這種方法在裂縫監(jiān)測和修復方面具有可行性，但隨著裂縫引導裂縫技術的發(fā)展，存在著現場裂縫引導無明顯標志，成功率低，施工工藝不完善等問題。針對這一問題，對低產量重復擠壓引導井進行了技術研究，提出了強迫裂隙形成的新思路，自主開發(fā)水溶性導軌，優(yōu)化了強制擴徑方法，提高了重復破碎的效率和效果。在三口井中進行了現場試驗，取得了良好的效果。

一、重復壓裂技術的基本原理及缺陷分析

次生裂紋是應力和誘發(fā)應力的綜合作用，在感應應力和局部應力的共同作用下，產生了局部協同應力場。隨著地層壓力的降低，油井周圍及主裂形成二次定向，水平應力下降，此時最大應力水平比最小應力水平低。高于最大水平時，地面應力變化時反復出現斷裂。重復壓碎時，用化學轉向劑暫時填平裂縫。當靜壓大于靜應力時，新的水平在油氣藏中新的油氣流動通道上時，應重新結構，以便使剩余氣體濃縮區(qū)能夠有效運行或與小型油氣或油氣藏連接，從而提高產量[1]。

低產量油氣井第一次破裂后，應力場，人工裂縫場和地層壓力場對地面應力狀態(tài)有影響。在反復裂縫過程中，原裂縫周圍形成電感場與地球電壓場相互作用的電壓，并形成局部協同應力場。組合應力場給出了油井周圍橢圓區(qū)域和主裂縫的兩個應力方向。降低地層壓力，降低水平應力，降低最大水平的主應力，結果表明，地面應力變化后，當初始最小主應力水平大于最大主應力水平時，二次破碎裂紋可反轉，當裂縫中凈壓力大于應力水平差時，儲層中形成新的裂縫，形成新的油氣流動通道;對新裂縫的改造可使殘余烴富集區(qū)與低甚至未開發(fā)儲層建立聯系，這將提高低產油氣井的產量。

二、強迫裂縫轉向重復壓裂技術在低產油氣井上應用的原理分析

在低產油氣井中，強制裂縫導向重復壓裂技術的應用，是計算重復壓裂目的層的最大和最小水平主應力差，從而確定引導裂縫所需的最大極限壓力。前沖階段壓裂作業(yè)中，初裂開啟后，應加入水溶性轉向劑，使入井區(qū)域的裂隙和造橋堵塞產生增壓作用，直至井口壓力達到最大極限壓力，然后停止泵的運行，泵多次啟動后，裂隙內的壓力立即上升，以滿足新裂隙開啟所需的壓力。裂隙被迫轉向后，將形成新的油氣通道[2]。

三、強迫裂縫轉向重復壓裂技術在低產油氣井上應用的要點分析

1.水溶性轉向劑的選用

傳統(tǒng)油井轉向劑以松香、石蠟等顆粒狀物質為主，遇油迅速溶解，但僅適用于傳統(tǒng)油井的轉向壓裂，不適合于氣井。針對強制壓裂工藝的特點，采用水溶性油脂及天然植物膠生產的低溫氣井，可滿足其生產需要。

2.壓裂液的選擇

使用ZJ-1水溶性轉向劑，不但與一般壓裂液配伍性能良好，而且水不溶物含量低，對油藏危害小。為此，必須密切結合儲層地質特征，對壓裂液進行優(yōu)化。

3.切實重視優(yōu)化壓裂施工技術參數

低產油氣井的抗壓適應性強，具有較強的抗壓強度，可廣泛用于低產油氣井的重復壓裂.但在實際工作中需要優(yōu)化完善一般情況下，單井破碎作業(yè)參數需同時考慮最佳儲層巖體長度和人工裂縫。根據轉縫壓力的最大極限值，結合目標層最大、最小水平主應力差和設計施工位移，計算出法甲的裂縫擴展壓力，并對法甲進行了計算。運算時，主要按式（1）處理：

P+?+=|ó|yx1（1）式中：

P-為產生裂縫所需的最大壓力，單位MPA中裂紋拉伸壓力為單位MPA，最大應力為MPA，水平應力為最大應力，單位為MPA.BP。附加安全壓力單位是MPA。

4.切實重視掌握施工技術流程

低產油氣井在應用強迫斷裂和重復壓裂時，必須嚴格掌握施工工藝，首先，緊密結合巖石的力學參數，計算目標層主電壓的最大和最小差，然后根據初始裂紋的伸長，精確地確定裂紋彎曲時的最大極限壓力，斷開預壓段，開啟主裂紋;第三，有效地減少壓榨液的噴出，并加入ZJ-1水溶性分流器，利用橋塞作用，對舊裂縫形成壓力，直至井口工作壓力達到分離裂隙所需的最大壓力極限，從而停止泵壓破碎裝置。在泵重啟后，脈沖泵將破裂液泵入泵內。與此同時，內壓可使裂紋重復保持，在靜壓下比主應力最大和最小下降更大，滿足了新的開裂條件;因此，新的裂縫形成后，就能達到開采目的[3]。

5.分析技術優(yōu)勢

利用ZJ-1開關水溶液實現壓裂裂紋重復處理，不僅適用于油井，也適用于氣井。與傳統(tǒng)的以破碎為主的方法相比，該方法具有以下優(yōu)點：第一，在達到最大壓裂壓力之前，用逆止回泵進行脈沖壓力維持，可以有效地實現壓裂強制轉向，極大地提高了舵面撕裂效果。第二，無需操縱轉向劑，可有效地減少轉向劑的消耗，提高轉向劑的使用效率。尤其是加入少量的高活性轉向劑，能有效地抵抗煤層的壓力，減少轉向劑的使用。該工藝適合于低氣壓井和低氣壓油藏，尤其是設備完好，槍管和管道適應性強。

三、結束語

實踐證明，重壓強制破碎法作為一種重壓下增產的技術手段，在油氣產量低的情況下，可以提高油井產量。改為重復破碎法，成功率過渡段高，導流劑消耗少，適用性強，提高了導流破斷的成功率和有效性。導流破斷是保證導流破斷成功的重要參數。壓裂過程中的裂紋傳導需要進一步研究導體流量與裂紋成功滲透的關系。

參考文獻

[1]夏旭華.淺談低產油氣井強制裂縫轉向重復壓裂技術[J].石油石化物資采購，2019：87-87.

[2]吳百烈.低產油氣井重復壓裂技術分析[J].石化技術，2020：179-179.

[3]劉佳.采油井重復壓裂裂縫失效原因研究[J].《化工管理》，2016：171-171.