低渗透油气藏改造效果的缝网压裂技术研究

低渗透油气藏改造效果的缝网压裂技术研究

【摘要】在对低渗油气藏进行改造时，由于储层基质向裂缝的供气能力较差，单一的压裂主缝无论导流能力和缝隙多长，都难以实现预期的增产效果。缝网压裂技术具有低渗透、低孔隙度和不含天然裂缝储层的优点，可以利用储层两个方向水平主应力的差值与裂缝的延伸静压力之间的关系实现储层基质向人工裂缝供油气能力的提高，实现近井以及远井地带的缝网效果，实现预期的增产改造效果。本文结合实际的工作经验，对低渗透油气藏改造效果的缝网压裂技术的设计思路、应用条件和方式进行了分析，对其中的关键技术进行了简单的介绍，以供相关的工作人员参考。

【关键词】低渗透油气藏改造缝网压裂技术

低渗油气藏，由于其储层基质向裂缝的供油气能力较差，不能实现较好的增产效果，因此必须采用缝网压裂技术促进其增产。近井筒处的裂缝静压较高，出现多裂缝的概率也相对较高，只有压裂液的粘度水平足够低，保证整个裂缝长度范围内的净压力相对一致和稳定，才能实现整个裂缝范围的多裂缝效果，起到增产的作用。本文结合实际经验，从缝网压裂技术的适用条件和方法入手进行了分析，以期促进缝网压裂技术的发展。

1 缝网压裂技术概述

在水力压裂的过程中，如果裂缝延伸净压力大于裂缝两端两个水平应力的差值，以及大于两侧岩土的抗张强度之和时，就会由一条主缝转变为多个分叉缝，形成缝网。其中主裂缝为缝网的主干，分

叉裂缝分布于主裂缝周围，可能在延伸一定长度后回归到主裂缝，这种主干交错所形成的系统被称之为缝网，实现缝网效果的技术被称之为缝网压裂技术。

缝网压裂技术一般适用于对基质孔隙性储层的改造，适用于对天然缝发育不完全或者低渗透油气藏储层的改造等。低渗透油气藏垂直于人工裂缝方向的渗透性很差，仅扩大了井控面积，不足以提供有效的垂直渗流能力，因此压裂产量低或者出现递减的现象。缝网压裂技术可以在垂直于主裂缝的方向压裂出支干裂缝，改善油气储层的渗流能力，实现储层改造和增产。缝网压裂技术的关键在于，裂缝延伸静压力的需要大于两个水平方向主应力的差值以及大于两侧岩土的抗张强度之和，才能实现支干缝网的出现，是当前缝网压裂技术研究和发展的重点和难点。

2 缝网压裂技术的作用机制分析

利用库克定律计算，如果θ，θ1和θ2为负值，那么应分别用θ+ 180°，θ1+ 180°和θ2+ 180°来代替，计算结果表明：垂直于裂缝方向的诱导水平力最大，水平与裂缝方向的诱导水平力最小；诱导力的大小与裂缝面之间的距离成反比关系，随之增大而减小。

水力裂缝产生诱导应力场，与原有的应力相结合，且在裂缝垂直方向的结合较水平方向更为明显，因此可能导致原来最小的水平主应力大于原来最大的水平主应力，从而改变储层的应力情况，促使裂缝距离变大。诱导应力随着裂缝距离的增加而显著下降，最终回

归到地应力场的初始状态。缝网技术的关键计算值包括水平主应力差值和裂缝内压力梯度值的计算。

水平应力差值计算公式：σh= 3σh- pi- pf+σfδσh= 2σh- pi- pf+σf

式中： pi为地层压力，mpa。

裂缝内流动压力梯度计算公式：d p/d x= -（64 qμ/πhw3﹚式中：

q——压裂注入排量，m3/s；w——裂缝造缝宽度，mm；μ——缝内压裂液的黏度，mpa·s。

一般情况下，近井筒处的净压力较远井筒处高，出现多裂缝的概率也相对较高。理想的缝网压裂技术需要实现近井筒和远井筒全部的多裂缝，实现预期增产的效果。因此，必须对裂缝的延伸净压力沿着主裂缝水平方向的应力变化进行分析，保证主裂缝远端的净压力与近井筒端的压力差别不大，才能在近井筒端出现多裂缝时，在远端同样形成多裂缝状态，实现最大限度的缝网压裂效果，实现预期的增产目的。由上述裂缝内流动压力梯度计算公式可知，压裂液的粘度越低，其在缝内进行的变化越小。在实际的施工过程中，通过增大破胶剂的浓度或者更换低浓度的压裂液，可以实现近井筒端和远井筒端出现裂缝的概率相一致，促进高质量缝网的形成。

3 缝网压裂的关键技术分析3.1 主裂缝净压力的控制

主裂缝净压力的优化和控制是实现预期缝网效果的关键所在，净压力的大小主要与主裂缝延伸的控制方法、地层破裂的控制方法、

施工排量及砂液比、压裂液的粘稠度等因素有关。通过对主裂缝不同阶段影响因素的分析，制定不同的控制方法，有助于实现缝网效果。

3.2 端部脱砂压裂技术

在实际的施工过程中，储层的条件并不一定能够满足上述施工技术的需要，导致最终仅实现部分储层的缝网压裂。施工过程中压裂液的粘度固定，仅能依靠施工排量的控制来实现净压力控制，最终导致对净压力的控制较难，变化幅度不大。因此，可以通过端部脱砂技术，增加主裂缝的净压力，实现缝网施工的要求。

3.3 其他的压裂技术

其他常见的压裂技术主要包括水平井多端压裂技术，涉及的关键技术包括限流、封隔器、水力喷射和液体胶塞等；层内液体爆炸技术，通过特种火药实现多裂缝的压裂，可以实现主裂缝为主的多裂缝系统，当前应用较少，主要应用难点在于其安全问题。

4 结束语

本文结合实际的工作经验，对缝网压裂的概念、适用的储层条件和作用机制等进行了简单的介绍，对当前常见的净压力控制技术、端部脱砂压裂技术、水平井多段压裂技术和层内液体爆炸压裂技术等进行了分析，为低渗透油气藏实现预期的缝网压裂增产奠定了理论基础。

参考文献

[1] 李传亮.射孔完井条件下的岩石破裂压力计算公式[j].石油

钻采工艺，2011，24 （2）：372-378

[2] 李传亮，孔祥言.油井压裂过程中岩石破裂压力计算公式的理论研究[j].石油钻采工艺，2010，22 （2）：542-544

[3] 曹言光，刘长松，林平，等.应用断裂力学理论建立油气井压裂时岩石破裂压力计算模型[j].西安石油学院学报：自然科学版，2010，18（4）：36-37

[4] 蔡明金，贾永禄，王永恒，等.低渗透双重介质油藏垂直裂缝井压力动态分析[j].石油学报，2009，29 （5）：733 -734