转向压裂
石油行业可降解纤维转向压裂技术简介
可降解纤维转向压裂技术2014年2月18日星期二提纲一、可降解纤维转向压裂技术原理二、可降解纤维简介三、可降解纤维现场应用（一）定义纤维转向是一项应用于套管固井或者裸眼完井的改造技术。
压裂（酸化）转向是通过铺设可降解的纤维来暂时堵塞改造层段，使液体进入其它层段，从而实施液体的转向，达到改造其它层段的目的。
（一）定义可降解纤维转向压裂具有2层含义：形成新裂缝----通过一次或多次加入高强度纤维，临时封堵前次裂缝（缝口封堵），迫使流体转向，达到压开多条新裂缝的目的。
（一）定义可降解纤维转向压裂具有2层含义：形成网状裂缝----通过一次或多次加入适度强度纤维，临时增加裂缝内净压力，在一定的水平两向应力差条件下，产生二次破裂，进而改变裂缝方位，达到形成网状裂缝。
（二）转向关键纤维加入，裂缝转向的关键点：✓储层应力差✓纤维加量及强度根据断裂力学理论，水力裂缝总是从物性好、断裂韧性低、闭合应力低、破裂压力低、抗张强度低的层段优先起裂；当纤维封堵压力高于层间压力差，下次压裂将会重开裂缝，达到分段压裂的要求。
通过测井解释数据，进行地应力剖面分析，从而判断是否适合纤维转向，并优化纤维加量及强度，优选射孔点。
纤维转向示意图（三）使用方法及过程•某段压裂施工，携砂液阶段加入纤维；•纤维随着携砂液进入裂缝，开始桥堵部分裂缝壁面；•纤维进一步堆积，缝内净压力升高，迫使流体进入缝内另一个闭合压力较低的地方，从而开启此处裂缝；•如此循环，达到缝内开启很多裂缝，形成网络裂缝的目的；•在改造结束后，纤维开始降解，恢复裂缝与井筒的流通通道。
•某段压裂结束，加入纤维；•纤维进入炮眼堆积，并完全阻塞裂缝近井筒的流通通道；•流体压力增加并开启下一个闭合压力较大的裂缝；•液体流入下一个裂缝，进行下一级的改造；•在改造结束后，纤维开始降解，恢复裂缝与井筒的流通通道。
层间使用方法及过程层内使用方法及过程（四）技术优点（五）适用范围该技术成本低，易实施，适用于以下特殊情况:•重复压裂-全井段已射孔•完井管柱不允许多级压裂工具,如筛管完井•井下分级工具应用有风险•层间地应力差值小•层内两向应力差值小提纲一、可降解纤维转向压裂技术原理二、可降解纤维简介三、可降解纤维现场应用（一）合成及降解机理•可降解纤维是由水溶性的二元醇与水溶性的二元酸在高温及催化剂的作用下聚合而成的热塑性聚合物。
缝内转向压裂技术
缝内转向压裂技术部门： xxx时间： xxx整理范文，仅供参考，可下载自行编辑二、缝内转向压裂技术1、机理重复压裂裂缝转向技术是应用化学暂堵剂使流体在地层中发生转向,在压裂时可以暂堵老缝或已加砂缝,使重复压裂的平面上的裂缝转向或纵向剖面的新层开启。
缝内转向技术的实施方法是在施工过程中实时地向地层中加入控制剂，该剂为粘弹性的固体小颗粒，遵循流体向阻力最小方向流动的原则，转向剂颗粒进入井筒的炮眼，部分进入地层中的裂缝或高渗透层，在炮眼处和高渗透带产生滤饼桥堵，可以形成高于裂缝破裂压力的压差值，使后续工作液不能向原裂缝、高渗透带或较低地应力带进入，从而使压裂液进入高应力区或新裂缝层，促使新缝的产生。
施工过程中产生桥堵的转向剂在施工完成后溶于地层水或压裂液，不对地层产生污染。
b5E2RGbCAP近几年来，随着主力油藏开发程度的提高，越来越多的低渗区块成为最大潜力油藏或主力油藏，压裂是这类油藏的主导措施，而随着现代压裂技术的发展，单一的加大规模、提高砂比的压裂和重复技术已不能适应老油田及低渗区块开发增产稳油的需要。
所以重复压裂作为老油气田综合治理、控水稳油的重要组成部分，所面临的任务更重，急需以技术进步来扭转我国重复压裂成功率低、增产量低、有效期短、科研落后于现场施工等被动局面。
对于处于高含水期开采阶段的井，由于老裂缝控制的原油已接近全部采出，必须实施压开新缝的改向重复压裂，才能有效开采出老裂缝控制区以外的油气，提高油气产量和油气田最终采收率。
p1EanqFDPw 因此，开展转向重复压裂技术理论的研究，尤其是加强重复压裂新裂缝造缝机理、延伸规律的研究，对于指导大量的重复压裂施工，提高其工艺可行性和经济可行性，进一步提高低渗透油气藏开发水平，具有重要的现实意义和长远意义。
DXDiTa9E3d2、转向控制机理重复压裂裂缝延伸控制技术是应用化学暂堵剂使流体在地层中发生转向,在压裂中可以暂堵老缝或已加砂缝,从而造出新缝或使压裂砂在裂缝中均匀分布,主要作用有：纵向剖面的新层启动；重复压裂的平面上的裂缝转向；裂缝单向延伸的控制。
低渗透油藏缝内转向压裂技术研究与试验
1概述我国发现的油气藏中60%以上为低渗透油气藏，往往具有非连续、非均质、各向异性的特点。
低渗透油藏必须进行压裂改造，才能获得较好的开发效果。
随着开采程度的深入，老裂缝控制的原油已近全部采出，常规压裂技术已不能满足这类油藏开采的需求。
经过调研，利用桥堵作用堵塞裂缝，形成缝内转向的新裂缝的压裂工艺，逐步成为低渗储层重复改造的首选工艺，该压裂工艺具有现场施工操作简单，施工过程可控性和操作性较强，增产效果明显的特点。
目前，缝内转向压裂工艺已在国内多个低渗透油田中应用，并取得显著增油效果。
其中，靖安油田对13口井实施了缝内转向压裂措施，实施后平均单井日增油5.3t ，累计增油6791.6t。
朝阳沟油田扶余油层开展了6口井的缝内转向压裂增产试验，平均单井初期日增油量3.1t，单井阶段累计增油329t [1]。
长庆姬塬油田在低渗透油藏缝内转向压裂技术研究与试验杜姗（大庆油田有限责任公司呼伦贝尔分公司）摘要：Y 油田属于低孔低渗透油田，储层物性差，断块破碎，低产低注现象突出，难采储量占比大，随着开采程度的深入，老裂缝控制的原油已接近全部采出，常规重复压裂增产效果逐年变差。
为提高低渗透油田单井产量，2022年在Y 油田开展了老井缝内暂堵转向压裂试验，通过分析缝内转向压裂技术在Y 油田老井改造中的应用效果，评价其在低渗透油气田的适用性，现场试验10口井，平均单井日增油1.1t，当年累计增油1108t，措施增产效果明显。
该试验的成功实施为低渗透油田剩余油的有效挖潜探索了一条新途径。
关键词：低渗透油田；缝内转向；压裂；暂堵剂DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.07.001Research and test of in-seam steering fracturing technology in low permeability reservoirs DU ShanHulunbuir Branch of Daqing Oilfield Co ．，Ltd ．Abstract：The Y oilfield is a low porosity and low permeability oilfield，with poor reservoir physical properties，broken block，low production and low injection，and a large proportion of difficult to re-cover reserves．With the deepening of exploitation degree，the crude oil controlled by old fractures has been nearly fully recovered，and the stimulation effect of conventional re-fracturing has become worse year by year．In order to improve the production of a single well in the low permeability oilfield，the Y oilfield has carried out a temporary plugging and steering fracturing test in the old well fractures in 2022．By analyzing the application effect of in-seam fracture steering fracturing technology in the re-construction of old wells in Y oilfield，the applicability in low permeability oil and gas fields is evaluated．Field tests have been conducted on ten wells，with an average daily oil increasing of 1.1t per well and a cumulative oil increase of 1108t in the same year．The measures have obvious effect．Most impor-tantly，the successful implementation of this test has explored a new way for effectively tapping the po-tential of remaining oil in low permeability oilfields ．Keywords：low permeation oilfield；in-seam steering；fracture；temporary plugging agent作者简介：杜姗，工程师，2009年毕业于东北石油大学（油气田开发工程专业），从事压裂工艺设计工作，189****2563，**********************.cn，黑龙江省大庆市让胡路区呼伦贝尔分公司地质工艺研究所工艺室，163000。
转向压裂
第一章概述 (2)第二章技术原理 (4)一、暂堵转向重复压裂技术原理： (4)二、破裂机理研究 (5)三、重复压裂裂缝延伸方式 (7)第三章重复转向压裂时机研究 (11)1、影响重复压裂效果因素 (11)2、选井选层原则 (11)3、压裂时机确定 (11)第四章暂堵剂（转向剂） (12)1、堵剂性能要求： (12)2、堵剂体系 (12)3、水溶性高分子材料堵剂 (13)4、配套的压裂液 (15)第五章转向压裂配套工艺技术 (15)1、缝内转向压裂工艺技术 (15)2. 缝口转向压裂工艺技术 (17)3、控制缝高压裂技术 (19)4、端部脱砂压裂技术 (20)第六章工艺评价 (20)1.裂缝监测 (20)2.施工压力 (20)3.产能变化 (21)第一章概述我国发现的油气藏中60%以上为低渗透油气藏，往往具有非连续、非均质、各向异性的特点。
低渗油藏必须进行压裂改造，才能获得较好的效果。
随着开采程度的深入，老裂缝控制的原油已近全部采出，传统的平面水力裂缝设计方法和压裂技术已不能满足这类油藏开采的需求。
可以实施暂堵转向重复压裂，在纵向和平面上开启新层，开采出老裂缝控制区以外的原油,有效的稳油控水、提高原油产量和油田采收率，实现油田的可持续发展。
目前,国内外的重复压裂实践主要有以下三种方式:①层内压出新裂缝;②继续延伸原有裂缝;③转向重复压裂。
对于重复压裂中出现的裂缝转向,目前认为主要有三种不同方式:①地应力反转;②定向射孔诱导;③桥堵转向压裂工艺。
对于低渗储层,由于出现地应力场反转的难度较大,而采用定向射孔压裂造成裂缝转向,对储层伤害较大。
近些年,利用桥堵作用堵塞裂缝,形成转向的新裂缝的压裂工艺(缝内转向与缝口转向),经过现场实践,增产显著,逐步成为低渗储层重复改造的首选工艺。
在大规模试验研究的基础上，经过工艺优化配套，建立了以缝内转向压裂工艺为主导的低渗透重复压裂新模式。
它有效地在疏通原有人工主裂缝基础上形成了新的支裂缝，沟通了“死油区”，扩大油井泄油面积。
转向压裂技术在油田后期开发中的研究与应用
可 以产 生新 缝 。重复压 裂 时 ，由于初 次压 裂裂 缝 、压力衰 减 等 的影响 造成近 井 地带 的应 力场 发生 变化 ，将
导 致重 复压 裂 时裂缝 方 向 的重 新定 向。室 内和 现场 实验 表 明 ，重 复压裂 形成 的裂 缝 与初 次裂缝 可 能存在 一
个 夹角 ，理 想条 件下 这个 夹角 为 ９。３ ０ ［。 ］
１Ｏ ．
图 ２ 渗透率一 启动压力梯度关系 曲线
３ 裂缝转 向的数 学模 型
根据 最 小主 应力 原理 ，要 产 生新裂 缝 ，在 井筒 附近 应发 生转 向。假 设 Ｘ为 原始最 大水 平主 应力 方 向； ｙ为 原始最 小 主应 力方 向，则垂 直裂 缝 井重 复压 裂前 时 间和 空 间上 （ ，Ｙ ）应力 为 ： Ｘ ，ｔ
（， ， ＝Ｏ ＋ＯｆＸＹｔ＋Ｏ ｐＸＹｔ＋Ｄ （，， Ｙ ） ＂ ＇ （， ， Ｈ Ｈ ） ＇ （，， Ｈ ） 。 Ｙｔ 胛 ）
ｃ ｒ
ｍｉ
（） １ （） ２
（） ３
（， ， ＝ｃ ＋ ， Ｙｔ＋ｃｐｘＹｔ＋ｃ Ｙｆ Ｙ ｔ ｒ （，， ｒ （，， ｒ （，， ） ｈ ） ｈ ） ｈ ）
．
重复压 裂产 生 的裂 缝
．
原缝＼ 裂 、 ‘
原油 不
１ 、 － 一 ‘
图 １应力场反转 ９ 。后重 复压 裂裂缝方位示意 图 ０
图 １ 明，存在 人工 裂缝 时 ，油气采 出造 成 的孔 隙压 力下 降会 使地 应力 场发 生 反转 ，造 成重 复压 裂 时 表
裂 缝 重定 向 。重 复压裂 时所 形成 的裂缝 是在 原有 裂缝 延伸 还是 产 生新 的水力 裂缝 ，国内外许 多 的学 者研 究
白豹油田油井缝内转向压裂工艺应用效果及影响因素
白豹油田油井缝内转向压裂工艺应用效果及影响因素摘要：随着开采程度的深入，老裂缝控制的原油已近全部采出，目前缝内转向压裂工艺技术是在压裂过程中实时加入暂堵剂，在纵向和平面上开启新层，有效地在疏通原有人工主裂缝基础上形成了新的支裂缝，沟通了“死油区”，扩大油井泄油面积，提高单井产能。
关键词：缝内转向压裂效果影响因素白豹油田主要开发层系为三叠系延长组，油层物性差，非均质性强，属于典型的特低渗透岩性油藏，目前该区块注水井长期注水，采油井不见效，严重影响单井产量，为确保油田的高效开发，提高采收率，目前缝内转向压裂是最有效的途径之一，开采出老裂缝控制区以外的原油,有效的稳油控水、提高原油产量和油田采收率。
一、缝内转向压裂工艺技术1.缝内转向压裂工艺原理缝内转向压裂工艺：依据岩石破裂机理,通过桥堵剂(缝内暂堵转向剂)对储层内先前的水力压裂老裂缝形成颗粒桥堵作用,提高井底及水力压裂裂缝净压力,超过老裂缝中薄弱部位的破裂压力,从而沟通天然微裂缝及形成新裂缝,这样的工艺过程即缝内转向压裂工艺。
借助于缝内转向剂在主裂缝产生桥堵作用，使主裂缝内产生升压效应，从而压开新的支裂缝或沟通更多微裂缝，在增大油层泄流面积的同时，促使压裂裂缝向注水水线靠近，缩短注水见效时间，提高注水见效效果，使油井在增产的同时能够保持稳产，从而提高采收率。
2.实现裂缝转向的力学条件裂缝延伸遵循能量最小原则，常规压裂裂缝延伸方向受控的力学条件是：σHmax+T＞P≥σHmin+T若能使P≥σHmax+T，即当缝内压力升高幅度ΔP≥σHmax-σHmin，压裂裂缝可摆脱水平应力的束缚，改变延伸和扩展方向。
P：缝内压力T：岩石扩张强度σHmax：水平最大主应力σHmin：水平最小主应力提高裂缝内压力是实现裂缝转向的必要条件。
3.缝内转向压裂工艺技术的实施3.1施工工艺在缝内转向压裂施工中,桥堵剂的加入采取通过混砂池中加入,通过主压车高压柱塞泵注入地层。
转向压裂技术在低渗稠油藏中的应用
转向压裂技术在低渗稠油藏中的应用X赵占杰(中油辽河油田公司,辽宁盘锦 124125) 摘 要:在老井常规重复压裂过程中,常常只是重新压开原缝,而原有的人工裂缝附近产层的生产潜能越来越小,措施增油效果逐年下降。
因此,使裂缝转向,压开新缝是老井增产的有效方法。
本文分析了转向压裂技术的原理、特点,并结合现场实例,提出了转向压裂技术。
关键词:重复压裂;转向压裂;低渗油藏 中图分类号:T E357.1+3 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)06—0111—03 Y 油田属于复杂断块油田,构造复杂、断块多且小,油气藏埋藏深,非均质性严重,随着油田开发的不断深入,大部分主力油层已逐步进入高含水期,稳产的难度越来越大,为提高产能,部分井面临重复压裂改造。
而重复压裂也会出现如下问题:一是由于在地应力的影响下,常规同井同层重复压裂可以恢复老裂缝的导流能力,但对注采井网注入水的驱替体积及地层中孔隙压力的分布形式的影响是有限的;二是对于进入中高含水开发期的油田来说,常规的同井同层重复压裂会提高地层向生产井的供液能力,有可能导致重复压裂后施工井的含水率急剧上升。
为了解决这些问题,在重复压裂中使用了转向压裂技术,有效的解决了重复压裂中出现失效的问题。
1 转向压裂1.1 转向压裂原理图1 应力转向示意图重复压裂[1]产生的裂缝方向取决于地应力状态,以及注水等对它的影响。
油藏中形成一条水力裂缝,将导致一个椭圆形压降区。
裂缝的椭圆形区域将产生双向附加应力,当诱导的应力差大到足以改变两个水平应力分量时,原来水力裂缝的最小主应力方向即成为最大主应力方向。
这时重复压裂产生的新裂缝将沿着新的主应力平面扩展。
但在距井筒一段距离之后,由于原地应力场的应力变化很小,裂缝仍沿原来的方向向前延伸。
如图(1)所示。
转向压裂技术是应用裂缝转向剂在压裂中暂堵老缝或已加砂缝,造出新缝或使压裂砂在裂缝中均匀分布,从而使流体在地层中发生转向,达到提高单井产量和油藏采收率的目的。
暂堵转向重复压裂技术(yida)
二、破裂机理研究 三、新裂缝延伸方式
五、堵剂体系
六、配套工艺 七、效果分析
四、时机研究
八、结论
一、研究目的及意义
低渗油藏必须进行压裂改造，才能获得较好 的效果。随着开采程度的深入，老裂缝控制的原 油已近全部采出，可以实施暂堵转向重复压裂， 纵向和平面上开启新层，开采出老裂缝控制区以
效的物质基础； • 研究暂堵转向重复压裂的影响因素、重复压裂时机确定是 获得措施增产的关键； • 堵剂的筛选，确定合适的暂堵剂，是确定施工成败的主要 因素； • 暂堵转向重复压裂可以沟通新的泄油区、启动二、三类油
层，是提高低渗透油气藏开发效益的重要技术手段。
5
本次暂堵转向重复压裂效果
力1.0t
日产液量 日产油量 含水
压裂后日产液9.5m3，日产油7.4t，含水22.1%，日增油能
本次压裂前日产液10.6m3，日产油6.4t，含水39.6%，
0 20 40 60 80
100
八、结论
• 裂缝诱导应力、生产诱导应力叠加决定重复压裂新裂缝是 否转向；
• 目的层控制的剩余油可采储量是暂堵转向重复压裂能否高
外的原油,有效的稳油控水、提高原油产量和油田
采收率，实现油田的可持续发展，研究意义重大。
暂堵转向重复压裂技术原理：
压裂时可以应用化学暂堵剂暂堵老缝，压开新缝。 纵向新层开启；平面裂缝转向。 实施方法：向地层加入暂堵剂，使裂缝或高渗透 层产生滤饼桥堵，后续工作液不能进入，促使新缝 产生。暂堵剂施工完成后解堵。
裂缝中流动，并在裂缝顶部和底部形成人工遮挡层，
阻止裂缝中压力向上下传播，控制裂缝在高度方向上 进一步延伸，形成较长的支撑裂缝。 • 对于暂堵转向的重复压裂改造井，控缝高技术是一 项必要配套技术。
转向压裂
1.63
2.03 1.12
五、现场应用实例
声波时 含油饱和 井段 砂层厚度 差 孔隙度 度 综合 m m 孔数 μ s/m % % 解释 3593.5 3596.5 3 48 217.4 2.1 0 干层 3598.1 3599.5 1.4 22 220.2 5.6 7.3 干层 3600.8 3601.6 0.8 13 232 9.9 13.1 干层 3603.8 3605.3 1.5 24 238 10.4 48.8 油层 3625.8 3626.8 1 16 212.5 5.6 0 干层 3628.4 3630.1 1.7 27 232.2 10.6 28.2 油层 3630.5 3631.9 1.4 22 236.6 10.3 31.7 油层 3638.4 3640.9 2.5 40 238.9 10.5 45.1 油层 3644 3645 1 16 223.2 8.2 35.6 干层 3646.9 3649.1 2.2 35 237 10.7 58 油层 3652.4 3653.5 1.1 18 233.2 10.2 44.7 油层 3654.1 3655.6 1.5 24 231.6 9.9 39.8 油层 以上S三中3-4 19.1m/12层 已射待压裂
随着有机单体的增加，室温下2.5h溶解速度从0.75到全溶，并且通过 实验现象观察，转向剂强度逐渐变小，韧性逐渐增强，有机原料加量为
100g-150g时，80℃2.5h的效果较好，说明有机单体能提供较好的溶解能
力及韧性，但影响转向剂强度。
抗温材料加量的影响
抗温材料，g 40 室温2.5h溶解速度 溶解 80℃2.5h溶解速度 溶解
随引发剂加量的增加，转向剂室温溶解速率呈下降趋势，这是因为 引发剂的用量直接影响到聚合物的相对分子质量和自交联度，加量太 少，反应速度慢，自交联度小，转向剂溶解速度增加。
转向压裂技术在采油一厂的应用
１６ 平均 ９ ｍ。 层岩 性 为含砾 不 等粒砂 岩 和砂 岩 。 ４ ｍ， ２ 储
下 而 上 为石 炭 系 （ 、 叠 系佳 木 河 组 （ 、 尔 禾 Ｃ） 二 Ｐｉ 乌 ） 组 （ ； 叠系 克 拉玛 依组 （ ２） 白碱 滩组 （ ，） 侏 Ｐｗ） 三 Ｔｋ 、 Ｔｂ ；
罗 系 八 道 湾 组 （ ） 三 工 河 组 （。 、 山 窑 组 （２） Ｊ 、 ｂ Ｊ ）西 ｓ Ｊ 、 ｘ
５ ３ １ ４ ｍ，平 均 为 １ ６ ｍ；沉积 厚 度变 化 大为 ０ ０ ～ １ ６ ２ ２ —
取心 井 岩心 分 析样 品 ，储 层 孔 隙度 在 ２６ ２ ． ．％～ ９１ ％之 间 ， 均 ２ ．％； 平 ５０ 渗透 率在 ０２ ４６ １－ ２７ ０ １ ｍ ．０ ｘ ０３ ９ ｘ ０ － 之间 ， 平均 ６ ９３ １ ｍ 。属 于 中孔 高渗油 藏 。 ０ ．ｘ ０
新 疆 石 油 科 技
２ １ 年 第 ４期 （ ２ 卷 ） ０１ 第 １
转 向压 裂技 术在 采油一厂 的应 用
赵 婷①
新 疆 油 田公 司风 城 油 田作 业 区 ． ８ ４ ０ 新 疆 克 拉 玛 依 ３ ００
李恩耀
新 疆 油 田公 司 井 下作 业 公 司
摘
要 克拉玛依采 油一厂老 井偏 多， 多数井以进入 中、 大 高含水期 ， 采用重复压裂 ， ｂ 一：面人工裂缝 易延伸 至高含水 区域造 成压 －
头 屯河 组 （２ 、 古组 （ａ） 白垩 系吐谷 鲁 群 （ ＞ Ｊｔ 齐 ） Ｊ ； ｑ Ｋ ｔ 和 ｇ 第三系。 三叠 系顶 面构 造基本 呈 西北 高东 南低 的单 斜
形 态 ， 被 多 条 规 模 不 等 的逆 断 裂 切 割 ， 些 断 裂 主 并 这 要 在 印支 期形 成 ， 块边 界 大断 裂 一直 活 动至 燕 山运 断
利用人工暂堵转向压裂提高重复压裂效果课件
人工暂堵转向压裂技术还能够提 高压裂液的返排率，减少对地层
的伤害，提高压裂效果。
人工暂堵转向压裂技术在重复压裂中的实践案例
在某油田的重复压裂中，采用人 工暂堵转向压裂技术，成功地提
高了压裂效果。
在该实践中，通过在裂缝中加入 暂堵剂，成功地使压裂液转向， 形成了更多的分支裂缝，提高了
油藏的动用程度。
该技术能够有效地改变裂缝的延伸方 向，提高重复压裂效果，从而提高油 田采收率。
CHAPTER
人工暂堵转向压裂技术在重复压裂中的应用
人工暂堵转向压裂技术是一种先进的重 复压裂技术，通过在裂缝中加入暂堵剂，
暂时阻止裂缝的延伸，使压裂液能够转 向，形成新的裂缝。
该技术在重复压裂中广泛应用，适用于 老油田的挖潜和低渗透油田的开发。
优化施工参数
通过实验和模拟，不断优 化施工参数，提高暂堵剂 的分布效果和暂堵强度。
人工暂堵转向压裂技术的发展趋势
智能化与自动化
未来人工暂堵转向压裂技术将向 智能化和自动化方向发展，利用 智能决策系统实现自动控制和优化。
多学科交叉融合
将地质工程、材料科学、计算机科 学等多学科的理论和技术应用于人 工暂堵转向压裂技术中，提升技术 整体水平。
实践结果表明，人工暂堵转向压 裂技术能够有效地提高重复压裂 效果，为油田的增产提供了有力
支持。
CHAPTER
人工暂堵转向压裂技术面临的挑战
01
02
03
暂堵剂性能不足
目前的人工暂堵剂在耐温、 抗压、稳定性等方面存在 不足，影响了暂堵效果。
裂缝复杂多变
不同地层裂缝的形态、宽 度、角度等存在差异，对 暂堵剂的选择和分布提出 了更高的要求。
人工暂堵转向压裂技术对油气工业的影响
提高改造体积的新裂缝转向压裂技术及其应用
提高改造体积的新裂缝转向压裂技术及其应用随着我国经济的不断发展，对石油资源的需求也变得非常大，为了满足这个需求，就需要加强对石油工作的开采。
在石油的开采过程中会遇到很多开采问题，为了有效提高油田的开采量，会运用到裂缝转向压裂技术，对于这项技术的运用，会受到很多方面因素的影响。
只有掌握这些方面的影响，采取针对性的压裂技术，才能让裂缝转向压裂技术在油田中发挥更大的作用，分析不同时期采用压裂技术后对油田的影响，采取相应的改进措施，只有这样才能提高我国油田的开采水平，为我国的石油资源做出更大的贡献。
标签：裂缝转向;改造体积;压裂技术随着我国油田行业的不断发展，对各种油田的开采也变得越来越多，为了提高油田的开采率，可以采用裂缝转向压裂技术来进行开采。
通过大量的实验和数据，为裂缝转向压裂技术的改进提供了良好的方案。
因为压裂技术的特殊性，如果采用单井压裂的技术，往往会存在着一些不足，通过分析影响裂缝转向压裂技术的因素，对于工艺的改进有很好的参考价值，只有不断的创新开采技术，才能进一步提高油田的开采率，进而提升我国石油在国际上的竞争力。
1裂缝转向原因水平井压裂裂缝转向是由于多种原因的综合作用而形成的，其中最主要的因素是由于裂缝起裂时附近井筒的应力分布模式而造成，当压力与水平井井眼破裂压力一致时，井壁上的切向应力会起到最小主应力的作用，导致纵向裂缝的形成，通常情况下，水平井眼走向与理论裂缝会保持垂直状态，则裂缝从井眼处起裂时会重新定向或者是发生扭曲。
当注入压裂液或者产气时，裂缝的扭曲部分会发生收缩作用，扭曲型裂缝和转向型裂缝比较相似，转向型裂缝的上下部分裂缝会转向两个不同的平面，由于水平井的应力相对集中，所以井筒方位或者是地应力状态都会沿着纵向起裂。
当水平井井筒方为垂直于裂缝时，其列的纵向裂缝会从井筒中延伸出来转向横向型裂缝方向，由于多种因素的影响，多重裂缝的宽度会小于单条裂缝的宽度。
2实现裂缝转向的途径在进行压裂的过程中，需要加入一定量的支撑剂，加入支撑剂后人工裂缝可以达到一定缝长，当应力场达到一定数值以后停止加砂，进行强制闭合和快速放喷，由于第1次支撑剂和强制放喷的作用，会导致人工裂缝附近产生应力集中的现象，造成应力场重新分布。
定向射孔转向压裂裂缝延伸形态研究
定向射孔转向压裂裂缝延伸形态研究第九采油厂赵艳波摘要：本文根据断裂力学理论，建立了基于复合应力强度因子的裂缝延伸和转向判据模型，推导确定了缝内压力分布、复合应力强度因子及裂缝扩展方向角的计算公式，编制了定向射孔转向压裂裂缝延伸形态的模拟软件，分析了射孔角度、水平最大地应力和水平最小地应力差值对转向裂缝形态影响程度，为定向射孔转向压裂的施工设计提供了理论依据。
主题词：定向射孔转向压裂断裂力学1 前言至2003年底，九厂总探明原油地质储量2.82×108t，已投入开发油气田18个，动用地质储量6533×104t，未动用探明储量2.16×108t，分为39个区块，但大部分区块都具有储层埋藏深、物性差、丰度低，渗透率低的特点，自然产能较低，在目前的技术经济条件下，开发动用难度较大，常规投产甚至不出油，必须经过油层压裂改造，而常规压裂效果也不好，所以需要研究新的压裂工艺。
如能在单个油层中压开多条裂缝，可大幅度提高地层的渗流能力，使束缚油变为可动油，增加泄油面积，提高油层的动用程度，达到经济有效开发的目的。
近年来定向射孔技术的发展，为利用射孔方向控制裂缝转向，在单个油层中压开多条裂缝，提供了现场实施的可能。
但需要对射孔参数、地应力和裂缝方向、形态的关系进行研究，以指导定向射孔转向压裂的施工设计。
我们用三维弹塑性有限元模型，对裸眼井的射孔参数对裂缝起裂方向的影响进行了理论研究，研究表明，对于裂缝的起裂方位有重要影响的射孔参数是射孔方位角，而射孔参数中孔眼直径和射孔穿深仅仅对破裂压力有影响，对于裂缝的起裂方位几乎没有影响，射孔密度对于裂缝的起裂方位影响也比较小。
对于套管完井的油井，裂缝的起裂位置与射孔方向一致。
定向射孔水力压裂裂缝延伸模型包括两部分，一是裂缝尺寸模型，用于确定裂缝的长度，平均缝宽、最大缝宽随时间的变化关系；二是裂缝形状，研究在特定射孔方案和地应力等条件下，水力裂缝的延伸形状和过程。
缝内转向压裂技术在河南油田的应用
4.0％，动液面1287米，后一直生产07年6月。重压前日产油0.8吨，日产水
1.6m3，含水67.5%，采出程度较高达34.7%，累计产油5035t。如果沿老缝重压， 受井网限制，压裂效果差。因此，需要进行缝内转向压裂，结合该井井网及油 层、生产情况，确定实施三次暂堵转向压裂。
二、缝内转向压裂工艺技术及先导试验
其点的应力状态（a），它受来自上覆岩层的压应力σy，围岩所产生的压应力 σx及压裂时施工压力、液柱压力及井筒摩阻的合力所产生的压应力σz和压裂液 与裂缝面间的摩阻产生的剪应力τ。
σy τ σ3 σ3
σx σ1
A σ2 A1
σ1
τmax
45°． σ1
σz
σ3
τ相对于σx、σy、σz很小，裂缝壁面上点的应力状态为三向主应力状态。当σ1＞σ2＞ σ3，τmax=1/2(σ1-σ3)≥τb时发生剪断裂，断裂面与最大主应力方向成45°夹角（不考 虑岩石内摩擦角）或接近45°（考虑岩石内摩擦角）。
H9-145井压裂施工曲线
H9-145井
破裂压力 32.57MPa
投暂堵剂 破裂压力 32.74MPa
投暂堵剂 破裂压力 27.74MPa
投暂堵剂 破裂压力 32.79MPa
在实施缝内转向压裂技术中，配套了变排量工艺、同粒径
陶粒段塞打磨工艺及清洁压裂液体系。
二、缝内转向压裂工艺技术及先导试验
H9-145井多次暂堵转向后裂缝监测
二、缝内转向压裂工艺技术及先导试验 2、暂堵剂的优选
优选强度高、伤害低、易溶解的暂堵剂。
选择HNYT-1高强度暂堵剂
胶结后滤饼在地层水中的溶解速度
温度℃ 时间h 30 13.5 40 10.5 50 6.5 60 3.5
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控制剂主要性能 承受压差：10—15Mpa
转向剂样品
压裂液中溶解性
a、80℃时,1小时微 溶,1.5小时全溶,滤饼 4.5小时全溶 b、100℃时,0.5小时 微溶,1小时全溶，滤 饼3小时全溶
带裂缝胶结岩心的封堵试验结果(50℃) 4ty80-1 参数 20 岩心长度（cm） 3.5×3.5 岩心截面尺寸（cm） 25.74 孔隙度（%） 38.45 孔隙体积（ml） 0.09 基质渗透率Km(μm2) 注水压力与流量关 系 (cm水柱—ml/min) 裂缝渗透率 Kf(μm2) 滤饼阻力系数(Fr’) 突破压力梯度 (MPa/cm) 封堵率/% 9.16x + 0.08 30 79.6 0.12 99.2
同层中堵老缝造新缝典型案例
堵老缝造新缝重复压裂技术在中原油田、大 庆油田、吉林油田进行了40多口井施工实验 ， 从压力变化、产量变化并参考微地震测试结 果分析，转向压裂效果是令人鼓舞的。
裂缝转向的判断，国内目前没有好的办法，争 议较大。国内只能通过几方面综合判断。判断 方法：施工压力变化曲线、产量变化、全过程 的微地震监测。进行测试压裂，目的是为了观 测原裂缝方向和该层的破裂压力值。待余波消 失后加入控制剂进行主压裂。取差值
13-10
递减快，几年来陆续转 注4口井（共对应7口水
13-19 13-24
-3 42 5
N13-15 13-609
N13-15
13-25
-3425
13-22
13-601 13-43
13-41
13-17
13-609
-3 40 0
井），油井仍不见效， 虽然后期进行过重复压 裂，但措施有效期短， 油井处于低液量、高含
110-30本次是第4次压裂,前2次无效,本次压裂日增液6.4吨,日增油 5.7吨,与其初产水平相当. 朝110-30井第三层初次压力19兆帕：第二次压力35兆帕，相 对第一次压裂，压力有明显增高 ,微地震方位由71.2度转向变化 86.0度.
胡109井压裂施工曲线
胡109井裂缝监测结果
小型压裂 东翼缝长 西翼缝长 53.5m 69.4m 主压裂 128.5m 154.3m 差值 75m 84.9m
13-2 13-3
施2口油井新13-12、 13-609，这2口井投产 初期产能较高，但产量
N
13-6 13-607 13-5
50 -34
13-7 13-8
13-11
13-603 13-604 13-602 13-12 13-606 13-600 13-13
13-605 13-608
N13-12
N13-12
裂缝方位
裂缝高度
45.01°
35m
147.7 °
45m
77.31 °
10m
8 7 6 5 4 3 2 1 0
2004年11月15 2004年11月29 2004年12月13 2004年12月27 2005年1月10日 2005年1月24日 2005年2月7日 2005年2月21日 2005年3月7日 2005年3月21日
控制机理
DX型裂缝延伸控制剂，该剂为粘弹性的固体小颗 粒，遵循流体向阻力最小方向流动的原则，控制剂颗 粒进入井筒的炮眼，部分进入地层中的裂缝端部或高 渗透层，在炮眼处和高渗透带产生滤饼桥堵，使后续 工作液不能向裂缝和高渗透带进入，从而压裂液进入 高应力区或新裂缝层，促使新缝的产生和支撑剂的铺 置发生变化。 产生桥堵的控制剂在施工完成后溶于地层水或压 裂液，不对地层产生污染。
废井4口)，注采井数比1:1.13。开油井22口(包括报废井4口)，
11.98%，为典型的双低单元。开水井16口(包括报废井3口)，
日注水平633m3，平均单井日注45m3，月注采比1.65，累 积注采比1.93。 区块自然递减28.93%，综合递减14.86%。
文13北块区域注采井网图
主要是在构造高部位实
wen 13-12
1250 1333 排量 (CuM/min)
57
7.0
1417
8.5
68
9
27
46 Time (min)
64
83
101
120
文13-12井3月底实施转向压裂（ S3中71-3+7811），3448.5-3534.0m，20.4 m/12层 ，实施转 向压裂，根据应力差和转向条件综合计算需暂堵 剂量为80Kg，总计加砂41.6m3
其他封堵技术
悬浮性堵剂因为紊流作用和炮眼变形难以形成 很大的压差阻力，封堵率只能达到70％，不能形成 滤饼。
地下交联型堵剂，小剂量达不到所需压力， 剂量大会形成新的伤害，虽然可以形成滤饼但地下 反应不稳定，达不到所需的强度。
地面一次交联的颗粒堵剂，自身强度大，但 因为在地下很难形成滤饼，同样存在封堵率不好， 压裂液滤失问题。
如果重复压裂裂缝超过椭圆形泄油区的边界，裂缝延伸就可能顺应最初原 始应力方向。然而，由于受裂缝生长惯性的影响，裂缝也可能沿着已经改变的 裂缝方向继续生长较远。
产生新裂缝需要更高的破裂压力值，因此需要一 种合适的堵剂，这种堵剂具有以下性能：
(1) 堵剂能够在一定程度上预先成胶，优势在于① 能有效封堵裂缝；② 不渗入地层孔隙从而不会堵 塞岩石孔隙。 (2) 要求堵剂有高的强度、良好的粘弹性，也就是 很好的抗拉性及与岩石表面强的粘附力。以保证 重复压裂时裂缝偏离最大主应力方向，堵剂强度 至少要高于产层破裂压力值。
N
43.5° W
33.9 N
S
S
通过全过程裂缝监测显示，本次转向压裂转向角度9.6°。
类别
前置压裂
正式压裂
方位 43.5 33.9
长度 89.4 131.4
高度 28 35
倾向 北东 北东
文13-609井产液对比情况
86.1t/d
13.4t/d
11.3t/d 0.4t/d 97% 89.1%
13-609井6月底实施转向压裂（ S3中78-11）， 4mm油嘴生产，油压17MPa,日增液量72.7t/d，初期日 增油量10.9t/d，取得效果显著
压裂裂缝延伸控制技术
目前重复压裂的两种方式
一.延伸老裂缝
老裂缝失效 老裂缝产量下降 压裂规模不够、支撑裂缝短、裂缝导流能力低 这是一般意义上的重复压裂概念
二.层段压出新裂缝(堵老缝造新缝)
同层开新缝 同井开新层
重复压裂的现状
邻井裂缝对应力场的影响。 1987年美国能源部在多井试验中进行改变应力的压裂 试验，首先证明了地应力场受邻井裂缝影响。[1,2] 油气井生产/注入对原地应力场的影响[3-10]。Bruno和Nakagawa[3]用实验证明，孔隙 压力的改变也会影响新裂缝的重新定向。在原地应力没有起控制作用的情况下，裂 缝会转向局部孔隙压力更高的方向。他们认为靠近裂缝末端的局部孔隙压力梯度控 制了裂缝的发育方向，他们的想法是建立在静态条件上的。而Detournay，Boone[4] 和Berchenko[10]则表明，裂缝的发育方向是由孔隙流体扩散到基质，引起原地应力 改变所决定的。这种现象引起应力强度因子随时间而变，而应力强度因子是支配裂 缝发育速率和方向的一个重要因素。 Elbel和Mack[11]用一套完全耦合的二维数值模型表明了在前次裂缝周围孔隙压力随 时间变化的影响。他们证明长期生产能逐渐改变地应力场，使得应力能发生反转。 在这种情况下，新裂缝有可能垂直于前次裂缝延伸。当应力改变达到一个最大值后， 会随着油气田的继续开发而减小。这种应力改变可供选择一个最佳的时机实施重复 压裂，使新裂缝最大限度地延伸。 初次裂缝对应力场的影响 [12-15] ,Dowell 公司根据试验和模拟地应力研究认为，地 层中存在的支撑裂缝将改变井眼附近应力分布，使重复压裂裂缝的起裂方位垂直于 初次裂缝方位，离开井眼一定范围再发生转向，平行于初次裂缝方位延伸。
转向压裂井 对应水井
13-42 13-40 N13-29 13-37 N13-26 13-30
N13-31 13-31
13-32
13-33 13-35
-3 5 37
N13-39
N13-30
13-45 13-36 13-47
-3 3 50
13-57 13-48
水状态。今年对这2口
沙三中7
井实施转向压裂，效果
1083
2.5
22
1167
33
4.0
砂密度 (Kg/CuM)
油压 (MPa) 45
5.5
文13-12井产液对比情况
80.5t/d 7.4t/d 12.1t/d 1.8t/d 70.1% 85%
压后日增液量73.1t/d，日增油量10.3t/d， 效果显著。
文13-12井裂缝监测结果
转向压裂前
N
转向压裂后
水
水
10%HCl
10%HCl
10%HC
压裂液
压裂液
压裂液
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
0
10
20
30 时间（min ）
40
50
60
时间（h）时间（h） Nhomakorabea30℃大号转向剂溶解曲线
50 ℃大号转向剂溶解曲线
高温控制剂100度溶解曲线 120 100
水
% 120 100
80 60 40 20 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
文13-609井裂缝监测结果
转向压裂前
转向压裂后
N
S
通过全过程裂缝监测显示，本次转向压裂转向角度20°
类别
前置压裂
正式压裂