缝内二次转向压裂技术探索
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。
暂堵转向重复压裂技术PPT.
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2、诱导应力场
（2）生产诱导应力场 • 油井长期生产，通常会导致地层孔隙压力下降，引 起原地应力状态的改变。 • 研究表明：孔隙压力减少，使水平应力降低。且在 裂缝方向强于垂直于裂缝方向的区域。所以最大水 平主应力减小得比最小水平主应力多。
3、破裂机理研究
• 初次人工裂缝诱导应力以及生产 诱导应力改变了油气井周围的应 力分布状况 。
• 储层原地应力场；诱导应力场。
1、储层原地应力场
地下岩石的应力状态，可以用三个相互垂直 且不相等的主应力表示。
水力压裂测试
大小 阶梯式注入/返排测试方法
地应力
测井资料解释 声波测定
方位 地电测定 测量井径变化
岩心测试
2、诱导应力场
（1）裂缝诱导应力场 • x=0处，诱导应力最大，离缝越
远，诱导应力越小，一定距离 处，诱导应力变为零； • 缝口诱导应力最大，缝端诱导 应力最小； • 垂直于裂缝方向诱导水平应力 大，裂缝方向诱导水平应力小。
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。
二、破裂机理研究
• 根据弹性力学理论和岩石破裂准则，裂缝总是沿 着垂直于最小水平主应力的方向启裂，因此，重 复压裂井中的应力场分布决定了重压新裂缝的启 裂和延伸。
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。
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
04
05 06
5.0
5.0 5.0
2.54
1.60 1.60
0.153
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
先监测了前置压裂，该压 裂的目的是打开老缝。加 入暂堵剂堵住老缝后，再 次压裂，以压开新缝.
人工裂缝监测结果
卫357施工曲线
100 90
沙 三 中 3 沙 三 中 4
80 70 60 50 40 30 20 10 0 14:08:56 14:25:35
油压,(0-100)MPa 套压,(0-100)MPa 排量,(0-10)m3/min 密度,(0-2000)kg/m3 液量,(0-300)m3
(6) 垂向地应力为中间主应力物模实验
射孔孔眼1个，平行于水平最小地应力
初始裂缝垂直于垂向地应力方位，即水平裂缝 随着裂缝的延伸，裂缝发生转向，最终垂直于最小地应力方位
(7) 射孔孔眼方位夹角为45°物模实验
垂向地应力为中间主应力，孔眼方位与水平最小地应力方向夹角45°
初始裂缝为即有水平分量、也有垂直分量的斜缝 随着裂缝的延伸，裂缝发生转向，最终垂直于最小地应力方位
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
绥靖油田缝内转向重复压裂研究与应用
近 年 来 ， 油 四厂 绥靖 油 田有些 油 井 油层 物 性 采 好 ， 藏 连 通好 ， 投产 初 期产 量也 较 理 想 ， 经 过 油 且 但 段 时 间的生 产后 ， 地层 能 量仍然 较好 ， 通过 常规 压 裂 、 化解 堵等 工 艺都不 能达 到增 产 的 目的 ， 了恢 酸 为 复 油井 的产能 ， 提高 区块 的综 合采 收率 ， 可对 这些 油 井 采用 缝 内转 向压 裂工 艺进 行增产 。该 工艺 就是 在 施 工 过 程 中实 时地 向地 层 中 加入 控 制剂 ， 循 流 体 遵 向阻 力 最 小方 向流 动 的原 则 ， 向剂 颗 粒 进入 井 筒 转 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 带形 成 滤 饼 桥 堵 ， 生高 于 裂 缝破 裂 压 产 力的压差值 ， 使后续压裂液不能向原裂缝、 高渗透带 或 较 低 地应 力带 进 入 ， 而 使 压裂 液 进 入 高应 力 区 从 或 新裂 缝层 ， 使新 裂缝 的产 生 。 促 １ 概 述 缝 内转 向压裂工 艺 已在 安塞 、 陇东 、 宁夏 等地 区 的老 井 重复 压 裂 施 工 中应 用 近 １ ０口井 井 产 量 ０ 单 从 压前 的 １ ４ｔｄ增 加到 ４ １ｔｄ 平均 单 井增 加 １ ．３／ ． ３／ ， ． ８／ ， 效率 大 于 ９ ， 施有 效期 大于 ３０天 。但 ｔｄ 有 Ｏ 措 ５ 在 绥靖 油 田大路 沟 二 区长 ６ 层 和 白于 山 区长 ４ 油 ＋５ 油 层 实 施还 是首 次 ， 从缝 内转 向 压裂 工 艺 的特 点 出 发 ， 过对 储层 地质 特点 、 案设计 到 压裂施 工进 行 通 方 分 析 ， 出影响 油井 压裂 效果 的 因素 ， 下一 步提 高 找 为 靖 安油 田重 复 压裂效 果提 供 依据 。 ２ 缝 内转 向压 裂工 艺 的原理 及特 点 缝 内转 向压裂 工 艺 是通 过 缝 内转 向剂 的应用 ， 提 高 人工 裂 缝 内的净 压 力 ， 生 不 同于 初 次裂 缝 方 产 向的 新 裂缝 或 沟通 微 裂 缝 网络 ， 实现 二 次 压裂 裂 缝 转 向 。生产 过程 中 ， 向剂被 油溶 解 ， 裂缝 与原 裂 转 新 缝 同时 生产 ， 善老 井开 发 的渗流 场 ， 到提 高单 井 改 达 产量。 新 缝产 生 的条 件从 机理 方面 主要 依靠岩 石 的物
油藏重复压裂缝内转向技术研究
油气田地面工程第 ２ ７卷 第 ７期 （０ ８ ７ ２０． ）
油 藏 重 复 压 裂 缝 内转 向技 术 研 究
樊 红 旗 顾 燕 凌 刘 运 强 马 国 良 苏 金 平 侯 宝 成
（ 庆 油 田采 油二 厂 ） 长
摘 要 ： 多 年 来 的 油 藏 工 程 研 究 、现 场 生
通过 对 华 １ ２区长 ３油 藏 数 值模 拟 结 果 分 析 ， ５
可 以得到 以下 几 点认识 ：
（ ）注水 开发 可 使研 究 区 内原来 闭合 （ 开启 １ 或
程 度 很 小 ） 的 微 裂 缝 开 启 ，填 砂 人 工 裂 缝 和 微 裂 缝
主 导注 水井 水 线推 进方 向 ，水 线推 井方 位 为 ＮＥ ７ ７。
产 能 ，需 要 采 取 重 复 压 裂 改 造 措 施 ，缝 内 转 向压 裂 工 艺 以其独 特 的技术 优势 ，已经 逐渐 成 为陇 东 ＿ 二叠 系油藏 重复 改造 的一 项重 要技 术 措施 。 。
（ ）部 分 区域受 注水 影 响小 而存 在 低压 区 。华 ３ １ ２区长 ３油 藏压 裂 裂缝 受古 应 力 场 控 制 ，方 向性 ５
华 １ ２ 区 目 前 油 井 开 井 ２ ５ 口 ， 日 产 液 ５ ０
产 动 态 及 措 施 效 果 分 析 证 明 ， 改 变 水 力 压 裂 裂 缝 方 位 可 明 显 提 高 油 井 产 能 和 最 终 采 收
率 。 为 实现 这 一 技 术 目标 ，从 ２ ０ ０ ３年 开 始 ，
暂 堵 剂 用 量 是 否 合 适 ， 对 下 步 施 工 参 数 的 优
化 有一 定指 导作 用。
关 键 词 ： 油 藏 ；重 复 压 裂 ； 缝 内 转 向 ；
重复压裂技术2.
一种是在原有水力裂缝的基础上进行缝一种是在原有水力裂缝的基础上进行缝长的延伸增强导流能力等措施以扩大水力长的延伸增强导流能力等措施以扩大水力缝的泄油范围这种方法可以称之为老缝新缝的泄油范围这种方法可以称之为老缝新另一种则是由于初压填砂缝的存在在其另一种则是由于初压填砂缝的存在在其附近出现两个水平应力大小的换位及应力场附近出现两个水平应力大小的换位及应力场的换向新缝的倾角及方位角不同程度地偏的换向新缝的倾角及方位角不同程度地偏离了老缝新缝在未泄油区的扩展增加了离了老缝新缝在未泄油区的扩展增加了油气井的产量
（ 增 加 量 ， ） Mscf （重复裂缝穿透长度）
2．切斯特油井的初压及复压经历
初次压裂施工参数曲线
（作业压力-psi）
（排量-bpm）
净压再次升高 ，砂堵！
（实际压力-psi）
支撑剂进入孔 眼，净压升高
（时间-分）
复压施工参数曲线
（作业压力-psi） （排量-bpm）
（时间-分）
（净压力-psi） （支撑剂浓度-ppg）
诱生应力σx： σx /Δp = 1- X / 3b
应力反转条件
若σv ＞ σH ＞σh ，则老缝是垂直的，新缝也是垂直 的但成正交，如果垂
应力反转条件： 向应力是垂直的，井眼也是垂直的，这种结论可能不现实，因为新缝易于顺老 σh +σx ＞σH+σz 缝扩展。但井眼是倾斜的或应力场与垂直成偏角（地层倾斜），上述情况则是 可能的。新缝将从不同的孔眼起裂，与原裂缝成某些角度。如果射开另外一些 层系（煤层），将能增加这种机会。
重复压裂技术研究
重复压裂技术研究摘要：重复压裂技术指的是在第一次的基础上，进行第二次或者更多次的压裂。
重复压裂技术的出现是为了弥补水力压裂的不足，提高石油产量，实现石油目标产值。
本文主要针对重复压裂技术的概念以及发展现状进行简要介绍，同时，指出压裂技术在具体的开采过程中存在的问题并提出相应的改进措施。
关键词：重复压裂技术；发展现状；应用重复压裂技术早在五十年代初就已经出现，并且在各个国家开始实施。
特别是在美国和中国，对这项技术的运用更加广泛。
但是目前我国目前的重复压裂技术在成功率等各个方面还存在一些问题，不能完全解决油田开发存在的问题。
重复压裂技术的出现对于控制含水量，提高油产量有很大的帮助。
就目前的研究现状来看，我国的重复压裂技术的研究工作始终赶不上现实需求，还需要工作人员从科学的角度出发，更加专业全面的研究该项技术，早日让重复压裂技术符合发展需求。
一、重复压裂的概念和发展现状简单来说，重复压裂技术就是在完成第一次的裂压之后，为了增加出油量，进行第二次或者更多次的压裂，这种压裂方式就被称为重复压裂技术。
之所以会进行重复压裂，主要是工作人员在进行水力压裂之后，压裂的裂缝会逐渐出现闭合或者其他情况，这样一来，就会导致油田开采困难，出油率低等的问题。
为了在最大程度上提高石油的开采量，利用重复压裂技术是非常有必要的。
重复压裂技术最早起源于20世纪50年代，在这时期的重复压裂，只是简单的将原有的压裂规模扩大，在理论研究方面也是比较少的。
到了70年代左右，由于石油的价格逐渐降低，因此相关人员迫切的想要提高石油的产量以获得更多的利润。
因此，在这一时期，美国又开始从各个方面开始研究重复压裂技术并得出了相关的认识结果。
随着研究人员对于重复压裂技术认识的不断加深，激发了各个研究学者的研发热情。
到了21世纪，重复压裂技术有了进一步发展，一种被称作老裂缝压新裂缝技术被提出。
通过这种方式可以迫使裂缝转向，形成新的裂缝，增加出油量。
二、重复压裂技术的方式随着重复压裂技术的逐渐发展，重复压裂技术的方式也有很多，本文笔者主要将其分为三种方式进行说明和介绍。
转向压裂工艺在莫北三工河组深层油藏的应用
考虑到莫北三工河组储层埋藏深在4000m以上，岩 性致密、泥质含量高，压裂时形成的裂缝宽度窄，存 在暂堵剂进入地层后施工压力超压的风险，在该地区 进行缝内暂堵先导性试验，选择最小颗粒暂堵剂，直 径在1.5～2.5mm之间。
4 现场应用效果 4.1 现场应用情况
365
科学管理
2019年第6期
2017年在莫北井区三工河组油藏选取3口井进行转 向压裂工艺先导性试验，由表1可知：施工过程中压 力、排量和施工规模等参数均达到设计要求，同时辅 助现场微地震裂缝监测手段，来验证措施的针对性。
4.2 水力裂缝评价
（1）压裂施工压力分析 从施工曲线可以看出，莫011井在加入暂堵剂前 后施工压力有明显的上涨，加入暂堵剂后压力上升
1.2 裂缝转向机理
在压裂主裂缝延伸过程中，加入暂堵剂封堵主 缝，裂缝在长度上停止延伸，裂缝中的压力即净压力 持续增加，迫使裂缝壁面应力薄弱处将发生破裂，产 生新的分支裂缝，促使和加剧次生裂缝网络形成。天 然裂缝或者层理弱面实现裂缝转向的条件公式如下：
Pnet＞（σH-σh）/2×（1-cos2θ） 式中： Pnet：缝内净压力，MPa σH：水平最大主应力，MPa σh：水平最小主应力，MPa θ：水力裂缝和天然裂缝或层理弱面的夹角，° 可以看出，提高裂缝内净压力是实现裂缝转向的 必要条件。采用技术手段使缝内净压力升高即Pnet ≥ σH - σh，就可以满足裂缝转向所需要的力学条件。
莫北井区三工河组油藏位于准噶尔盆地中央坳陷 的莫北凸起上，为向南西倾没的单斜。岩性主要为砂 砾岩、含砾不等粒砂岩、粗中砂岩和细砂岩。孔渗岩 心分析结果表明，储层孔隙度平均值11.66%，渗透率 平均值约为1.73mD，属低孔特低渗油藏。储层埋藏 深在4000m以上、岩性致密，压裂施工破裂压力高， 施工难度大加砂规模难以提高。随着油田的多年开 发，受井深、储层物性及压裂施工难度限制，老井仍 采用单一增产手段，部分油井产量递减快的矛盾日益 突出，传统的压裂工艺已不能满足该类油藏开发的需 求。因此在莫北井区三工河组开展缝内转向压裂技术 试验，最大限度的释放储层产能，有效动用剩余油富 集区，提高压裂效果，从而为深层油藏未压裂井恢复 产能、已压裂井挖掘剩余油提供新思路。
二次压裂研究
安塞油田是上世纪八十年代发现并投入开发的全国第一个亿吨级的整装特低渗透油田，属典型“三低”（低渗、低压、低产）油藏。
自1990年油田实现大面积注水开发以来，创建了以“三大技术系列，八项配套技术”为骨干的安塞模式，实现了特低渗透油田的效益开发。
在学术上，一般将储层渗透率小于等于50毫平方微米的油藏定义为低渗透油藏。
我国目前已探明石油地质储量中，属于低渗透油藏的储量已达四分之一以上，而已开发地质储量中，属于低渗透油藏的储量仅有十分之一左右。
长庆油田针对特低渗透油藏随着生产时间的延长，投产压裂形成的人工裂缝导流能力下降，导致油井产量下降的问题，首创了以“缝内暂堵压裂”形成新人工裂逢为主的二次改造增产技术，通过推广应用取得了显著的增产效果，已成为安塞特低渗透油田一项主要的增产技术之一，对我国同类油藏的开发具有良好借鉴意义。
裂缝中的矛盾安塞油田成功开发，形成了著名的“安塞模式”。
但随着注水开发时间的延长，受特低渗透油藏地层供液能力本身较弱的影响，近三分之一的油井投产几年后单井产量下降至2吨以下，出现了地层压力上升，老井低液面、低流压、采液和采油指数下降；部分区块由于微裂缝发育，主向油井水淹速度较快，沿裂缝强化注水后，侧向油井压力上升后，而油井基本不见效或见效周期长等等。
为此，只有实施重复压裂，但简单的重复却无法收到预期的效果，“九五”期间，共实施24口油井，增产有效仅14口，有效率58.3%,平均单井增油190吨,投入产出比较低。
由于裂缝而带来的开发矛盾由此产生。
大多数正在开发的低渗储层都存在有天然裂缝，正是由于天然微裂缝的存在，才使众多的低渗、特低渗储层实现高效和经济的开发。
但在压裂施工时，由于微裂缝的存在也产生了许多复杂的问题，如滤失增加、摩阻增加，缝长相对较短等。
安塞油田油层物性差，非均质性强，平均有效渗透率仅0.49毫平方微米，属典型的低渗、低压、低产的“三低”油藏。
长6油层是安塞油田的主力油层，油层物性差，非均质性强，天然微细裂缝比较发育，必须经过压裂才能获得工业油流。
“双压裂”革命——西部钻探成功打破传统作业模式侧记
特别报道——西部钻探成功打破传统作业模式侧记“双压裂”革命文/图 张平“停泵！停车！” 2022年5月1日，在准噶尔盆地玛湖风南FNHW4063四井平台发出的这一句与平常无异的压裂停车指令，竟成了我国石油勘探开发再添一大新利器的标志——“双压裂”增产工艺技术在国内首次获得成功应用。
历时11天，完成110段压裂施工，日均施工10段，单日最大泵注液量1.53万立方米，效率提升70%，完井时间缩短45%……西部钻探井下作业公司（储层改造研究中心）“双压裂”增产工艺技术的首次成功应用，不仅一举打破了国内两项储层改造工程纪录，还填补了国内“双压裂”增产技术的空白。
涉险滩 吃螃蟹“油田要降本，我们要提速。
但传统压裂作业模式，提速已达到极限，降本空间微乎其微。
要想改变现状，必须打破条条框框，革命性地改变传统作业模式”,井下作业公司生产运行负责人杨磊如是分析道。
若还是按老思路、旧办法、慢节奏发展，很难再有所突破。
唯变，才能闯出新路子，开拓新境界。
如何变？井下作业公司有了明确的方向——涉险滩、吃螃蟹，向“双压裂”增产工艺技术发起挑战。
有了目标就得赶紧干！“大家都说说这个平台该怎么干？想一想井场车辆怎么摆？备压、电测等配合单位怎样协调现场不窝工……”在井下作业公司技术攻关会上，工程技术员徐传友提出了一系列问题。
“这个‘双压裂’工艺技术在国际石油行业中已经有应用，没有必要在技术攻关上再花大力气，而应该根据国内储层改造的实际现状，在这一工艺技术的基础上深度攻关，进行嫁接、复制、转化，实现超越”,意的步伐，井下作业公司联合新疆油田共同深入探讨技术细节，迅速形成了推进方案。
双方以“密切割+高强度+缝尖干扰”改造为核心理念，根据国内储层改造的实际现状进行嫁接、复制、转化，针对玛湖砾岩油藏非均质性强的特点，因地制宜，共同完成了地质甜点识别和压裂工艺优化，在不降低原有改造强度的基础上优化分段分簇方案，满足了油井地质储层少簇精改的工艺需要。
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
二次压裂提高川南深层页岩气缝网复杂性
二次压裂提高川南深层页岩气缝网复杂性作者：林永茂来源：《中小企业管理与科技·中旬刊》2019年第07期【摘要】川南深层页岩气是我国勘探开发的重要阵地，由于其埋藏深、地应力高、地应力差异大、天然裂缝不发育，压裂改造形成的缝网复杂程度低，导致压后产量不理想。
论文提出了二次压裂工艺技术，通过应用这项技术迫使裂缝转向或开启更多的微裂缝，从而提高页岩气缝网的复杂程度。
【Abstract】The deep shale gas in South Sichuan is an important position for exploration and development in China. Due to its deep burial， high in-situ stress， the large difference in in-situ stress， undeveloped natural fractures and low complexity of fracture network formed by fracturing transformation， the post-compression production is not ideal. This paper proposes the secondary fracturing process technology that uses this technique to force the crack to turn or open more micro-cracks， thereby increasing the complexity of the shale gas seam network.【关键词】深层页岩气;缝网复杂性;二次压裂【Keywords】 deep shale gas; the complexity of fracture network; secondary fracturing【中图分类号】TE377 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 【文献标志码】A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;【文章編号】1673-1069（2019）07-0191-031 引言川南深层页岩气资源量达到9.5万亿方[1-3]，是我国页岩气勘探开发的重要阵地。
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缝内二次转向压裂技术探索杜宗和;李佳琦;聂洪力【摘要】转向重复压裂是挖掘老区低渗油藏剩余油的重要途径,目前常规转向压裂技术存在着裂缝是否转向、缝内转向方式如何以及怎样实现缝内转向等问题,最终导致裂缝转向程度不理想、压后效果不明显、压后解释不准确.在岩石力学、断裂力学、水力压裂力学基础上,结合压裂裂缝转向理论,提出了“缝内二次转向压裂”的概念,通过分析对比缝内转向压裂可能出现的4种裂缝形态,发现在水平应力差拐点处实施缝端暂堵转向压裂可最大程度沟通油藏,分析了其适用的储集层条件、关键技术,并给出初步设计方法.该技术对发展转向压裂技术体系、由经验型压裂向精细化压裂的转变具有重要的意义.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2013(034)003【总页数】5页(P349-353)【关键词】转向压裂;二次转向;缝内转向;缝端封堵;水平应力差拐点【作者】杜宗和;李佳琦;聂洪力【作者单位】中国石油新疆油田分公司勘探公司,新疆克拉玛依 834000;中国石油新疆油田分公司工程技术研究院,新疆克拉玛依 834000;中国石油新疆油田分公司开发公司,新疆克拉玛依 834000【正文语种】中文【中图分类】TE357.1现有转向压裂技术在炮眼处或高渗透带聚集高强度的滤饼桥堵，使得在其他方位产生二次破裂以产生新裂缝［1］，但因技术本身存在局限性，使得转向程度不理想，增产效果不明显；现场施工采用不同暂堵剂类型组合或不同用量进行尝试，结果大多现场实验未达到转向目的，增产效果较差，压后解释也缺乏理论支撑。
目前，对转向压裂缝内是否转向、缝内转向机理和方式以及怎样实现缝内转向等问题认识模糊。
本文提出了“缝内二次转向压裂”概念，初步分析了其理论机理，并讨论了适用的储集层条件、关键技术及其概念设计方法。
1 缝内二次转向压裂理论1.1 近井地带地应力重新分布理论近井地带地应力重新分布理论研究在国内外已趋于成熟［2-4］，得到大多数学者的认可。
室内实验研究表明，初次压裂油气井中产生的人工裂缝会产生诱导应力［3］；油气井产出或注入等活动，导致地层孔隙压力变化而诱导地应力重新分布，同时注入水导致油藏温度变化产生热弹性应力场等，这些诱导应力改变了重复压裂井井底附近的应力场分布，进而给重复压裂新裂缝的开启创造了必要条件（图1）。
对于地应力重新定向区域附近初次转向裂缝延伸有以下结论：（1）重复压裂所产生的新裂缝先在应力转向区内垂直于初始裂缝延伸方向稳定延伸至应力各向同性点，穿透深度为L'xf；图1 重复压裂新裂缝延伸理论模型（2）超过应力转向区后，在L'xf端点处发生再次转向，重复压裂所产生的裂缝将逐渐转向到垂直于最小水平应力方向上延伸，穿透深度为L″xf；（3）重复压裂所产生的新裂缝转向到垂直于最小水平应力方向上稳定延伸。
1.2 与缝内二次转向压裂相关的概念基于近井地带地应力重新分布理论，定义等水平应力点（应力重新定向区域与原应力区域临界处），即图1中的L'xf端点处为“水平应力差拐点”（简称“拐点”）。
“缝端封堵”是指把小颗粒人工封堵剂泵入人工裂缝远端部，形成缝端封堵区域［5］。
“缝内二次转向压裂”在初次转向压裂基础上，在拐点处实施缝端缝堵，迫使裂缝改变原延伸方向，增加裂缝转向半径，使其延伸到离老缝更远的低动用或未动用剩余油区，达到更好的增产目的。
缝内二次转向压裂区别于常规暂堵转向压裂和缝网压裂技术，作为常规暂堵转向压裂的改进和补充，与缝网压裂有不同的施工目的和实现方法。
1.3 缝内二次转向压裂机理1.3.1 理论基础目前常用的关于岩石脆性断裂的理论有3种［3］：最大拉应力理论、能量释放率理论、最小应变能密度因子理论。
假设裂缝周围的岩石为均匀连续的线弹性体，根据岩石力学［6］、破裂力学和水力压裂学［7，8］，可以采用线弹性破裂力学理论来研究重复压裂所产生的新裂缝转向后的扩展方向。
本文采用复合型裂缝的最大拉应力原理来研究重复压裂新裂缝的扩展，其扩展方向取决于KI和KⅡ断裂准则的联合作用。
根据弹性力学和破裂力学的理论，一个Ⅰ、Ⅱ型混合裂缝末端的应力可以用应力强度因子来表示：根据最大拉应力理论：周向正应力σθ的最大值方向将是裂缝的初始扩展方向，并且沿这个方向的最大轴向应力达到了临界值而使裂缝扩展。
式中cos(θ/2)=0的解，对应θ=±π，与实际不符，故由方程：确定开裂角θ0.确定开裂角的必要条件，要使σθ达到最大值还需要满足的条件。
根据能量释放率理论，当沿θ0方向的周向应力达到临界值σθc时裂缝开始扩展，由应力强度因子定义，可表达为则裂缝发生扩展的判据就为由破裂力学可知，应力强度因子可由相应的应力场得到：1.3.2 缝内二次转向力学原理分析在以上力学理论分析基础上，结合裂缝延伸惯性理论，裂缝远端持续破裂，液体流动惯性理论进行力学原理分析可得出以下结论：（1）在拐点附近，原初次转向压裂裂缝随着最大主应力方向的改变，裂缝发生偏离原裂缝方向θ角度的弯曲（图2）。
图2 常规转向压裂理想裂缝方位（2）在拐点附近进行缝端封堵，在缝端形成应力差远远超过水平地应力差的封堵区域，裂缝被迫转向，此时，最小主应力为垂直于封堵区域侧面与地层交界处。
根据断裂力学以及裂缝延伸惯性［8］推导，裂缝将沿着与原延伸OC方向形成对称θ1、θ2角度的OA,OB偏离方向延伸（图3）。
（3）OA,OB方向与裂缝近井地带最大主应力方位Oy方向夹角为θ-θ1，θ+θ2，明显θ-θ1＜θ+θ2，依据裂缝延伸惯性，在地应力差相同情况下，总是沿着转向角度最小的方向延伸。
因此，裂缝在拐点处缝端封堵形成的转向裂缝在OA方向（图3）。
1.3.3 裂缝形态分析根据上述基础理论分析，给出缝内转向压裂可能出现的4种裂缝形态以及判断条件：图3 重复压裂新裂缝延伸理论模型（1）Ⅰ型裂缝：纵向延伸缝目的层上下无明显隔挡层，上、下层地应力差值小，纵向应力差小于平面内横向σ纵差＜σ横差，此时压裂裂缝在缝端封堵作用下形成缝内纵向转向（图4），此类型裂缝形成上、下层无效缝，达不到转向目的，更增加了沟通上、下非目的层的风险，是施工中应该尽量避免的。
图4 Ⅰ型裂缝形态示意（2）Ⅱ型裂缝：近井地带多裂缝在较高上、下层应力差下，同时近井地带岩质疏松易破裂，形成缝内平面内多处破裂延伸，在近井地带产生次生裂缝，形成井底缝网状多裂缝（图5），由于此时，形成大多缝网在老裂缝作用区域内，增产效果不明显。
图5 Ⅱ型裂缝形态示意（3）Ⅲ型裂缝：无效封堵缝当缝内封堵点在应力重新区或原地应力区域，由于较强平面内地应力差（σx＜σy或σy＜σx）的作用下，裂缝扩张会绕过封堵区域，以单一缝或分叉缝的方式沿原裂缝延伸方向延伸（图6）。
此种情况下，形成无效封堵，转向程度不理想。
如果此时σ纵差＜σ横差，甚至会形成Ⅰ型转向裂缝。
图6 Ⅲ型裂缝形态示意（4）Ⅳ型裂缝：拐点缝端转向缝当在初次转向裂缝拐点附近形成暂堵区域，σy≈σx，此时，形成沿与暂堵区域成一定角度方向转向，由于裂缝破裂惯性以及流体流动惯性特性，裂缝继续向离老裂缝以远方向破裂，产生二次转向，进一步沟通剩余油区域，达到缝内转向目的（图7）。
图7 Ⅳ型裂缝形态示意综上所述，由于纵向地应力差过小易产生Ⅰ型裂缝，因近井应力小等原因容易破裂而产生Ⅱ型裂缝，可见对转向压裂选井选层以及近井地带地应力分布情况进行分析的重要性。
Ⅲ型裂缝和Ⅳ型裂缝二者的区别是缝端暂堵的时机不同，导致初次转向裂缝长度过短时，则会产生Ⅲ型裂缝，若结合地应力场分布，考虑裂缝长度，合理设计暂堵剂泵入时间，可使得在拐点处产生缝端暂堵，产生最为理想的Ⅳ型裂缝。
2 适用储集层条件及关键技术2.1 适用储集层条件缝内二次转向压裂主要针对生产时间较长的老井，其近井地带以及老裂缝控制区域开采接近枯竭，但在裂缝控制区域外还存在低动用、未动用剩余油区域；采用此项技术可增大裂缝转向半径，使其延伸至剩余油区，增加单井产量，延长老井开采周期。
适用储集层条件如下。
（1）基质孔隙性储集层，天然裂缝不发育、低渗砂岩油藏。
（2）平面内应力差较小，由各项诱导应力综合作用致使近井地带形成地应力重新定向区域。
（3）储集层上、下具有明显隔挡层（纵向上应力差大于平面内应力差），阻碍裂缝上、下延伸，迫使裂缝在平面内转向。
2.2 关键技术实现缝内二次转向压裂的关键点在于分析地应力重新定向区域，对初次转向裂缝拐点进行准确定位，而后进行精确的缝端封堵，其关键技术如下。
（1）根据相关资料作出地应力重新定向区域分析，准确定位拐点。
（2）实现精确缝端封堵，可利用质量守恒原理、压裂裂缝中流速分布分析以及支撑剂沉降分析［9，10］，计算出相关压裂施工参数（排量、暂堵剂用量、暂堵剂泵入时间、携带浓度等），精确控制施工参数在一定时间内把缝堵剂送到预定缝端拐点处。
（3）研究合适的暂堵剂体系、携带暂堵剂压裂液体系，以满足不同条件下实现精确的缝端封堵。
3 缝内二次转向压裂设计方法在理论分析及大量现场施工经验的基础上，结合关键技术，初步给出实现缝内二次转向压裂设计步骤如下。
（1）进行近井地带地应力分析，考虑地应力重新定向，确定地应力重新分布区域，准确定位应力差拐点的位置。
（2）设计初次转向裂缝所需维持的裂缝参数（缝长为井底距拐点的距离），并设计施工参数。
（3）进行初次转向压裂设计与施工，施工过程中维持相对稳定的裂缝参数，为后续携带暂堵剂至缝端提供良好的条件。
（4）设计合适的施工参数，实现堵剂送到预定缝端拐点处的精确控制，这一步非常关键。
（5）二次转向时考虑到裂缝的弯曲、转向且距离井筒较远等，裂缝不易控制，表现为井口压力波动较大，故在设计中应对支撑剂组合、砂比、排量等进行精心设计、仔细观察、实时监测、精细控制。
4 现场应用新疆油田百口泉采油厂某井区已经过20余年的开发，部分井已经进入生产后期，其中老井14口16层均在2000年左右进行过常规重复压裂，目前单井日产油为0.3～7.5 t，平均仅为4.1 t.2012年针对该区块油藏特点，结合生产历史数据，展开深入研究分析、技术攻关，并成功将缝内二次转向压裂应用于该区块，取得了较好的效果。
表1为实施缝内二次转向压裂前后产量对比。
从表1可见，转向压裂后平均产液量增加了2.2倍，含水率下降了6.37%，效果良好。
缝内二次转向压裂技术为老区增油提供了新方法。
表1 缝内二次转向压裂前后产量对比井号B001 B002 B003 B004 B005平均值转向压裂前产油量（m3/d）0.5 3.5 4.4 1.2 2.4 2.4产液量（m3/d）0.6 4.9 5.6 1.5 3.5 3.2含水率（%）16.67 28.57 21.43 20.00 31.43 23.62转向压裂后产油量（m3/d）2.1 6.5 8.1 6.7 5.5 5.8产液量（m3/d）2.6 8.7 9.6 8.0 6.1 7.0含水率（%）19.23 25.29 15.63 16.25 9.84 17.255 结论与建议（1）针对传统重复压裂转向技术机理不明确、效果不佳的现状，提出了“缝内二次转向压裂”概念，初步探索了其机理及理论基础，给出了“缝端封堵”、“水平应力差拐点”等新概念。