重复压裂工艺实用性概述与分析

剂 的强 度 ：
呈 一定 角 度 ， 与缝 内转 向类 似 ， 随诱 导 应 力场 的影 响
逐 渐减 小 。 裂缝 将 向初 始 裂 缝方 向偏 移 ， 终 与 之 新 最 基 本平行 ． 图 ２ 见 。 在缝 口转 向压裂 施工 中 ， 常采 用桥 堵剂 或蜡 球 通
（） ４ 支撑剂 的圆球度 ；
在缝 内转 向压 裂施 工 中 ． 桥堵 剂 的加入 采取 通 过 ｝ 砂 池 中加入 。通过 主压 车高 压柱 塞 泵 注入地 层 ， 昆 整 个压 裂施 工基 本 为连 续施 工 ． 不需 对 目前 的压 裂方 式 进行 修改 ． 因此降低 了施 工难 度 。
求， 因此 必须 要考 虑 以下 因素 ： （） １ 支撑 剂 在压裂 液 中 的沉 降 ， 即选 择 合适 的支
。
可有 效提 高低 产 压 裂 井的 产量 否成 功 的进 行 重复 压 裂具有 重要 的现 实意 义 。综述 了重复 压 裂裂缝 的 形 能
成 方式 及压 裂液 和 支撑 剂 的选 用 重点 ， 细致 分析 了重复 压 裂 的选 井选层 原 则 ， 并 对从 事 重复 压裂 设计 与施 工 的
选择 ， 配 以适 当 的工 艺措 施 ， 并 才能 实现 预期 的效 果 ；
（ ） 复压 裂更 要 重 视压 裂 液 和 支撑 剂 的选 择 ， ４ 重 要 选 用 与底 层 配 伍 性好 的压 裂 液 和 强 度更 高 的 支撑
剂。
（ ） 裂 层 段 具 有 足 够 的 剩 余 可 采 储 量 和 地层 １压 能量 ， 剩余 可 采 储 量 是压 裂 增 产 的 物质 基 础 ， 地 层 而
① 作者简介 ： 助理工程师 ，０ ５ ０ ２０ — ６毕业于长江大学石 油工程 专业。现 中国石油大学（ 北京 ） 在读硕士研究生
・
６・
新 疆 石 油 科 技
２ １ 年 第 ２期 （ ２ 卷 ） ０１ 第 １
新裂 缝
情况存 在 一定 差距 。Ｃ ｒ Ｗｒ ｈ 等 在分 析许 多现 ｈ ｓＡ、 ｉ ｔ ｉ ｇ 场数 据后 发 现 ， 裂缝 的启 裂 方位 并不 垂 直于初 次 裂 新
和缝 内的污 染 物酸 蚀 ． 防止 油层 较 深部 位 酸化 引起 岩 石骨 架破 坏 。
２ 重 复 压 裂 的 方 式
２１延 伸 原 有 裂 缝 ．
在 油气 井初 次 压裂 后 的开 采过 程 中 ， 由于压 裂改 造 规模 不 够 或 者储 层 压 力 、 温度 等 条 件 的改 变 ， 裂 使 缝导 流 能力 降低 。 导致 压裂 裂 缝增 产失 效 。这 类 井需
撑 剂密度 ；
缝 口转 向压 裂 。所谓 缝 口转 向压 裂 ， 就是 就是 新
裂缝 的启 裂 位置 在井 眼 内 ， 裂缝 方 向与 原压 裂裂 缝 新
（ ） 缝 中 的支 撑 剂 在 地 层 闭 合 压 力 下 的导 流 ２ 裂
能力 ： （） ３ 支撑 剂 在地 层 闭合 压 力下 的破 碎率 ， 即支 撑
技 术人 员有 着很 强 的 实用性 。 主题 词 重复 压 裂 裂缝 延伸 缝 内转 向压 裂 缝 口转向 压裂
缝 污染 ， 减小 了裂缝 的渗透 率 ；
ｌ 刖 昌
（ ）油相 渗 透率 随 开采 时 间的延 长 而 减 小 ， 致 ２ 导
重 复 压 裂 是指 油 气 井 在 第 一 次 压 裂 增 产有 效期 过后 。对 同一 口井 的 同一层 位 进 行再 次 或多 次压 裂 ， 以提 高 油气 产量 。 复压裂 工 艺最早 可 追述 到上 世纪 重 ５ ０年 代 ，美 国近 ３ ％的压裂 都 属 于重 复压 裂 ，到 ８ ０ ０ 年 代 中后 期 。 现代 水 力 压 裂技 术 的发 展 ， 内外 将 随 国
裂 缝开 始转 向初 始 裂缝 方 向 。 终将 沿初 始 裂缝 方 向 最 延 伸 ． 图 １ 见 。
３ 重 复压 裂 选 材 研 究
３１ 压裂 液 ．
压裂 液必须 满 足重复 压裂施 工要 求 。由于地 层 能 量及 油 气饱 和度 的降低 ， 因此对 重 复压 裂 的要 求更
高 ， 裂液 要 满 足 滤失 、 定 性好 、 压 稳 携砂 能 力 强 、 摩
参考 文献
１ 王鸿勋 ， 张士 诚 等 ． 力压 裂 设 计 数 值 计 算 方 法 ． 油工 业 出 水 石
版 社 ：９ ８ ０ ２ ８ ３ ０ １ ９ — ６： ９ ～ ０
２ 南志学， 朱彦 刚 ， 永 春 等 ． 萄 花 油 田 重 复 压 裂 裂缝 酸 洗技 张 葡
术． 庆 石 油 地 质 与 开发 ，０ １，０（ ：０ ４ 大 ２ ０ ２ ５） ４ ～ ２
力 ． 支撑 裂 缝 的导 流能 力 取决 于支 撑 剂 的类 型和 浓 而
缝 闭合后 作 用在 支撑 剂 上 的净压 力 ， 该应 力垂 直 于初
始支 撑裂 缝 ， 小诱 导应 力平 行 于初 始支 撑 裂缝 。研 最 究 表 明 ．压裂 裂缝 的产生 在应 力 最弱 点 开始启 裂 ， 对
重 复压 裂作 为一 项重 要课 题进 行 了细 致研究 。
产 能下 降 ；
（ ） 层 中钙离 子 与重 碳 酸 盐 离子 发 生 反应 ， ３储 导
致碳 酸钙 沉淀 堵塞 油 流孔道 。 针对 以上 问题 ．有 研究 人员 提 出 了裂缝 酸洗 ， 然
后再 进行 加支 撑剂 的技 术方 案 。 考虑 的 因素有 酸液 与 地层 的配伍 性 以及 酸液 的浓 度 。 酸液 只对 裂缝 壁 面 使
适 应性 。
缝 内转 向压 裂 。所 谓缝 内转 向压 裂 ， 是新 裂缝 就
的启 裂位 置 在初 始 裂缝 内 ， 即裂 缝产 生 的应力 最 弱点
在距 井 眼一定 距离 的原 压裂 裂缝 内。 随着裂 缝 向远离 井 筒方 向不 断延 伸 ，诱 导应 力 场 的影 响 逐渐 减小 ， 新
由于 初 次压 裂改 变 了井 眼 附近 的应 力分 布 ， 最 在
大 和最小 两 个水 平 主应 力 叮一 和 仃 方 向上 产 生 了
附加 的诱 导 应力 盯 一 和
。最大 诱导 应 力等 于裂
支撑 裂缝 过早 失 效 的主要 原 因是施 工 的砂 比较低 。 为 此 ．重 复 压 裂 时应 尽 可 能 使 支 撑 裂缝 具 有 高 导 流 能
（） ５ 支撑剂 粒径 及粒 径分 布 。
暂堵 剂等 堵 塞原 裂缝 ， 以便在 井 眼 内其他 方位 产生 新 裂缝 。在 顶替 一 定量 的液体 后 ， 主压 车 开始 进行 后 续
的 主压裂 施工 。
４ 重 复压 裂 选 井 选 层 分 析
重 复压 裂措 施后 是 否能 达 到设计 的增油 效果 ． 选
裂 缝 酸洗 技术 。 裂缝 的导流 能力 下 降意 味着压 裂
的失效 。 存在 主要 问题 有 ： 其 （ ） 裂 支撑 剂 的破 碎 率 随 开 采 时 间 的 延 长 而 １压
增 加 ， 者支 撑 剂镶 嵌 到 裂缝 壁 面 ， 而 造 成填 砂 裂 或 从
但是 ， 重复 压 裂 处 理 是 否会 产 生 重 定 向 ， 取 决 还 于原 始 地应 力 、 天然 裂 缝 、 层 的渗 透 率 以及 油 井 生 储 产 变化 等 情况 ， 以井 眼附近 应力 场 与研 究 中 的理 想 所
新 疆 石 油 科 技
２１ ０ １年 第 ２期 （ ２ 卷 ） 第 １
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重 复压 裂 工 艺 实用 性概 述 与 分 析
赵 文龙① 邓金 根 陈 宇 石林
中 国石 油 大学 （ 京 ） １２ ４ 北 京 昌平 北 ， ０２９
摘 要
一
重 复压 裂技 术是低 渗 透 油气 田 开发 中后 期稳 油控 水 的 重要技 术措 施 ， 提 高压 裂 井产量 的 有效 途径 之 是
度， 闭合压 力 相 同 的情况 下 ， 砂浓 度 越 高 ， 撑 剂 的破 支 碎 率 越 低 。因此 提 高 砂 比压 裂施 工是 一 项 必 要 的措
施。
重 复压 裂 而 言 。 裂 缝启 裂 的方 位将 垂直 于初 次裂 缝 新 方位 。 其产 生 的条件 为 ：
叮。＋ 哪 ＞盯 ｎ－ｒ ＿． Ｉ ｍ ｍ＂ ｍ Ｏ （） １
某 点 ｘ处起 裂产 生新 裂缝 。 因此 ． 据新 裂 缝 启 裂 位 置 的不 同 ． 可分 为 缝 根 又 内转 向和缝 口转 向 。
高压 压 开地 层 ， 它受 地 层应 力 控制 程 度 小 ， 因而 不 管
是 何种性 质 的地 层 ， 瞬间都 可受 到 冲击 而形 成一 定 在 的裂缝 。 近年 来爆燃 压 裂在 老井 复压 中也逐 步得 到应
要 采 取 措 施 重新 撑 开 原 有 裂 缝 。 根 据裂 缝 失 效 的原 因 。 重 复压 裂时 可 以采取 不 同 的工 艺措 施 。 在 高砂 比压 裂 工艺 。 初次 压裂 改造 规模 不够 而 导致
２ ． 向压 裂 ２转
由于初 始裂 缝 的生 产潜 能越 来越 小 ， 纯 的延 伸 单 原裂 缝 已不 能满 足增 产 稳油 的需要 。因此 ， 需要 压 开 新缝 以保 持或 增加 原有 产能 。
能 量有 利 于延 长增 油 的有效 期 ； （ ）油井 初 次 压 裂 后 产 量 高 ， ２ 目前 产 量 低 ， 油 而 井 所 在井 组生 产 同一层 位 的油井 目前产 量 高 ； （ ）初 次 压 裂 规 模 较 小 、 比低 、 缝 导 流 能 力 ３ 砂 裂 低、 有效 缝长 较 短 的井 或裂 缝 的有 效支 撑 范 围不 够或
重复 压裂 工 艺 实用性概 述 与分析
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井 选层 显得 至关 重要 。 据对 重复 压裂 机理 的研 究 和 根 对 重复 压裂 井 失效 原 因分 析 ， 复压 裂应 遵 守下 列选 重
井 选层 原则 。
（ ） 复压 裂要 重 视 选井 选 层 ， ３重 只有 科 学 合理 的
用。 有关 资料 表 明 ， 爆压 能生 成新 的裂缝 ， 而且 裂缝 形 态 呈空 间 三维立 体 张开 。所 以 ， 工 艺对 于解 除 近井 此
筒 地带 堵 塞 ， 善油 井 的 出油 剖 面和储 油 层 内含 油饱 改 和度较 高 的油 藏有 积极 的作 用 。 特别 是对 油层 厚 度较 大 、 出程 度 较低 、 油饱 和 度较 高 的储 层有 很 好 的 采 含
阻 低 。 合 于大 规模 加 砂 压 裂 的要 求 ； 要 与 油 藏 配 适 还
伍性 好 ， 胶 速度 快 而彻底 ， 于返 排 ， 可能地 降低 破 易 尽 对地 层 的伤 害。
图 １ 缝 内转 向示意 图
３２ 支 撑 剂 ．
支撑 剂 的主要 作 用就 是维 持压 裂裂 缝 ， 防止 裂缝 闭合 ． 复压 裂 时对 支撑 剂将 有 比前次 压裂 更 高的 要 重
其 中 ，各 向同性 点处 １ 一＋ ＝盯 ＋ ， ３ 盯 １ ＂ 仃 一 井
眼 为原点 。
２３爆 燃 压 裂 ．
爆 燃 压 裂是 以高 能 气 体在 地 层 瞬 间爆 炸产 生 的
上 式表 示新 裂缝 在 初始 裂缝 方 向上 某点 （，１ Ｘ ０处
起 裂 时从 起裂 点 到各 向 同性 点 的距 离 。若 ｘ ０ 表 示 ＝， 在新 裂缝 在 井 眼处起 裂 ， 否则 表示 在前 次 裂缝 方 向上
缝方 位 ， 而是偏 离 ３ 。 ６ ｏ ０～ ｏ 。
初
另 外 ， 洪 、 金 洲 等人 对 新 裂 缝起 裂 点 到 各 向 刘 赵 同性 点 的距离 Ｌ 进行 了研 究 。 由下式求 出 ： 可
酝
（ ， ）＋盯 。 ， ）ｃｔｎ Ｌ 戈Ｌ 血（ Ｌ ＝ｒ ｌ ， ）＋ ｍ（ 盯 。 ， ） （ Ｌ ． （） ２ 图 ２ 缝 口转 向示 意图