暂堵转向重复压裂技术

1、新裂缝延伸规律
• 井筒附近重复压裂新裂缝 将以与初始裂缝呈90 ° 的方位角延伸。
• 距井筒一段距离后，裂缝 仍沿原来的方位延伸 。
2、裂缝转向后扩展方向
（1） 储层岩石应力强度因子 • 应力强度因子是描述缝端附近应
力场强弱的重要参数。压剪情况 下含裂缝单元体的受力条件如右 图所示 ： • 根据断裂力学理论，裂缝端部应 力强度因子:
造。
3、压裂时机确定
重复压裂时机是重复压裂成败的关键之一 ， 通常有如下两个确定准则： 当第一次压裂失效后进行重复压裂； 当地层压力系数达到一定值时进行重复压裂。
五、堵剂要求
1、堵剂性能要求
➢强度高 ➢形成滤饼 ➢可溶性好
➢有利于返排 ➢ 方法操作简单 ➢ 时间可控
2、堵剂体系
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。
(6)当裂缝与初始水力裂缝平行或者 Keq KIC 时，转 向裂缝延伸完毕，否则，回到步骤(3)继续计算 。
因此，垂直裂缝井新裂缝的 延伸可能由三部分组成 ： ➢ 应力转向区内垂直初始裂缝 缝长方向，穿透深度为 ；
➢ 应力L转'xf 向区后，逐渐转向到
初始裂缝缝长方向，穿透深 度为 ；
➢ 转向到L'x'原f 始水力裂缝方向并
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 。
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。
• 当诱导应力差足以改变地层中的 初始应力差 ,则在井筒和初始裂 缝周围的椭圆形区域内应力重定 向，从而新裂缝发生转向。
三、重复压裂裂缝延伸方式
1、新裂缝延伸规律
• 重复压裂能否形成新裂缝，主要取决于储层地应力场变化 的结果。
• 垂直于裂缝方向附加的诱导应力大，裂缝方向上附加诱导 应力小,可能使σxmin+σx诱导>σymax+σy诱导，重复压裂裂缝 的重新定向就有可能发生。
KI a KII a
• 已知 K I 和 K II ，即可计算出等效应力强度因子 K eq
和裂缝扩展角度 0 ：
K eq co 2 K sIco 22s 2 3K IIsi n K IC
0arcK sIiK nIIK 3IK 2II9K KII2I28KII2 • 等效应力强度因子 K eq = K IC 时，裂缝开始延伸 。
稳定延伸。
四、重复压裂时机研究
1、影响重复压裂效果因素
影响重复压裂效果的因素：地质因素,工程因素。
地Biblioteka Baidu因素： ➢剩余可采储量
➢有效厚度
➢地层压力
➢地下原油粘度
➢有效渗透率
➢含水率
工程因素：
➢裂缝方位：支撑裂缝诱导应力、生产诱导应力
➢重复压裂材料：压裂液、支撑剂
2、选井选层原则
• 油井控制足够的剩余可采储量和地层能量； • 前次压裂的规模偏小，产量下降较快的井； • 前次压裂的支撑裂缝已失效，产量下降快； • 前次压裂施工失败的井； • 前次压裂目的层跨度大，油层未得到充分改
• 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。
六、配套工艺
1、控制缝高压裂技术
• 高含水油田，需将裂缝高度控制在生产层内；可配 合采用控缝高压裂技术，最大限度地实现裂缝纵深发 展。
• 基本原理：将上浮式和下沉式导向剂随着压裂液在 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。
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 需的强的。
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。
通常选用水溶性高分子材料堵剂：承压能力高、易形成滤 饼、封堵率高，水溶性好，且用量少，压后完全溶解无污染。
• 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。
2、端部脱砂压裂技术
实质：有控制地使支撑剂在裂缝端部脱出，桥架形成 端部砂堵，阻止裂缝向缝长方向进一步延伸。继续注入 高砂比混砂液，沿缝尖形成全面砂堵，缝中储液量增加， 泵压增大，促使裂缝膨胀变宽，造成一条具有很高导流 能力的裂缝。 可配合采用控缝高技术控制裂缝在高度方向进一步延 伸。 总之，端部脱砂技术是一项必要的配套技术。
暂堵转向重复压裂技术
汇报内容
一、研究目的及意义 二、破裂机理研究 三、新裂缝延伸方式 四、时机研究
五、堵剂体系 六、配套工艺 七、效果分析 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 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。
3、裂缝转向后延伸方向与缝长
具体步骤： (1) 计算 K I 、 K II 和 K eq ； (2) 裂缝开裂判断。（ K eq 、K IC ）
(3)根据得到的 0 ，沿着原裂缝逆时针方向令裂缝扩
展某一小量长度 a ,求出新 K eq ;
(4)判断裂缝是否继续扩展 ,若扩展，计算 1 ;
(5)计算重复压裂转向裂缝延伸轨迹坐标方程和转向裂 缝延伸长度。