低产油气井强制裂缝转向重复压裂技术研究

刘如斯 刘凡

摘要：为提高低产油气井产能，延缓压裂减产速度，在分析重复压裂技术原理和存在问题的基础上，提出强制压裂改造重复压裂技术，以提高压裂产量。先计算满足导裂要求的最大极限压力，再用研制的水溶性导裂剂抑制原始裂缝内的压力，直至压力达到导裂要求的压力条件，从而实现强制导裂转向，增加导裂改造量。

关键词：低产油气井 ;裂缝转向 ;重复压裂 ;转向剂

引言

低产油气井经过一段时间的压裂后，裂缝逐渐消失，减产严重。为提高单井产量，必须对储层进行重复压裂改造，目前国内外重复压裂主要有两种方法：再次开裂原始裂缝和裂缝导向压裂。在这些措施中，以裂缝为导向的压裂技术能够有效地增加排水面积，增产效果显著，在老油田剩余油开采和低产井中得到广泛应用。在道尔的模拟实验中发现，主裂纹改变了近井筒应力场，使裂缝开始向垂直主裂缝方向扩展，并将其拉伸到一定的距离和角度，与主裂缝平行延伸;工字钢重裂纹现场试验结果表明，新裂纹方向与原裂缝方向相差30%°;在大庆，波贝达和长青老井普遍分层，这种方法在裂缝监测和修复方面具有可行性，但随着裂缝引导裂缝技术的发展，存在着现场裂缝引导无明显标志，成功率低，施工工艺不完善等问题。针对这一问题，对低产量重复挤压引导井进行了技术研究，提出了强迫裂隙形成的新思路，自主开发水溶性导轨，优化了强制扩径方法，提高了重复破碎的效率和效果。在三口井中进行了现场试验，取得了良好的效果。

一、重复压裂技术的基本原理及缺陷分析

次生裂纹是应力和诱发应力的综合作用，在感应应力和局部应力的共同作用下，产生了局部协同应力场。随着地层压力的降低，油井周围及主裂形成二次定向，水平应力下降，此时最大应力水平比最小应力水平低。高于最大水平时，地面应力变化时反复出现断裂。重复压碎时，用化学转向剂暂时填平裂缝。当静压大于静应力时，新的水平在油气藏中新的油气流动通道上时，应重新结构，以便使剩余气体浓缩区能够有效运行或与小型油气或油气藏连接，从而提高产量[1]。

低产量油气井第一次破裂后，应力场，人工裂缝场和地层压力场对地面应力状态有影响。在反复裂缝过程中，原裂缝周围形成电感场与地球电压场相互作用的电压，并形成局部协同应力场。组合应力场给出了油井周围椭圆区域和主裂缝的两个应力方向。降低地层压力，降低水平应力，降低最大水平的主应力，结果表明，地面应力变化后，当初始最小主应力水平大于最大主应力水平时，二次破碎裂纹可反转，当裂缝中净压力大于应力水平差时，储层中形成新的裂缝，形成新的油气流动通道;对新裂缝的改造可使残余烃富集区与低甚至未开发储层建立联系，这将提高低产油气井的产量。

二、强迫裂缝转向重复压裂技术在低产油气井上应用的原理分析

在低产油气井中，强制裂缝导向重复压裂技术的应用，是计算重复压裂目的层的最大和最小水平主应力差，从而确定引导裂缝所需的最大极限压力。前冲阶段压裂作业中，初裂开启后，应加入水溶性转向剂，使入井区域的裂隙和造桥堵塞产生增压作用，直至井口压力达到最大极限压力，然后停止泵的运行，泵多次启动后，裂隙内的压力立即上升，以满足新裂隙开启所需的压力。裂隙被迫转向后，将形成新的油气通道[2]。

三、强迫裂缝转向重复压裂技术在低产油气井上应用的要点分析

1.水溶性转向剂的选用

传统油井转向剂以松香、石蜡等颗粒状物质为主，遇油迅速溶解，但仅适用于传统油井的转向压裂，不适合于气井。针对强制压裂工艺的特点，采用水溶性油脂及天然植物胶生产的低温气井，可满足其生产需要。

2.压裂液的选择

使用ZJ-1水溶性转向剂，不但与一般压裂液配伍性能良好，而且水不溶物含量低，对油藏危害小。为此，必须密切结合储层地质特征，对压裂液进行优化。

3.切实重视优化压裂施工技术参数

低产油气井的抗压适应性强，具有较强的抗压强度，可广泛用于低产油气井的重复压裂.但在实际工作中需要优化完善一般情况下，单井破碎作业参数需同时考虑最佳储层岩体长度和人工裂缝。根据转缝压力的最大极限值，结合目标层最大、最小水平主应力差和设计施工位移，计算出法甲的裂缝扩展压力，并对法甲进行了计算。运算时，主要按式（1）处理：

P-为产生裂缝所需的最大压力，单位MPA中裂纹拉伸压力为单位MPA，最大应力为MPA，水平应力为最大应力，单位为MPA.BP。附加安全压力单位是MPA。

4.切实重视掌握施工技术流程

低产油气井在应用强迫断裂和重复压裂时，必须严格掌握施工工艺，首先，紧密结合岩石的力学参数，计算目标层主电压的最大和最小差，然后根据初始裂纹的伸长，精确地确定裂纹弯曲时的最大极限压力，断开预压段，开启主裂纹;第三，有效地减少压榨液的喷出，并加入ZJ-1水溶性分流器，利用桥塞作用，对旧裂缝形成压力，直至井口工作压力达到分离裂隙所需的最大压力极限，从而停止泵压破碎装置。在泵重启后，脉冲泵将破裂液泵入泵内。与此同时，内压可使裂纹重复保持，在静压下比主应力最大和最小下降更大，满足了新的开裂条件;因此，新的裂缝形成后，就能达到开采目的[3]。

5.分析技术优势

利用ZJ-1開关水溶液实现压裂裂纹重复处理，不仅适用于油井，也适用于气井。与传统的以破碎为主的方法相比，该方法具有以下优点：第一，在达到最大压裂压力之前，用逆止回泵进行脉冲压力维持，可以有效地实现压裂强制转向，极大地提高了舵面撕裂效果。第二，无需操纵转向剂，可有效地减少转向剂的消耗，提高转向剂的使用效率。尤其是加入少量的高活性转向剂，能有效地抵抗煤层的压力，减少转向剂的使用。该工艺适合于低气压井和低气压油藏，尤其是设备完好，枪管和管道适应性强。

三、结束语

实践证明，重压强制破碎法作为一种重压下增产的技术手段，在油气产量低的情况下，可以提高油井产量。改为重复破碎法，成功率过渡段高，导流剂消耗少，适用性强，提高了导流破断的成功率和有效性。导流破断是保证导流破断成功的重要参数。压裂过程中的裂纹传导需要进一步研究导体流量与裂纹成功渗透的关系。

参考文献

[1]夏旭华.浅谈低产油气井强制裂缝转向重复压裂技术[J].石油石化物资采购，2019：87-87.

[2]吴百烈.低产油气井重复压裂技术分析[J].石化技术，2020：179-179.

[3]刘佳.采油井重复压裂裂缝失效原因研究[J].《化工管理》，2016：171-171.

川庆钻探长庆井下技术作业公司，陕西，榆林，718500