低产油气井强制裂缝转向重复压裂技术分析

（大庆油田井下作业分公司压裂大队压裂十八队，黑龙江 大庆 163000）

摘   要：为了使低产油气井的产量得到显著提升，使压裂后产量递减速度得到 明显减缓，本文从重复压裂技术原理以及存在的相关问题等方面入手进行分析。与此同时，对于强制裂缝转向压裂技术相关内容也进行的讨论。实际研究表明，重复压裂技术的有效应用，能够使低产油气井产量得到显著提升，进而为后续相关工作打下基础，推动企业发展。

关键词：低产油气井；裂缝转向；重复压裂；转向剂

长期实践表明，压裂裂缝的失效情况，会在低产油气井压裂在改造一段时间后变得更加明显，进而直接影响油气井产量。同时，企业日后的发展也会受到一定阻碍。将提高单井产量作为生产目标，可以选择在储层改造过程中会用重复压裂技术的方式。低产油气井重复压裂技术相关内容是本文主要探讨的，希望可以对后续工作提供参考依据。

1 强制裂缝转向重复压裂技术在低产油气井中的要点分析

1.1 工艺原理

在强制性裂缝实现转向压裂过程中，需要按照相关工程需求，对裂缝转向进行控制，以实现重复压裂为最终目的，进行压力调节。再对重复压裂层最小与最大水平主应力差进行精确计算，以此保证该项操作可以稳步进行。在实际的工序操作过程中，当前置液环节进行第一次裂缝压裂时，工作人员必须及时在裂缝中加入水溶性转向剂。受到转向剂作用的影响，不同程度的升压情况会出现在裂缝周边。直到井口自身承受压力有一定的范围，当其承受的压力超出可承受范围后，可引起停泵，技术人员不得不再次开启相关泵设备，以确保裂缝内部二队压力达到技强制裂缝转向需求，进而完成新的油气通道构建。

1.2  转向剂（水溶性）

一般来说，石蜡、松香等是油井转向剂的主要材料。相关材料的最大特点就是遇见油会出现溶解。从标准方面来看，其与常规油井转向压裂的性能是符合的，然而在气井方面，这种材料的转向剂使用情况并不理想。树脂等溶解性材料在强制裂缝转型压裂技术中，需要充分考量温度要素，确保整个操作可以适应油井井底温度，确保强制裂缝转向成功。在整个操作中，水溶性转向剂功不可没，可以研发一种ZJ-1转向剂（水溶性）。在实际运用过程中，这种转向剂的视密度为1.05-1.15g/cm3，体积密度为0.90-1.00g/cm3，软化温度为50℃，水不溶物 0.15%，183min是65℃下的溶解时间，13.8MPa是突破压力后的数值。技术人分院需要对油气层水平方向的压力情况进行分析，考量裂缝转向带来的最大压力，确保ZJ-1转向剂满足重复压裂技术标准。ZJ-1转向剂运用特点总结为以下几点：（1）该材料转向剂并不会在常温情况下与泵出现粘连情况，泵送依旧快速运行，情况理想。（2）该转向剂遇到地层温度环境时，会出现变形情况，但是并不会影响到他本身的承压性能。（3）压裂液可以将ZJ-1转向剂溶解，也能够在排液操作中加以去除。

1.3 优选压裂液

为了使转向剂ZJ-1更好的发挥出作用，相关学者对ZJ-1进行了实验操作，发现强制裂缝转向重复压裂技术应用中，除了采用转向剂之外，可以额外增加清洁压裂液、聚合物压裂液等压缩液，达到减少水溶解物含量与确保储层安全的双重目的。

1.4 优化压裂施工参数

实用性是重复压裂技术的突出特点，所以对于低产油气重复压裂技术来说，在强制裂缝转向技术中使用，是具有一定优势的。经过一段时间的运用，我们发现，需要储层物性的条件以及人工裂缝的最适合施工条件作为基础，才能够较为正确的确定单井压裂失功参数。与此同时，只有找到裂缝转向过程中的最高压力，并符合这个标准，才可以将裂缝转向技术变为现实。为了获取这个数值，我们可以对目的层的极限值范围进行分析。

1.5 施工流程

强制裂缝转向压裂实际操作中，需要严格参照相应的步骤进行操作：（1）力学参数计算。在进行压裂操作时，需要对岩石相关力学参数进行分析，以掌握岩石的力学情况，结合操作中裂缝延伸情况，判断操作中裂缝可能出现的转向情况。最（2）压裂液注射需要在裂缝开启时，再次进行。（3）科学控制压裂液的使用。在压裂操作过程中，需要根据排水量情况，适当调整压裂液，以避免在压缩液、转向剂使用过程中出现憋压情况。如果压裂机组停止了工作，也就是说裂缝转向所需要的施工额定压力已经达到最高值了。

1.6 技术特点

转向压裂技术应用优势突出，该种技术应用于强制裂缝中优势更为突出。总结如下：（1）转向成功情况比较理想。只要泵出现了反复启动、停止的情况，就说明当前个的施工压力已经达到了额定的最大压力，导致脉冲式憋压出现，对于转向工作的完成是具有促进作用的,相关系列的工作效率也会因此而得到提升。（2）减少转向剂用量。以往技术应用中，对转向剂的加入速度要求比较严格，但本技术应用中对转向剂要求并不是很高，仅需要相对较少的转向剂，便可以达到憋压效果，有效节省了资源。（3）实用性能突出。通常情况下，该技术的使用只要满足低产量油气井均高于压力差储层就可以了。在实际的工作过程中，人工工作可以通过混砂车进行替代。正因如此，转向剂的加入速度得到了有效控制，极大程度上保证了加入速度的稳定性。

2  重复压力技术原理中存在的问题

不论是受到外界因素，还是因为内部压力因素的影响，对于第一次出现压裂问题的低产油气井，相对应力破坏较为严重。

技术人员在进行压裂操作室，在裂缝（第一次）周围会出现不同应力场，这些应力场对裂缝产生影响，在区域范围内形成协同应力场。基于应力场，不论是井筒还是第一次裂缝周边的范围，都会形成再次的定向。而且，随着地层压力的减小，盈利方向也会随之发生改变，与较小的水平主应力想比较，如果主应力有着较大的水平，那么它的下降幅度更加明显。初期最小水平主应力是随着地应力转变的同时而不断增加的，在这种影响下，重复压裂裂缝方向也就发生了改变。强制裂缝在重复压裂作用的影响下，其发展方向大多会与重复裂缝方向一致。为了有效处理这一情况，化学转向剂的使用是比较科学的。实际上，裂缝会在其内部静压力高于水平方向压力的情况下出现偏移，新的裂缝也会因此出现，长此以往，一条油气流通道就会在整个油气层中出现。在新裂缝制造的过程中，需要将提升低产油气井产量作为基本目的，为推动形成油气储层，相关工作需要充分考量有效利用富集区油气情况。

3  案例分析

3.1 试验总情况

DJ气田主要是直井开发方式，位于额鄂尔多斯盆底伊陕斜坡东部，低孔、低压、低渗透储层是其显著特点。2000.00-2500.00m（中部深度平均2250.00m）为该气田气藏埋深度，山西组山23段为主力层，地层温度为60-70℃，孔隙度为1.8%-8.9%（平均为5.6%），地层压力系数为0.78-0.89，渗透率为0.05-0.70mD（平均深度为0.20mD）。调查发现，部分位于构造点处或者“甜点区”气井压裂产量相对较大，2×104m3/d单井产气量，该储层具备非均匀性质特点。但同样存在缺点，比如气层有效厚度小，产量在气井压裂后下降快速，储层物性不理想，与工业气流相比，生产1-3月后气量较低。强制裂缝转向重复压力技术在DJ气田3口井中广泛应用。平均单井转向剂用量为340kg，加入转向剂后，经口油压表现出上升趋势，且最终可达12.8MPa。使用压裂技术后，单井平均日增产气量为3000m3，整体效果是比较理想的（详细如表1）。

表1 强制裂缝专线压裂技术应用效果统计

3.2 分析DJ3-2井情况

一口开发井（DJ气田），DJ3-6的目的层位山西组山23段，2223.01-2226.52m气藏埋深，6.54%孔隙度为，3.51m气层有效厚度，0.30mD渗透率，测井解释为差气层。初次使用压裂技术对该井进行改造时，使用了胍胶压裂液，施工排量3.8m3/min，入地液量313.5m3，加砂量23.7m3，平均砂比17.8%。

调查发现，受地理位置影响，其目的层最大主应力方向为西北，与河道的整体走向基本是抑制的。也就是或，裂缝的延伸必须要沿着砂体边缘进行。该井首次接受压裂改造后，无阻流量0.86×104m3/d，3000m3/d。转向压裂前产气量相关工作人员需要加强对该井使用枪支裂缝转向重复压裂技术，以便能够实现沟通河道中部厚砂体，有效提高产能。

3.3 分析可行性

以下两部分为重复压裂可行性的主要考虑情况。（1）针对重复压裂增产情况分析，这部分分析前，需要针对周围井的产油情况进行分析，目前DJ3-2井存在产油井3口，分别位于相同层级，对这部分产油井以及周围产油井的无阻流量依次为1.2×104m3/d与1.5×104m3/d，其对应产气量分别为32×104m3与54×104m3。与之相比，该井的初次压裂无阻流量数据显示为0.86×104m3/d，获得产气量数据为7×104m3。因此实际产油过程中可以对河道中部的砂体进行压裂，这样的操作可进一步帮助其提升产气量。（2）转向压裂技术实施的可行性。通过相关研究发现，最大最小主力水平易受到气井以及气井内部的压力降低而产生严重变化，而且相对最小主力水平降低幅度，最大水平主力降低更为明显。这种情况下需要对特殊进行特殊考虑。针对这部分数据的临界值，可以将其使用在新井初期最大以及最小差值设定。当利用人工裂缝进行转向采油过程中，仍然需要对DJ3-2井采油过程中井内部岩石间受到的力进行精准计算，经过计算发现其岩石层水平主应力最低数据为44.8MPa，最高数据为53.6MPa，将两个数据进行做差发现，差值数据为8.8MPa。通过该种数据研究发现，如果在采油过程中进行人工干预，在完成转向剂加入后，会存在缝内压力增高情况，这部分增高的压力就是水平主应力最高数据与水平主应力最低数据的差值8.8MPa，该转向干预能够满足裂缝转向要求。

4  结束语

综上所述，通过相关研究发现，随着科学技术不断发展，通过强制性裂缝转向重复压裂技术的有效实施，能够使得低产油气井的单井产量得到显著增减，进而对企业的发展起到推动作用。强制裂缝转向重复压裂技术，适用性较强，成功率较高，一方面可以保证压裂操作顺利进行，另一方面在提高企业产量也具有较为突出的优势。然而，在该技术的实际运用过程中，相关工作人员必须要对转向剂的加入速度进行严格把控，以此确保强制性裂缝转向重复压裂技术的价值能够充分发挥出来。

参考文献：

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        来源：化学工程与装备 - 官方网站 - 创刊于1972   2022年第12期   在线投稿  >>