裂缝暂堵转向重复压裂技术研究

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欢东低渗透油藏地质储量丰富，约5639×104t。占欢东油田稀油油藏总储量的39.1%。由于储层物性较差，自然产能低，大多数油井在开发初期或开发过程中进行了压裂增产措施。’见到了较好效果。但受储层物性影响，靠近压裂裂缝壁面附近的原油已基本被采尽，远离裂缝的原油未能得到有效动用。油井采出程度仍较低（目前平均15.47%），存在较大的剩余油挖潜空间，需实施重复压裂来提高油井产量。而常规重复压裂只是对原有裂缝再次充填和延伸，受井距（大部分区块井距已加密至200m）、注水井网以及压裂成本的限制，已无法单纯依靠加大施工规模、提高裂缝导流能力来提高重复压裂效果，导致常规重复压裂增产效果差。因此，有必要研究一种新型的裂缝暂堵转向重复压裂工艺，在压裂过程中使裂缝发生转向，以挖潜原裂缝未动用的剩余油。为低渗透油田中后期开发提供新的技术手段。

1 暂堵转向压裂技术原理

暂堵转向压裂是在压裂过程中，通过加入化学暂堵剂，暂堵剂颗粒随压裂液进入井筒炮眼，部分进入地层中的裂缝或高渗透层。在炮眼处和高渗透带聚集产生高强度的滤饼桥堵，以暂堵老裂缝或高渗透层，从而形成高于裂缝破裂压力的压差值，使后续压裂液不能向裂缝和高渗透层带进入。在井底形成暂时高压区，从而使压裂液进入高应力区或新裂缝层，促使新裂缝的产生，打开新的泄油区，达到动用原裂缝未动用储量的目的，增加油气产量。

2 暂堵转向剂配方研究

2.1 有机单体加量对压裂转向剂性能影响

随着有机单体的增加，转向剂强度逐渐变小，韧性逐渐增强，综合考虑，有机单体加加量为20%-25%。

2.2 化学联接剂加量的影响

随着化学联接剂用量的增加，转向剂溶解率变化不大，转向剂的强度和韧性明显增强，综合考虑成本。确定化学联接剂加量为5%～8%。

2.3 引发剂加量的影响

随引发剂加量的增加，转向剂溶解速率呈下降趋势，这是因为引发剂的用量直接影响到聚合物的相对分子质量和自交联度，加量太少，反应速度慢，自交联度小，转向剂溶解速度增加。考虑现场施工，引发剂最佳加量在0.2%-0.3%为宜。

2.4 交联剂加量的影响

随交联剂加量的增加，转向剂溶解速率呈下降趋势，这是由于交联剂用量太少，聚合物未形成理想三维网状结构，宏观上水溶性较大；反之，聚合物的网格结构中交联点多，交联密度大，溶解速率降低。

为得出最优化配方，对暂堵剂各组分进行了正交试验，优化后的配方为：20%有机单体+5%化学联接剂+0.3%引发剂+0.1%交联剂。

3 暂堵转向剂性能评价

3.1 耐压强度实验

实验采用人造充填岩心的方法，通过使用岩心流动实验仪测定其突破压力，来确定暂堵剂的强度。

3.1.1 分散态突破压力测试

实验分别测试了模拟压实后为5.0、1.0、0.5、0.7cm厚度的突破压力。实验结果表明，模拟压实后滤饼厚度1.0cm以上，其分散态药剂可以通过二次交联形成封堵滤饼，其突破压力23MPa以上。模拟压实后滤饼厚度小于1.0cm，其分散态药剂不能有效形成封堵滤饼，并随着驱替不断溶解而流出。

3.1.2 预制胶结态突破压力测试

采用溶解后风干的方法。制成厚度为0.9cm和0.5cm厚度的药饼，进行了突破压力的测试。实验结果表明，该药剂一旦形成滤饼后，突破压力就很高，滤饼厚度达到或超过0.9cm就很难突破。

3.2 暂堵率实验

实验步骤为：①将岩心抽真空，饱和模拟地层水；②正向测岩心水相渗透率K1；③沿岩心轴向将岩心劈开，造1条人工裂缝。在裂缝面铺1层石英砂，模拟压裂裂缝并测定裂缝渗透率K2；④将配制好的暂堵剂体系正向驱人岩心，在80℃下放置12h，正向驱替测水相渗透率K3，求出暂堵率（Z=[（K2-K3）/K2×100%）。

实验表明，暂堵剂对不同渗透率、缝宽的岩心均可形成有效封堵，封堵率达98.6%以上。

3.3 水不溶物含量评价

压裂用暂堵剂水不溶物按下式计算：

S=（m2-m3）/W×100%

（1）

式中：S为压裂暂堵剂水不溶物含量，%；m2为水不溶物和离心管总质量，g；m3为离心管质量，g；W为50g溶液中压裂暂堵剂的质量，g。

在同一实验条件下，做平行实验，测定结果之差不大于0.5%时，取算术平均值作为最终结果。可以看出该堵剂具有良好的水溶性，水不溶物含量为0.9%，对地层污染小。

4 现场应用情况

累计试验7井次，从加入暂堵剂前后的施工压力看，平均破裂压力提高5.8MPa，说明暂堵剂有效封堵了原裂缝。为进一步验证是否发生转向，对其中4口井进行微地震监测，结果显示。新裂缝平均偏离老裂缝26.20。目前已累计增油9508 t，目前5口井仍继续有效，日增油15.4t/d。

5 结论

（1）暂堵转向剂的配方组成为20%有机单体+5%化学联接剂+0.3%引发剂+0.1%交联剂。

（2）研制的暂堵转向剂具有强度高、封堵率高、对地层污染小的特点，能够满足现场要求。

（3）现场应用表明，该技术能够使重复压裂缝偏离原老裂缝，动用原裂缝未动用储量，提高压裂增产效果。

参考文献：

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[2]刘洪，赵金洲，胡永全，等.重复压裂造新缝力学机理研究[J].天然气工业，2004，12（4）：56-58.

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