采油新技术与新理论(New Technology 80年代: 钛锆有机金属交联液满足了高温地层改造要求, 但伤害高达80%目前主要发展低伤害压裂液体系3.1.1 中低温硼酸盐延迟交联水基压裂液 机理: 固体颗粒缓慢溶解特点: 易破胶, 瞬时交联, 抗剪切差控制PH值实现延迟交联典型配方: 成胶剂浓度4.79Kg/m^3; 交联剂浓度0.44%;延迟释放破胶剂浓度0,012-.06 Kg/m^3; PH=11-13; 交联时间2?7 技术水平3.1.2 高温地层有机复合硼酸盐 交联水基压裂液 机理: 复合配位体覆盖碱性控制结合力---控制交联时间氧化降解技术水平: 有机复合硼酸盐交联剂耐温150C有机复合硼酸盐交联液在250度不破胶时伤害 >σσymaxymax+σ+σy y诱导，可以形成新裂缝诱导，可以形成新裂缝 （（1 1）重复压裂井的应力变化能够形成新的人工裂缝解决该关）重复压裂井的应力变化能够形成新的人工裂缝解决该关 键问题的基础在于全面分析和描述人工裂缝、地层流体压力变键问题的基础在于全面分析和描述人工裂缝、地层流体压力变 化、孔隙热弹性应力、邻井注水化、孔隙热弹性应力、邻井注水/ /生产活动都产生新的诱导应生产活动都产生新的诱导应 力；力；（（2 2）堵老缝造新缝重复压裂的时机。
回答在什么条件下能够形）堵老缝造新缝重复压裂的时机回答在什么条件下能够形 成新裂缝，只有在此条件下实施堵老缝造新缝重复压裂才有实成新裂缝，只有在此条件下实施堵老缝造新缝重复压裂才有实 际意义；际意义；(3) (3) 如何实现堵老缝造新缝重复压裂实践证明采用高强度裂缝如何实现堵老缝造新缝重复压裂实践证明采用高强度裂缝堵剂封堵老裂缝是有效的堵剂封堵老裂缝是有效的 1、堵老缝压新缝重复压裂原理2、重复压裂造新缝的力学机理(1) (1) 裂缝诱导应力裂缝诱导应力(2) (2) 生产引起地应力变化生产引起地应力变化(3) (3) 注水引起地应力变化注水引起地应力变化(4) (4) 总应力变化与分布总应力变化与分布(5) (5) 重复压裂时机重复压裂时机2.1 裂缝诱发的应力变化① ① 缝口张开裂缝诱导应力最大，缝缝口张开裂缝诱导应力最大，缝 端所诱导的应力最小端所诱导的应力最小② ② 张开裂缝诱导应力随着离缝距离张开裂缝诱导应力随着离缝距离 变化，离缝越远，诱导应力越小变化，离缝越远，诱导应力越小 ③ ③ 垂直于裂缝方向上（重压新裂缝垂直于裂缝方向上（重压新裂缝 方向）所诱导的水平应力最大，方向）所诱导的水平应力最大， 在初始裂缝方向上所诱导的水平在初始裂缝方向上所诱导的水平 应力最小。
应力最小④ ④ 在重压新裂缝方向上，最大水平在重压新裂缝方向上，最大水平 主应力方向上的诱导应力明显高主应力方向上的诱导应力明显高 于最小水平主应力方向上的诱导于最小水平主应力方向上的诱导 应力 2.2 生产诱发的应力变化 • •① ① 空间上，距离井眼和裂缝端部空间上，距离井眼和裂缝端部 距离越近，应力变化越大；距离越近，应力变化越大；• •② ② 在间上，生产初期，由于生产在间上，生产初期，由于生产 速度快，孔隙压力下降幅度大，速度快，孔隙压力下降幅度大， 引起应力变化幅度最大，生产时引起应力变化幅度最大，生产时 间增加到一定程度后，应力随时间增加到一定程度后，应力随时 间变化不在明显，近随空间距离间变化不在明显，近随空间距离 变化；变化；• •③ ③ 在垂直初始裂缝方向（重复压在垂直初始裂缝方向（重复压 裂新裂缝方向）上，最大水平主裂新裂缝方向）上，最大水平主 应力下降的速度大于最小水平应应力下降的速度大于最小水平应力方向上的应力下降力方向上的应力下降 2.3 邻井注水产生热弹性应力和孔隙弹性应力 ① ① 注入引发的应力变化在径向上始终注入引发的应力变化在径向上始终 为负，表现为张应力，井眼处应力为负，表现为张应力，井眼处应力 变化最大，随着径向距离的增加应变化最大，随着径向距离的增加应 力数值逐渐降低，到一定距离后逐力数值逐渐降低，到一定距离后逐 渐为零；渐为零； ② ② 切向上应力变化相对比较复杂，首切向上应力变化相对比较复杂，首 先随着径向距离增加逐渐增大，然先随着径向距离增加逐渐增大，然 后到达最大值，之后逐渐减少，到后到达最大值，之后逐渐减少，到 一定距离后为零，同时应力的变化一定距离后为零，同时应力的变化 从负值到正值，这种变化趋势主要从负值到正值，这种变化趋势主要 受径向距离和注入时间控制；受径向距离和注入时间控制； ③ ③ 从注入模型的推导来看，没有剪切从注入模型的推导来看，没有剪切 应力产生，因此，径向应力方向即应力产生，因此，径向应力方向即 为最大水平应力方向，切向应力方为最大水平应力方向，切向应力方 向为最小水平应力方向上；向为最小水平应力方向上； ④ ④ 切向上的应力变化比径向上的应力切向上的应力变化比径向上的应力 变化偏大，则在最大水平应力方向变化偏大，则在最大水平应力方向 和最小水平应力方向上的应力变化和最小水平应力方向上的应力变化 具有相似的特征。
具有相似的特征 2.4 总应力• •① ① 重复压裂井中发生了应力重定向，并在距井眼一定距离处（应力各向同重复压裂井中发生了应力重定向，并在距井眼一定距离处（应力各向同 性点）应力重新转向，逐渐恢复到初始应力水平；性点）应力重新转向，逐渐恢复到初始应力水平；• •② ② 重压缝长方向上，井眼到应力各向同性点之间的差应力随初始差应力的重压缝长方向上，井眼到应力各向同性点之间的差应力随初始差应力的 降低而增加；超过应力各向同性点后，差应力随初始差应力的增加而增加；降低而增加；超过应力各向同性点后，差应力随初始差应力的增加而增加；• •③ ③ 应力重定向的发生和应力各向同性点的距离与很多因素有关，其中初始应力重定向的发生和应力各向同性点的距离与很多因素有关，其中初始 水平应力差是决定应力转向和和应力各向同性点位置的关键因素，如果重复水平应力差是决定应力转向和和应力各向同性点位置的关键因素，如果重复 压裂过程中差应力大于某一值，应力转向根本不可能发生压裂过程中差应力大于某一值，应力转向根本不可能发生 2.5 重复压裂时机3、原裂缝堵剂实验研究 3.1 裂缝堵剂性能要求(1) (1) 堵剂能够在一定程度上预先成胶，优势在于堵剂能够在一定程度上预先成胶，优势在于① ① 能能 完全进入地层裂缝中从而有效封堵裂缝；完全进入地层裂缝中从而有效封堵裂缝；② ② 不渗入不渗入 地层孔隙从而不会堵塞岩石孔隙。
地层孔隙从而不会堵塞岩石孔隙 (2) (2) 要求堵剂有高的强度、良好的粘弹性，也就是很好要求堵剂有高的强度、良好的粘弹性，也就是很好 的抗拉性及与岩石表面强的粘附力以保证重复压裂的抗拉性及与岩石表面强的粘附力以保证重复压裂 时裂缝偏离最大主应力方向，堵剂强度至少要高于产时裂缝偏离最大主应力方向，堵剂强度至少要高于产 层破裂压力层破裂压力 (3) (3) 良好的剪切稀释性，有利于泵入和流动良好的剪切稀释性，有利于泵入和流动 3.2 堵剂体系4、应用效果长庆油田5、进一步开展的工作（（1 1）物理模拟）物理模拟（（2 2）裂缝监测）裂缝监测采油新技术与新理论(New Technology & Theories for Oil-production)第七部分：整体压裂改造低渗油藏压裂开发技术目标：◆ 提高采收率 ◆ 提高单井产量[开发井网系统+水力裂缝系统]优化组合 经济开发低渗透油藏低渗储量动用与开发面临问题：投入 产出油藏整体压裂 近期技术应用““压裂开发技术压裂开发技术””按照储层最大渗流方向布井，充分体现了压裂油藏工程按照储层最大渗流方向布井，充分体现了压裂油藏工程的特点，与储层构造应力场、天然裂缝发育、储层分布、压裂裂缝优化匹的特点，与储层构造应力场、天然裂缝发育、储层分布、压裂裂缝优化匹配，能够有效的提高低渗透油田的压裂开发效果，研究表明按照压裂开发配，能够有效的提高低渗透油田的压裂开发效果，研究表明按照压裂开发井网布井和开采可以提高采收率井网布井和开采可以提高采收率2%2%以上。
以上19901990年以来在低渗透油田的开发年以来在低渗透油田的开发与调整中得到了广泛的应用与调整中得到了广泛的应用整体压裂开发技术概况整体压裂开发技术轮廓构造应力场与分层应力构造应力场与分层应力区域构造分析区域构造分析、、地应力岩心试验地应力岩心试验、、现场水力压裂测量现场水力压裂测量、、测井分析测井分析、、数数值模拟值模拟等配套的地应力测量与描述技术，能够对古构造应力场和现今构造等配套的地应力测量与描述技术，能够对古构造应力场和现今构造应力场进行测量与数值模拟分析应力场进行测量与数值模拟分析整体压裂开发井网的优化整体压裂开发井网的优化地应力岩心试验地应力岩心试验、、现场水力压裂测量现场水力压裂测量、、测井分析测井分析等配套分层应力剖面计算技术单井单井压裂方案的优化压裂方案的优化 压裂模拟技术压裂模拟技术国外“黑油模型改造”（石油工程平台）、国内自主开发的整体压裂数值模拟软件整体压裂方案模拟国外压裂软件（集总三维及拟三维软件 FracProFracPro 、 Meyer+Meyer+全三维设计软件GOHFERGOHFER 、 StimStim-plan-plan ）、国内自主开发的三维压裂优化设计软件单井单井压裂方案模拟。
压裂方案模拟整体压裂开发技术轮廓压裂施工工艺压裂施工工艺根据储层应力、压力、裂缝发育、压裂液的滤失特征，研究适合不同研究适合不同类型油气藏压裂改造的压裂工艺：类型油气藏压裂改造的压裂工艺：分层压裂分层压裂：机械封隔与投球机械封隔与投球限流压裂：薄互层、多层新完井压裂改造转向压裂：遮挡层薄弱时控制缝高的压裂技术暂堵与分步加砂：双重介质低渗透砂岩储层压裂技术增能助排技术：低压地层压裂技术 裂缝改向：注水开发油藏的重复压裂技术 压裂材料压裂材料 室内实验技术室内实验技术整体改造设计以整体改造设计以 “ “压裂开发井网压裂开发井网” ”、、压裂油藏模拟、压裂模压裂油藏模拟、压裂模拟为基础，以经济优化和最终采收率为目标，优化油水井压裂拟为基础，以经济优化和最终采收率为目标，优化油水井压裂 方案及工作制度方案及工作制度自主开发的油藏压裂设计与分析系统（FRADS）整体压裂改造优化设计低渗油藏整体压裂开发技术已在部分油藏成功应用 低渗均质整装砂岩油藏：吉林乾安、大庆朝阳沟、吐哈善鄯等油田 以直井压裂投产开发为主低渗复杂砂岩油藏整体压裂开发技术需开展基础研究 裂缝性低渗透油藏：压裂数值模拟的技术难度、压裂工艺技术难度复杂断块低渗油藏：压裂数值模拟的技术难度、斜井/水平井压裂工艺技术难度直井+水平井整体压裂开发油藏：压裂数值模拟的技术难度、水平井压裂工艺技术难度整体压裂开发技术应用现状整体压裂数值模拟在方案设计中的重要性 整体压裂数值模拟是编制方案的一个强有力工具。
油藏整体压裂优化设计是建立在水力裂缝模拟和含水力裂缝的油藏数值模拟的组合应用基础上油藏整体压裂数值模拟技术油藏整体压裂数值模拟技术整体压裂数值模拟技术现状 改造黑油模型：将裂缝长度、导流能力及裂缝方位作为油藏的性质置入黑油模型中，采用等值渗流阻力法、等连通系数法进行模拟 低渗砂岩油藏模型、裂缝性单渗油藏模型、裂缝性双渗油藏模型以及裂缝性油藏水平井模型都需要改造以适应整体压裂数值模拟需要裂缝性油藏整体压裂数值模拟模型开发与应用油藏整体压裂数值模拟技术油藏整体压裂数值模拟技术整体压裂裂缝性油藏中渗流数学模型流动特点三种渗流通道：孔隙介质+天然裂缝 +压裂裂缝压裂裂缝改变了井周围和缝中的流动特征：支撑裂缝导流能力高、缝中 高速非达西流动出现渗流方程+辅助方程+定解条件油藏整体压裂模拟软件研制油藏在既定注采井网系统下的整体压裂模拟；未投入开发油藏压裂开发的整体压裂模拟；油藏整体。