第一章概述 (2)第二章技术原理 (4)一、暂堵转向重复压裂技术原理： (4)二、破裂机理研究 (5)三、重复压裂裂缝延伸方式 (8)第三章重复转向压裂时机研究 (11)1、影响重复压裂效果因素 (11)2、选井选层原则 (11)3、压裂时机确定 (12)第四章暂堵剂（转向剂） (12)1、堵剂性能要求： (12)2、堵剂体系 (12)3、水溶性高分子材料堵剂 (13)4、配套的压裂液 (15)第五章转向压裂配套工艺技术 (16)1、缝内转向压裂工艺技术 (16)2. 缝口转向压裂工艺技术 (18)3、控制缝高压裂技术 (19)4、端部脱砂压裂技术 (20)第六章工艺评价 (21)1.裂缝监测 (21)2.施工压力 (21)3.产能变化 (21)第一章概述我国发现的油气藏中60%以上为低渗透油气藏，往往具有非连续、非均质、各向异性的特点。

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，传统的平面水力裂缝设计方法和压裂技术已不能满足这类油藏开采的需求。

可以实施暂堵转向重复压裂，在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。

目前,国内外的重复压裂实践主要有以下三种方式:①层内压出新裂缝;②继续延伸原有裂缝;③转向重复压裂。

对于重复压裂中出现的裂缝转向,目前认为主要有三种不同方式:①地应力反转;②定向射孔诱导;③桥堵转向压裂工艺。

对于低渗储层,由于出现地应力场反转的难度较大,而采用定向射孔压裂造成裂缝转向,对储层伤害较大。

近些年,利用桥堵作用堵塞裂缝,形成转向的新裂缝的压裂工艺(缝内转向与缝口转向),经过现场实践,增产显著,逐步成为低渗储层重复改造的首选工艺。

在大规模试验研究的基础上，经过工艺优化配套，建立了以缝内转向压裂工艺为主导的低渗透重复压裂新模式。

它有效地在疏通原有人工主裂缝基础上形成了新的支裂缝，沟通了“死油区”，扩大油井泄油面积。

低渗透油田缝内转向压裂工艺的关键技术是缝内转向剂技术。

依靠该技术产品，实现了裂缝延伸的暂时停止，达到了在缝内某一位置实现裂缝转向的目标。

为证实缝内转向压裂沟通微裂缝和形成新裂缝，利用微地震法在施工时裂缝延伸进行动态监测。

综合分析水力压裂裂缝延伸监测结果、重复压裂效果、施工压力特征，能证明缝内转向重复压裂在疏通原有裂缝的基础上，是否产生了沟通微裂缝或者形成新裂缝。

缝内转向压裂工艺在低渗透油田应用概况：在老井上的应用概况：2002-2007年，缝内转向压裂工艺在老井上推广应用487口井，增产效果明显。

安塞油田应用332口井，日增油1.40t，陇东油田68口井，日增油1.95t。

已逐渐成为长庆、低渗透油田老井重复压裂主要推广技术之一。

在新井上的应用概况：2006年缝内转向压裂工艺技术在新井共推广应用46口井，在储层条件明显差于常规压裂井的前提下，试油产量及投产产量接近或高于常规压裂井。

这说明以缝内转向压裂工艺为主体的复合压裂技术对储层的改造更为彻底，因此油井生产能力要高于常规压裂井。

3.转向压裂与常规重复压裂对比常规重复压裂主要以解除堵塞及延长老裂缝为目的,而转向压裂主要以形成新裂缝为目标,分析认为相对于常规重复压裂,转向压裂具有较好的发展优势(见表1)。

第二章技术原理一、暂堵转向重复压裂技术原理：转向压裂：在压裂施工中,应用化学暂堵剂的桥堵作用暂堵老缝或已加砂缝，,提升井底静压力,使流体在地层中发生转向,形成不同于老裂缝方向的新裂缝或使压裂砂在裂缝中均匀分布,从而在储层中打开新的流体流动通道,更大范围地沟通老裂缝未动用的油气层,增加油气产量,这样的工艺过程称之为转向压裂。

主要作用有：纵向剖面的新层启动；重复压裂的平面上的裂缝转向；裂缝单向延伸的控制。

可广泛应用于重复压裂、细分层压裂、套变井及落物井压裂。

暂堵转向重复压裂技术的实施方法是在施工过程中实时地向地层中加入化学暂堵剂，该剂为粘弹性的固体小颗粒，遵循流体向阻力最小方向流动的原则，转向剂颗粒进入井筒的炮眼，部分进入地层中的裂缝或高渗透层，在炮眼处和高渗透带产生滤饼桥堵，可以形成高于裂缝破裂压力的压差值,使后续工作液不能向裂缝和高渗透带进入，从而压裂液进入高应力区或新裂缝层，促使新缝的产生和支撑剂的铺置变化。

产生桥堵的转向剂在施工完成后溶于地层水或压裂液，不对地层产生污染。

针对不同储层特性、不同封堵控制的作用，经过拟合计算确定不同的有效用量。

通过特殊工艺技术,可实现支撑剂均匀分布。

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。

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。

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。

地应力 测量井径变化岩心测试大小方位水力压裂测试阶梯式注入/返排测试方法 测井资料解释声波测定 地电测定（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。

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。

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下图所示：根据断裂力学理论，裂缝端部应力强度因子:a K Iπσα-= a K II πτα-=已知 I K 和II K ，即可计算出等效应力强度因子和裂缝扩展角度 0θ ：IC II I eq K K K K =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=θθθsin 232cos 2cos 2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=22220983arcsin II I II I II II I K K K K K K K θ 等效应力强度因子eq K = IC K 时，裂缝开始延伸 。

3、裂缝转向后延伸方向与缝长具体步骤：(1) 计算 I K 、II K 和 eq K ；(2) 裂缝开裂判断。

（ eq K 、IC K ）(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Δa ,求出新 eq K ;(4)判断裂缝是否继续扩展 ,若扩展，计算 θ1 ;(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。

(6)当裂缝与初始水力裂缝平行或者eq K 《IC K 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 ：1. 应力转向区内垂直初始裂缝缝长方向，穿透深度为'xf L ；2. 应力转向区后，逐渐转向到初始裂缝缝长方向，穿透深度为 ''xf L ；3. 转向到原始水力裂缝方向并稳定延伸。

第三章重复转向压裂时机研究1、影响重复压裂效果因素地质因素：剩余可采储量、地层压力、有效渗透率、有效厚度、地下原油粘度、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1、油井控制足够的剩余可采储量和地层能量；2、前次压裂的规模偏小，产量下降较快的井；3、前次压裂的支撑裂缝已失效，产量下降快；4、前次压裂施工失败的井；5、前次压裂目的层跨度大，油层未得到充分改造。

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：1.当第一次压裂失效后进行重复压裂；2.当地层压力系数达到一定值时进行重复压裂。

第四章暂堵剂（转向剂）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1.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。

2.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，达不到所需的强度。

3.地面一次交联的颗粒堵剂：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，达不到所需的强度；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。

4.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。

该堵剂是在地面高温高压条件下，经交联反应以及物理法的势能活化得到的颗粒型堵剂（白色或棕褐色有机组分颗粒，粒径6—8mm）。

是化学反应与物理势能相互催化的复合体。

其一次交联是在生产时完成物化反应，形成颗粒。

在应用时，颗粒随液体进入炮眼和裂缝后，在压力差下获得势能后继续反应交联，形成高强度的滤饼。

3、水溶性高分子材料堵剂1.暂堵剂的强度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，岩心使用压裂砂充填而成，充填后的岩心试验结果见表1.暂堵剂的耐压差为10—85Mpa。

表1 岩心封堵实验结果2.溶解时间及水不溶物实验结果显示，在50℃的条件下，暂堵剂在水中的溶解时间为1小时，在10%的KCl液中溶解时间为1.5小时，在压裂液中溶解时间为2.5小时。

将盛有蒸馏水和暂堵剂的烧杯放入30℃的水浴中，盖上表面皿，恒温溶解3小时，通过一系列搅拌得到暂堵剂不溶物的百分比（表2）。

表2 水不溶物测定3.应用范围此暂堵剂广泛应用于重复压裂，细分层压裂、套变井及落物井压裂，近年来在转向压裂，多裂缝压裂，有效缝长控制领域中得到了广泛的应用：(1)多层合压时，可在纵向剖面上动用新层，改善油藏产出剖面；(2)在同层压裂中堵老缝，造新缝，使新裂缝在平面上相对于原有裂缝发生转向，沟通新的泄油区；(3)控制支撑剂铺置方向，控制有效缝长，改善裂缝内支撑剂的用效分布，用于微裂缝发育条件下的压裂，减少滤失。

降低砂堵风险；(4)在套变井\落物井上实现分层压裂。