[发明专利]一种重复压裂堵剂的抗拉强度测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种重复压裂堵剂的抗拉强度测试方法。

背景技术

低渗透油藏，在我国是一般指渗透率介于10-50×10-3μm2之间的油层所构成的油藏。随着勘探和开发程度的不断加深，我国低渗透率油藏在总探明储量和已动用储量中所占的比例越来越高，在保持和推动石油工业发展中所发挥的作用越来越大。如以中国石油天然气集团公司为例，至2001年底，探明石油地质储量145×108t，其中低渗透储量44×108t，占30％；动用石油地质储量110×108t，其中低渗透储量21×10St，占19％；剩余探明未动用石油地质储量35×108t，其中低渗透储量22×108t，占62％。近期当年探明的储量中，低渗透储量所占的比例更大，高达65％～70％。如何动用好和开发好低渗透油田储量，对我国石油工业的持续稳定发展和保证我国石油安全具有十分重要的意义。

低渗透油藏由于储层物性差，油井产量低，而且由于孔隙结构复杂，渗流状态异常，导致其油田开发特征与中高渗透油藏有很大的不同，甚至发生质的变化。低渗透油田开发具有如下基本特征：

(1)油井自然产能低，压裂改造后才具有工业开采价值；

(2)渗流规律不遵循达西定律，具有启动压力梯度；

(3)天然能量小，压力、产量下降快，一次采收率低；

(4)注水井吸水能力低，启动压力和注水压力上升快；

(5)油井见水后产液指数急剧下降，稳产难度很大。

水力压裂技术作为油气井增产、水井增注的主要措施已广泛应用在低渗透油气田的开发中，为油气田的稳产做出了重要贡献。通过水力压裂改善了井底附近的渗流条件，沟通油气储集区和改变油气流动方式，提高了油气井产能。国内低渗油气田的产量和通过水力压裂改造获得的产量都在逐年迅速增加。

经过水力压裂后的油、气、水井，由于受当时压裂工艺、材料、设备工具的限制，规模欠小，材料选用不当，设备功率有限等原因会导致水力裂缝导流能力大幅降低而逐渐失去作用；有些则因井层选择不当或作业方面原因也未能有效，同时经过长期开发，主要油气田已进入中、高含水期的开发阶段，高产稳产的难度越来越大；对这类油气井，为了获得高产和经济的开采效益，需要进行重复压裂。

1987年美国能源部在多井实验中进行改变应力的压裂实验，首先证明了地应力场受到邻井裂缝影响。Dowell公司根据实验和模拟地应力研究认为，地层中存在支撑裂缝将改变井眼附近应力分布，使重复压裂的起裂方位垂直于初次裂缝，离开井眼一定范围后再转向到平行于初次裂缝方位延伸。Chen&Minner等研究认为孔隙压力变化导致新裂缝近似垂直于前次裂缝或与前次裂缝成一锐角。Chevron石油技术公司在美国Lost Hill油田的测试表明，重复压裂裂缝方位与初次裂缝方向偏移30°；Unocal公司在Van油田的重复压裂测试证实了重复压裂裂缝可能与前次裂缝方位偏离60°。这些实验与研究有力的推动了重复压裂技术的发展，取得了极其显著的经济效益。例如，美国最早开发的油田之一Rangely油田，许多井重复压裂达4次，成功率达70-80％；美国阿拉斯加Kuparuk River油田的385口生产井中重复压裂185口，压后采油指数平均提高了两倍。

近年来国内大庆、胜利、长庆、大港、吉林等油田也进行了大量的重复压裂作业，并从理论和实践上作了一定的探索，取得了一些经验与认识。从1995年开始，西南石油大学先后与辽河油田、长庆油田、新疆油田和胜利油田开展了重复压裂技术研究，且与长庆油田、新疆油田合作中展开了高含水期堵老缝压新缝的改向重复压裂试验，取得了很好的增产效果，开辟了重复压裂研究的新方向。

堵压一体化技术的过程是先用堵剂长效封堵或暂时封堵老裂缝，然后用水力压裂工艺在地层其它方位压开新裂缝，以达到重新改造储层，提高油层采收率的目的。堵剂封堵裂缝后，后续压裂液必然对其有挤压和穿透作用，因此要求重复压裂堵剂具有比常规堵剂更高的性能。

重复压裂堵剂工作液进入老裂缝后形成凝胶，在后续压裂液作用下，堵剂将受到压裂液的挤压和穿透作用，因此重复压裂堵剂的性能要满足两个方面的要求：一是堵剂-裂缝壁面之间的强粘附性，阻止压裂液往初次人工裂缝穿透；二是堵剂自身具有高强度，可抵抗压裂液的挤压。总之堵剂不仅具有高的强度和粘附性，而且要有一定的应力形变能力。这就要求堵剂的突破压力要高于受到的挤压力。

重复压裂裂缝转向机理的出现是复压技术的重大进展，大致经过了三个阶段：