成果简介

本成果针对页岩油水平井叠合区高角度裂缝引发的高含水问题，提出了一种集成地应力分析、缝高控制和高效封堵材料的综合技术。技术首先基于地应力分析和测井数据，系统分析天然裂缝发育特征，明确裂缝的分布、方位和渗透特征，形成天然裂缝的识别与评价方法。

在此基础上，结合叠合区的注水特征和裂缝扩展特征，提出了裂缝沟通的识别方法，量化天然裂缝发育区裂缝扩展与注水区之间的沟通风险。通过分析地应力方向、裂缝产状和扩展特征，识别高风险裂缝段，并结合数值模拟评判裂缝沟通行为，确定缝高控制的关键参数。

在此基础上，基于室内岩心物理模拟和裂缝充填实验，研发了针对高角度裂缝的高效堵水剂，具备优异的耐温、耐压和耐腐蚀性能，确保在高角度裂缝区域实现有效封堵。技术工艺包括“裂缝识别-风险评估-材料选择-注入工艺”四个核心环节，结合裂缝产状及地应力条件，优化封堵剂浓度和注入压力，确保封堵效果稳定持久。

该技术在多尺度实验和数值模拟中验证了封堵效果，能够有效控制高角度裂缝带来的水淹问题，为页岩油水平井叠合区的高效开发提供了可靠保障。

成果评价

本成果具有以下先进性和创新性：

1.首次揭示了页岩油见水水平井高角度裂缝沟通机理，形成了裂缝沟通判别方法。

2.开发了适用于高角度裂缝的高性能堵水剂，具有良好的耐温、耐压和封堵效果。

3.形成了水平井精准找堵水技术体系，显著改善高含水水平井产能。

应用前景

该成果可广泛应用于页岩油、致密油等非常规油藏的水平井找堵水技术中，特别适用于高角度裂缝发育区、见水严重的叠合区。其技术方法和堵水剂体系可推广至其他类似油藏，提高油井产能，减少采油成本。

成果展示

基于地应力条件，采用岩石力学三轴试验系统测定岩心力学参数，包括弹性模量、内摩擦角、抗剪强度和破坏强度，明确岩层力学特性，为裂缝发育与扩展评估提供基础数据。

美国GCTS公司RTR型岩石力学测试系统

基于地应力（应力大小、应力差），建立工裂缝与天然裂缝互相作用的扩展模拟技术，分析水力裂缝与天然裂缝耦合特征，明确裂缝扩展与控制机制。

通过数值模拟分析地应力方向及上下部层段岩石力学特性，明确南向上注水引起应力叠加，揭示长7与长4+5（长6）储层水平井裂缝连通特征，明确裂缝失稳及渗透路径。

不同参数条件下数值模拟裂缝形态

通过压裂数据（曲线）、注入井施工资料、产出水水样、生产动态数据分析，对已沟通、见水段\井\区域进行重点分析评判，判识高角度裂缝沟通位置，判识出水层段，研判反演其高角度裂缝沟通的地质力学原因，给出射孔、压裂和注水施工工艺优化措施与建议。

综合考虑现场裂缝的特性，包括裂缝的宽度、深度、走向以及裂缝内流体性质等因素，我们通过合成或筛选，研发了一系列专用于高角度裂缝的堵剂，涵盖凝胶类、颗粒类和化学沉淀类堵剂。这些堵剂可在高角度裂缝中形成稳定的封堵层，具备优异的承压能力、耐温性和稳定性。根据裂缝特征精准调整配方，堵剂能够快速填充并密闭裂缝，实现高效封堵效果。

各种类型堵剂

负责人简介

窦亮彬，1986年生，石油工程学院教授、副院长，长期从事油气高效开发与非常规储层改造研究。主持国家自然科学基金、国家重点研发项目等纵向科研项目10余项、企业合作项目40余项，发表SCI/EI论文100余篇，授权发明专利50余项，获得陕西省科技进步一等奖等省部级奖项8项。