本文从重复压裂机制、油藏数值模拟、压裂设计、施工工艺等方面全面调研了国内外重复压裂技术领域的相关文献,跟踪和吸收了国内外的关于重复压裂理论的最新研究成果;对重复压裂评层选井和转向重复压裂技术开展了系统研究,并取得了很好的实践效果。本文的主要工作是: (1) 分析了经典的参数(统计)估计法、经验非线性法和统计学习理论用于重复压裂选井评层的局限性;针对“数据有限”、“模型与参数不准”和“许多问题机理不清”等瓶颈问题,建立了遗传算法—人工神经网络优选决策模型和支持向量机优选决策模型,编制了重复压裂选井选层决策系统软件;现场应用效果证明了他们对重复压裂选井选层有较好的适应性。 (2) 首先分析储层原始应力场,再根据弹性力学理论系统研究了重复压裂井支撑裂缝产生的诱导应力,根据流-固耦合理论研究了生产过程中产生的诱导应力;并按应力迭加方法确定了重复压裂井储层中当前应力场状况;诱导应力对最大水平主应力和最小水平主应力的改变程度不同是引起储层中应力重定向的根本原因。 (3) 分别应用断裂力学中的最大拉应力理论和应变能密度因子理论分析了重复压裂中水力裂缝的初始扩展和延伸方向。对于张开型裂缝,裂缝将沿裂缝面延伸而不会出现分枝。按照最大拉应力理论,内剪切型裂缝的开裂角与材料性质无关(-70.5°);按照应变能密度因子理论,内剪切型裂缝的开裂角与材料性质和裂纹角有关,重复压裂裂缝方位可以具有任意角度。 (4) 研究开发了用于一种用于转向重复压裂的老裂缝堵剂,其突破压力高达65MPa,残余阻尼系数高,具有良好的粘弹性和剪切稀释性。能够满足转向重复压裂的要求; (5) 现场实验证明了转向重复压裂的可行性和可靠性,为我国低渗透油田重复压裂开辟了新的方向。