大庆油田进入特高含水期开发后,储采失衡的矛盾日益突出。由于所开采的薄差油层渗透率低,降低了油田采收率,含油产状为油浸、油斑、油迹,要有效动用此类储层的储量,压裂改造是最有效的手段之一。该类储层空间分布又十分复杂,从平面上看,目的油藏中有些油层已经水淹或与高含水层镶嵌、搭边;有些油层位于主力油层的变差部位;有些油层在平面上却是零星孤立地分布。从纵向上看,目的油层分散于各油层组中,且于高含水层相间分布,油层与见水层隔层很薄,有的层与高含水层相隔仅0.4m左右。对于这种井隔层薄且临近高含水层、油层物性差且分散的情况,现有的压裂技术面临许多新问题,主要表现在以下两方面:1、现有压裂工艺隔层的下限是2.0m,而薄差油层许多是临近高含水层的储层,由于隔层小于2.0m而不能采用现有压裂技术进行压裂,否则有可能压窜隔层导致油井含水上升。2、薄差油层具有储层物性差,数量多,在纵向上分散、跨距大,压裂改造困难。现有压裂技术要求压裂卡距小于40m,而薄差油层的目的油层在纵向上分布并不规律,油层之间的跨距大于40m,如果对这些薄差层一层层分压,效率低成本高,因而在实际生产中这些储层没有进行压裂改造,常规射孔后便投入开发。但是由于很多这类渗透率只有20md的薄差层且没有水驱能量,常规射孔并不能有效动用这些薄差储层的储量。因此研究了一套适用于薄差油层压裂改造新技术,该技术能够解放临近高含水层的储层,能够解放因跨距大而损失的储层,增加难采储层的开发价值提供有效的技术保障。本文通过建立水平缝压裂施工过程中井眼及其附近基质受力状态的预测模型,应用有限元软件,完成水平裂缝的受力变形特征及其对附近基质的影响分析,尤其对裂缝附近岩石和水泥环交界面连接状态的影响计算分析。确定了隔层窜通的机理和平衡保护原理,界定了能够保护的最小隔层厚度下限。据此,设计了几种平衡保护压裂工艺方案,研制了平衡保护封隔器、导压平衡保护封隔器、平衡器、平衡喷砂器等配套工具,现场实现了最小保护隔层厚度0.4m。同时研究一套满足薄差层大跨距、高砂比、低替挤的可取桥塞压裂改造工艺及配套工具。室内及现场应用表明,该工艺技术施工容易、成本低、成功率高,可以解放大批因隔层厚度限制和管柱卡距限制无法改造动用的储层。在油田目前和后续开发中,具有广阔的应用前景。