暂堵转向压裂技术与缝网扩展研究

报告编号：OGB-A-015 出品方：北京经纬智汇信息咨询有限公司 报告日期：2026年7月 保密级别：内部参考（限公司及授权客户使用） 版本：V1.0 研究集群：压裂与增产 · A级深度技术专题

执行摘要

暂堵转向压裂（Temporary Plugging and Diverting Fracturing，简称暂堵压裂或转向压裂）是通过在裂缝内部或射孔孔眼处投放可降解暂堵材料，人为提高局部流动阻力、迫使压裂液改变流向，从而开启新缝、激活天然裂缝、构建复杂缝网、提升储层改造体积（SRV）的一类增产工艺。它既是致密油气、页岩油气一次改造中实现多簇均匀进液的关键手段，也是老井重复压裂（Refracturing）挖潜的核心技术支撑。

本报告在全球视野下，围绕暂堵转向压裂的技术原理、材料体系、市场竞争、典型应用与瓶颈趋势展开系统调研，覆盖宏观市场、中观竞争格局与微观材料工艺三个层次。研究采集了斯伦贝谢（SLB）、哈里伯顿（Halliburton）、贝克休斯（Baker Hughes）三大国际油服巨头的转向压裂产品线，以及中国石油、中国石化所属院所与高校（西南石油大学、中国石油大学等）的技术进展；梳理了可降解纤维、复合颗粒、暂堵球、温控降解树脂等材料的性能参数与温度窗口；分析了全球压裂服务市场规模及其口径分歧；并汇总了国内涪陵、威荣、长宁、顺北及北美二叠盆地（Permian）等代表性现场案例。

按照"现状铺陈—对标分析—瓶颈识别—趋势研判"的逻辑，本报告将核心结论与分角色行动建议置于末章（第07章），供管理层、技术层与投资方在完成前序分析阅读后统一决策参考。报告涉及的市场数据均标注来源机构、基准年与统计口径，厂商性能宣称一律标注为"厂商声明（未经独立验证）"，图表以正式图表或直接成表方式呈现。

关键发现速览：

• 暂堵转向已从早期的"缝口限流投球"演进为"缝内暂堵+缝口暂堵"双路线并行、以可降解材料为主体的成熟工艺集群，国际三大油服均已形成品牌化产品序列。
• 全球压裂（增产）服务市场规模在不同机构口径下差异显著，2025年前后区间大致落在约200亿至580亿美元之间，暂堵转向作为其中的高附加值细分环节增速高于行业均值。
• 中国在页岩气规模压裂中大量应用暂堵转向工艺，工程化能力接近国际先进水平，但在高温（>150℃）暂堵材料、缝网精细模拟与实时诊断软件方面仍存在差距。
• 高温失效、封堵有效性不确定、转向不可控、缝网预测精度不足是四大核心瓶颈，也是未来材料升级与数字化诊断的主攻方向。

01 · 调研背景与目标

1.1 调研缘起与问题意识

随着中国油气勘探开发全面转向致密油气、页岩油气等非常规资源，"打得成井、压得开缝、留得住产"成为决定单井经济性的核心命题。常规分段多簇压裂在实践中普遍面临两大难题：一是同一段内各射孔簇进液不均，主应力方向优势簇"吃液"过多、弱势簇改造不足，导致有效改造簇数远低于设计值；二是单一主裂缝难以沟通足够的储层体积，天然裂缝与微裂缝未被充分激活，SRV受限。

暂堵转向压裂正是针对上述痛点发展起来的工艺。通过投放暂堵材料在孔眼或缝内构筑临时封堵，可强制压裂液转向未改造区域，改善进液均匀性、增加裂缝复杂度。与此同时，随着中国及北美大量页岩井进入生产中后期，产量递减明显，重复压裂需求快速上升，而暂堵转向是老井重复改造中封堵老缝、开启新缝的关键前提。因此，系统厘清这一技术的现状、瓶颈与趋势，对企业在压裂增产环节的技术选型、材料采购与研发立项具有直接的决策价值。

1.2 核心调研问题

本次调研聚焦以下核心问题：暂堵转向压裂的技术原理与路线如何划分；缝网扩展与转向的力学机理与控制条件是什么；主流暂堵材料体系的性能边界与国内外差距在哪里；全球及中国市场规模与竞争格局如何；典型应用场景的实际增产效果与验证证据如何；制约技术进一步发展的瓶颈与未来突破方向是什么。

1.3 调研范围界定

• 技术范围：以缝内暂堵转向与缝口/近井暂堵限流两大路线为主体，涵盖暂堵材料、缝网扩展机理、施工工艺与实时诊断，兼及重复压裂应用。
• 地域范围：全球视野，重点对比中国与北美两大非常规主战场。
• 时间范围：全时间轴，覆盖限流压裂起源至智能化诊断的完整演进脉络与未来12～36个月研判。
• 颗粒度：宏观市场趋势、中观竞争格局与产业链、微观材料工艺与案例多层次结合。

1.4 调研方法说明

本报告采用多源信息交叉验证方法，信息来源以SPE、IADC、OTC、URTeC等国际技术论文、API/SY/T行业标准、主要油服公司技术资料为英文优先来源，以《石油钻探技术》《钻井液与完井液》《石油学报》《天然气工业》等核心期刊及中石油、中石化技术文献为中文优先来源。所有数据标注来源与年份，厂商宣称值标注"厂商声明"，并在配套《参考文献汇总》中对每条文献给出五级可信度评级（★至★★★★★）。

02 · 技术现状全景

2.1 技术定义与核心原理（白话版）

可以把储层想象成一块被高地应力"夹紧"的岩石。常规压裂如同在岩石上强行撑开一条主缝，压裂液和支撑剂顺着这条阻力最小的路一路奔涌，其它区域却几乎不受改造。暂堵转向压裂的核心思想，就是在这条"最省力的路"上人为设一道临时路障，逼迫流体另寻出路。

这道"路障"由暂堵材料构成——它们在施工温度下能稳定封堵一段时间，形成压差、迫使裂缝转向或开启新缝；施工结束后又能自行降解或随返排液排出，不残留、不伤害储层导流能力。按封堵位置不同，暂堵转向分为两条技术路线：

• 缝口/近井暂堵（限流转向）：把暂堵球或颗粒投入井筒，随液流坐封到已经"吃液"的射孔孔眼上，堵住优势簇，迫使后续压裂液进入尚未开启的弱势簇，实现同段多簇的均匀进液。这是"分簇均衡改造"的手段。
• 缝内暂堵（缝内转向）：把可降解纤维、颗粒等暂堵剂随压裂液泵入已形成的裂缝深部，在缝内架桥堆积、形成封堵段塞，迫使裂缝在封堵点前方转向、分叉或激活天然裂缝，从而提升缝网复杂度与改造体积。这是"造复杂缝网"的手段。

两条路线在实际施工中常组合使用：先用缝口暂堵实现簇间均衡，再用缝内暂堵提升单簇缝网复杂度。

2.2 缝网扩展与转向机理

裂缝能否转向、能否形成复杂缝网，本质上取决于地应力场与暂堵所造成的局部压力扰动之间的博弈。

水平主应力差是决定性因素。 当最大与最小水平主应力之差（应力各向异性）较小时，裂缝方向对局部扰动更敏感，暂堵造成的净压力升高更容易使裂缝偏离原方向、沟通天然裂缝，形成网状缝；当应力差较大时，裂缝倾向于保持沿最大主应力方向延伸，转向难度增大，暂堵更多表现为开启新的平行缝而非真正"转向"。

应力阴影效应（Stress Shadow） 是缝网扩展的另一关键机制。已形成的裂缝会在其周围岩体中诱导附加应力场，改变邻近区域的应力状态。相邻裂缝或相邻簇之间的应力阴影会相互干扰，既可能抑制邻缝扩展、造成进液不均，也可被暂堵工艺加以利用——通过合理的簇间距与暂堵时机设计，使诱导应力促进缝网分叉。

天然裂缝激活 是复杂缝网形成的物质基础。储层中预存的天然裂缝、层理面在暂堵造成的高净压力作用下被张开或剪切滑移，与人工主缝沟通，构成"人工缝+天然缝"的复杂网络，显著扩大改造体积。缝网的最终改造效果通常以SRV（Stimulated Reservoir Volume，改造储层体积）来量化评价，并借助微地震、示踪剂等手段监测验证。

*图2-1 暂堵转向压裂机理示意图*

2.3 技术成熟度评估

从技术成熟度（TRL/工程化程度）看，暂堵转向压裂总体已进入规模化商业应用阶段，但不同环节成熟度存在梯度：

2.4 国内外发展现状

国际方面，斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯三大油服公司均已形成品牌化的暂堵转向产品序列，将可降解材料、施工工艺与压裂诊断软件打包为一体化服务，在北美页岩革命中大规模应用，并向重复压裂等高附加值场景延伸。国际厂商的优势不仅在于材料本身，更在于"材料+软件+服务"的一体化解决方案与丰富的现场数据积累。

国内方面，中国石油（川庆钻探、长城钻探、勘探开发研究院）、中国石化（石油工程技术研究院及中原、江汉等区域单位）以及西南石油大学、中国石油大学等高校，围绕页岩气规模开发形成了较完整的暂堵转向技术体系。在涪陵、长宁、威荣等页岩气田及致密油区块，国产暂堵材料与工艺已实现大规模现场应用，工程化能力接近国际先进水平。差距主要集中在高温高压深层储层的暂堵材料性能、缝网数值模拟软件的自主化与精度，以及实时暂堵诊断决策的智能化程度。

2.5 发展脉络与关键里程碑

暂堵转向压裂的技术演进大致经历五个阶段（详见 图2-2 时间轴）：

• 起源期（1960s–1970s）：限流压裂（Limited-Entry Fracturing）理念提出，通过控制射孔孔数与孔径，利用孔眼摩阻实现多层/多簇分流，奠定"以流动阻力控制进液分配"的思想基础。
• 投球暂堵期（1980s–2000s）：刚性暂堵球（Ball Sealer）投用于封堵孔眼，实现选择性改造，但存在坐封不稳、返排回收等问题。
• 可降解材料期（2010s前后）：聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）等可降解纤维与颗粒进入工程应用，暂堵后可自行降解、无需机械干预，缝内暂堵转向工艺成型，与北美页岩革命同步规模化。
• 重复压裂规模期（2015s至今）：随着北美大批页岩井进入递减期，以暂堵封堵老缝为核心的重复压裂规模化应用；中国页岩气田同步大规模推广暂堵转向。
• 智能诊断期（近年至未来）：实时压力诊断、微地震融合、缝网数值模拟与数字孪生等数字化手段与暂堵工艺结合，推动"可控转向"发展。

*图2-2 暂堵转向压裂技术演进时间轴*