加拿大Daylight是中石化海外作业者项目中储量最大的致密砂岩油气藏,具有低孔、低渗的储层特征,开发面临单井产量低、补充能量难和经济效益差等问题。目前致密砂岩油气藏主要通过水平井压裂技术提高产量,但是其压裂增产机理相对于加拿大Daylight裸眼完井不完善,并急需新方法和技术来提高经济效益。针对这些问题,本文主要进行了以下几个方面的研究:分析了Daylight致密砂岩油气储层特征和开发难点,系统总结了致密砂岩水平井压裂增产的三个关键因素,即裂缝导流能力、双线性渗流和复杂裂缝网络;通过数值模拟方法,分析了裂缝参数对产能的影响;裸眼井无射孔条件下考虑压裂液与地层岩石应力耦合作用时,建立了裸眼井裂缝起裂压力模型,并结合该模型和压裂实例进行了裸眼水平井压裂机理研究;针对水平井压裂后滞留的大量压裂液产生的水锁损害等问题,提出了气润湿反转方法,并进行了相关机理研究和数值模拟,结果表明该方法可用来提高压裂液返排率和气井产量;研究了致密砂岩油气藏水平井完井方式、压裂液、支撑剂和“工厂化”等对压裂效果的影响,与泵送可钻桥塞分段压裂技术相比,裸眼封隔器滑套分段压裂技术每级压裂成本节约了30%~50%,日产量显著提高;滑溜水压裂液比油基压裂液成本节约了50%、日产量提高了3倍,比氮气泡沫压裂液日产量提高了25%~100%;随着压裂砂用量增加,产生高产井的概率更大;同步压裂工艺可提高产量和降本增效;因此,优选出了适合于加拿大Daylight致密砂岩油气藏增产方案,作业周期减少了50%,压裂液成本节约了30%,初始日产量和2年的累计产油量分别提高了3.2倍和1.6倍;建立了不同长度水平段压裂的近井筒模型,并进行了数值模拟计算,随着水平段增加,初始日产量和累计产油量增加显著,递减率降低;建立了3段组合圆弧井眼轨迹数学模型,解决了裸眼完井的大位移水平井下入长压裂管柱遇阻等问题,并应用该模型在Daylight成功开展了大位移水平井压裂先导试验,结果表明该技术使总费用节省了22%,初始日产量和NPV10分别提高了1.6倍和86%。