葡北二礦地區中高含水井壓裂淺析

韓剛

（大慶油田第七采油廠第二油礦710隊，黑龍江 大慶 163000）

壓裂作為一種主要的增產措施,對油田的穩油控水起到了重要作用。據統計,自1988年葡北油田實施壓裂以來,壓裂增油量占措施增油量的一半左右。但隨著油田的開發,油田綜合含水逐漸上升,部分井含水較高或全井出水。目前油田含水超過85%的油井已達503口,占油井總數的60%O按照低含水期壓裂的選井選層原則,不僅選井選層困難,而且措施效果也不理想,因此必須摸索出一套適用于高含水井的選層標準,為這些井的壓裂提供必要的參考。

1 油井壓裂效果因素及中高含水井壓裂選井選層應注意的問題

影響油井壓裂效果的因素主要有以下五個方面。

1.1 油層的地質條件

油層的地層系數(kh)是壓裂選層的前提條件。在地層壓力不低于飽和壓力的條件下,壓裂增油的數學公式為:

式中 ΔQo—壓裂增油量;

R—井筒半徑;

H—油層壓開厚度;

fw—壓裂層段含水值;

K1,K2—壓裂前后壓裂層段滲透率;

Pe1,Pe2—壓裂前后距油井 L處的地層壓力;

PW1，PW2—壓裂前后流動壓力。

從式中可以看出,油層壓開厚度越大,壓裂增油量越高;另外,ΔQo與K2(Pe2-PW2)-K1(Pe1-PW1)成正比,這里面K2與K1的差值越大,則ΔQo越大。假設壓裂對地層的改造倍數為n,則有n=K2/K1,得 K2-K1=nKl-K1,則有 K1(n-1)=K2-K1,由于n>1,所以K1值越高,K2-K1就越大,因此要求所選壓裂的滲透率要較高。一般來說,要求地層系數要大于1.5×10-4μm2·m,根據葡北油田的實際,要求壓裂層厚度在1.5m以上,滲透率在20～60μm2之間,即地層系數在30～90μm2·m之間為好,以保證壓裂效果。

1.2 油層的水淹程度和油井的液量含水比

油層的水淹程度和油井的液量含水比是兩個不同的概念,前者是指油層的內部潛力,后者是指油井的外部條件。對于大多數油井來說,由于層間非均質性的影響,總是主力層先受效、先見水,油井高含水的實質,往往是主力層高含水。由于主力層的采液程度相對較高,抑制了非主力層的開采,因此對中高含水井來說,我們可以通過找準高含水層,從而在低含水層中找出合適的壓裂層。

1.3 壓裂油層的油水井注采關系

注水開發的油田,油層壓裂以后的效果是要通過注水的作用來體現的。油水井的注采關系好,不僅油層壓裂后初期增產油量高,而且穩定的時間也長。由于葡萄花油田屬外圍低滲透油田,油層滲透率低,壓力傳導慢,因此,對需要壓裂的油層,一定要事先做好連通水井相應層段的注水調整,保證壓裂時油層有足夠的地層壓力。因為油層壓開后地層壓力將下降,生產壓差縮小,如果地層壓力低于飽和壓力,地層中原油將脫氣,使得原油粘度增大,流動系數減小,因此只有通過注水的超前培養,確保較高的地層壓力,才能保證較好的壓裂效果。在注水井的調整上,應盡量做到多方向均衡注水受效,并注意水量,避免在一口井上注水過多,導致單層突進,影響壓裂效果。

1.4 組成壓裂層段的油層厚度

評價油層壓裂效果的標準是要看壓裂層段油層平均每米厚度的增油量。油層在高密度射孔普通壓裂的情況下,在同一壓裂層段內一般只能形成一組裂縫(一般在同一層內形成)。因為在壓裂車組排量限定的條件下,當裂縫首先在油層某一部位形成以后,壓裂液基本消耗在首先形成裂縫的局部井段,其他油層實質上并未壓開。據有關資料統計,壓裂井的平均每米壓裂砂巖厚度的增油量隨組成壓裂層段厚度的減少而增加,組成壓裂層段的厚度一般不應超過5m。

1.5 壓裂層的縫長、縫高和加砂比

壓裂形成的填砂裂縫的導流能力Kfwf直接影響壓裂效果。根據增產倍數曲線,在滲透率大于10μm2的地層里,要想獲得好的壓裂效果主要應提高裂縫的導流能力,在這種地層里片面追求縫長不會得到很好的效果。對外圍油田來說,適宜的縫長應在140～180m之間。想獲得較好的導流能力,就要提高填砂裂縫的滲透率Kf,而加砂比的高低又是影響裂縫導流能力的主要因素,一般來說,加砂比不應低于20%。

對中高含水井來講,壓裂時還必須控制縫高,以防止壓竄高含水層,造成同井縱向引水。影響縫高的因素很多,通常在施工中通過控制泵的排量來控制縫高。縫高與排量有如下關系:

式中H—裂縫高度,m;

Q—泵排量,m3/mim

e—自然對數的底。

從公式(1)中可以看出,泵排量越高,裂縫也越高。根據以往的經驗,通常將泵排量控制在3.5m3/min以下,而在中高含水井上,則將泵排量控制在2.0m3/min左右。另外,只要地質條件相似,就可以用測出的裂縫高度作為其他井的裂縫設計高度來指導壓裂施工。

2 經濟評價

壓裂后的經濟效益應等于產出與投入的比值,即 N=c’/c，若 N〉1,則表示壓裂有效果。

壓裂有效期為n天時累積增油量為:

式中C’-產出；

C—投入;

Q—壓前日產液;

n—有效天數;

B—壓前(壓后)含水(假設無變化);

PR—增產倍數;

w—噸油價格。

若 w=980元/t,C=180000元/口,則有:

若N>1,即Qn(1-B)(PR-1)>367,則壓裂有經濟效益。

統計葡北二礦地區2005年壓裂的4口中高含水井,共壓開砂巖厚度18.8m,有效厚度11.Om,壓后平均單井日增油2.7t,平均動液面上升了105m,綜合含水下降了25.1個百分點,已累計增油1254t。噸油價格按1600元/t計,產出為200.64萬元。若每口井壓裂費用按18萬元計,4口井壓裂費用為72萬元,則利潤為128.64萬元。

3 結語

3.1在中高含水井中,通過找準高含水層,從而在低含水層中找出合適的壓裂層來進行壓裂,可以較好地解決層間矛盾。

3.2選準壓裂層后一定要注意注采關系的調整,保證壓裂后地層有充足的供液能力,否則將直接影響壓裂的效果。

3.3在中高含水井壓裂施工過程中,要注意控制泵的排量,以防止壓竄高含水層,造成同井縱向引水。

[1]]于鳳林等.高含水后期油井重復壓裂選井選層方法探討[J].大慶石油地質與開發，2005.

[2]朱春玲.大慶油田調整井油層壓力剖面調整技術研究[D].大慶石油學院，2007.