大港油田小10-16區塊壓裂技術研究與應用

趙廣天，付大其，宋友貴，王 嵐，楊衛華，楊 濤

（1.中國石油大港油田公司采油工藝研究院，天津大港 300280；2.中國石油大港油田公司石油工程研究院）

大港油田小10-16區塊壓裂技術研究與應用

趙廣天1，付大其2，宋友貴1，王 嵐1，楊衛華1，楊 濤1

（1.中國石油大港油田公司采油工藝研究院，天津大港 300280；2.中國石油大港油田公司石油工程研究院）

小10-16區塊主要開采層位棗Ⅳ、棗Ⅴ屬于低孔低滲油藏，儲層物性較差，若直接投產則產量較低，與地質配產有一定的差距，必須通過壓裂改造措施來實現高效經濟開發的目的。但這些儲層存在井深、溫度高、壓裂井段長、儲層水敏性強等特點，給壓裂工藝提出了新的挑戰。為確保壓裂井的有效改造及實施效果，優化了壓裂工藝、壓裂液體系，采取液氮助排、壓采聯作一次管柱等技術，實現了儲層多層改造一次性投產，共投產的22口井初期平均日產液24.9 m3，日產油20.4 t，取得了良好增產效果。

大港油田；低滲油藏；壓裂技術；小10-16區塊

1 區塊概況

1.1 油藏特征

大港油田小10-16斷塊位于河北省滄縣劉家廟鄉，南鄰官161和官162斷塊，北部為官39斷塊，處在孔東構造和小集構造轉換帶上，疊合含油面積3.2 km2，合計地質儲量820.80×104t。小10-16區塊儲層埋深3 400～3 700 m，物性為低孔、低滲，客觀上存在壓裂改造、改善油層物性、提高地層滲流能力的需要，見表1。

表1 小10-16區塊儲層物性統計

1.2 儲層溫度和壓力

小10-16斷塊儲層溫度為在130℃ ，溫度梯度為3.07～3.11℃／100 m，壓力系數1.07～1.16，屬正常溫壓系統。

1.3 儲層流體性質

棗Ⅳ油組：原油密度0.883 6 g／cm3，原油黏度56.19 MPa·s，含蠟21.86%，膠質瀝青25.77%，凝固點39.75°。

棗Ⅴ油組：原油密度0.879 2 g／cm3，原油黏度54.91 mPa·s，含蠟20.5%，膠質瀝青25.68%，凝固點36℃。棗Ⅴ和棗Ⅳ原油物性相似，儲層流體性質屬于中質中黏高黏原油。

2 工藝優化研究［1-6］

2.1 優選壓裂工藝，實現目標層段的有效改造

棗Ⅳ、Ⅴ油組的油層厚度100～150 m，油層跨度達200～400 m，造成下部油層與上部油層的破裂壓力相差較大，將達5～10 MPa；另一方面，由于各小層間物性差異較大，非均質性較強，同一壓力系統下，難以實現所有油層的改造動用。因此根據壓裂井段長，油層跨度大，層多且薄，非均質性較強的特點，采用分層壓裂工藝，保證所有目的層都能得到有效改造和動用。

2.2 壓裂液體系優選

從儲層巖性特征分析來看（表2），沙泥巖交互明顯，棗Ⅳ油組尤為明顯，泥質含量達7%～8%，黏土礦物以伊／蒙混層、高嶺石為主，其中，伊／蒙混層平均含量為74.6%，從本區塊儲層敏感性實驗結果看，儲層水敏性為中強特征。為此需要合理優化改造工藝，強化油層配伍性措施和技術手段。

從壓裂液性能指標對比來看（表3），無殘渣和超級胍膠壓裂液體系均好于普通胍膠壓裂液體系。但由于無殘渣壓裂液費用高且不適用于高溫地層，因此該區塊優選超級胍膠壓裂液體系。

2.3 采用液氮助排、壓采聯作技術，實現快速投產

壓后及時排液，強制裂縫閉合。應用微膠囊延遲破膠劑，施工時盡可能拌注液氮，增能助排，加強分流和降濾作用，自噴排液，施工后依據壓力控制油嘴，防止支撐劑回流，促使壓裂液快速、徹底破膠，及時返排。應用壓采聯作技術，可以節省一次起下管柱施工，可提前投產1～2天。

表2 小10-16區塊儲層敏感性實驗結果

2.4 支撐劑選擇

為獲得高的裂縫導流能力，保證壓后長期、穩定的增產效果，選用中-高強度陶粒砂做為壓裂支撐劑。考慮到油層井段跨度大，油層多且薄，形成的縫較窄，易造成加砂困難，因此借鑒前期施工成功經驗，采用0.400～0.700 mm 和0.425～0.850 mm支撐劑粒徑組合，降低施工風險，提高改造規模和改造程度，達到增大處理層泄油面積的目的（圖1）。

表3 壓裂液性能指標對比

圖1 中密度支撐劑導流能力對比曲線

2.5 在既定井網的情況下優化油層改造縫網

小10-16區塊是近年來油田內發現儲量較大的低滲區塊，地質開發部署要求同期注水和油層改造，提高單井產量。國內外低滲油田“注水＋油層改造”開發經驗證實：合理的注采井網和油層有效的改造動用是提高采油速度、采出程度的基礎。為此，如何優化注采井網或如何在即定井網上優化改造規模、是延長低含水采油期、提高采收率的關鍵；根據井段長度、層間差異，如何優選改造工藝，是實現全部潛力油層有效動用的前提。

小10-16區塊通過裂縫方位測試結果顯示（表4），裂縫方向為北東走向。

通過整體壓裂軟件，合理優化縫長、穿透比，結果表明（圖2，圖3），在裂縫有利位置上，優化穿透比為0.40～0.45，不利位置上穿透比為0.25～0.30。

表4 小10-16區塊裂縫方位測試結果

圖2 壓裂裂縫方位不利

圖3 壓裂裂縫方位有利

3 實施效果

（1）應用分層壓裂工藝，保證了儲層的有效改造和動用。從小9-38井井溫曲線的變化和產出剖面的解釋結果可知：主要形成三條裂縫：第一條以131層為主；第二條142層～152層；第三條154～160層。159層和160層雖然未產液，但從井溫曲線的變化可知已被壓開，改造率90%以上。因此，應用分層壓裂工藝能夠適應長井段多層改造的需要，達到了改造油層的目的。

（2）采取壓裂投產，實現了區塊的高效開發。實施的壓裂井初期平均產能達到20.4 t，增產2倍以上，保證了該區塊的整體開發效果，實現了經濟、高效開發的目的（表5）。

表5 小10-16區塊壓裂投產情況

4 結論及建議

（1）對于大港油田小10-16的低孔低滲區塊，實施先期壓裂措施，可以保證區塊的高效開發。

（2）應用分層壓裂改造工藝，可以實現對長井段多層改造一次投產的目的。

（3）采用超級胍膠壓裂液體系、液氮助排、壓采聯作等低傷害改造技術，提高了壓裂液的返排率，減輕了對儲層的傷害。

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As the main producing layers of small 10-16 block，Zao IV and Zao V，belong to low porosity and low permeability reservoir，with poor physical properties.If directly put into production，there must be a certain gap between geological proration.Therefore，fracturing stimulation should be carried out to achieve the purpose of efficient economic development.However，the reservoirs have the characteristics of deep depth，high temperature，long fracturing well section and strong water sensitivity，which brings new challenges for fracturing technology.In order to ensure effective fracturing stimulation，fracturing technology and fracturing fluid system should be optimized；the liquid nitrogen cleanup technology and pressure mining group as a string technology

91 Research and application of fracturing technology in small 10-16 block of Dagang oilfield

Zhao Guangtian et al（Production Engineering Research Institute of Dagang Oilfield Comopany，PetroChina，Dagang，Tianjin 300280）

TE357

A

1673-8217（2012）06-0091-03

2012-05-30

趙廣天，工程師，1985年生，2008年畢業于長江大學，現從事油田開發方面的研究工作。

李金華