混合水體積壓裂措施效果優化對策分析

曹雄科 白忠民 葉紅霞 王鈞(長慶油田第八采油廠工藝研究所， 陜西 西安 710021)

在油田開發過程中，儲層改造是提高單井產量的有效手段，在低孔、低滲、低壓等特定條件下，由于儲集層基質向裂縫供液能力太差，常規壓裂技術僅靠單一壓裂主縫很難取得預期的增產效果，因此新型的壓裂改造技術“體積壓裂技術”的提出具有深刻意義。然而體積壓裂能否形成復雜網絡裂縫，取得預期措施效果主要取決于儲集層的地質條件和壓裂施工工藝兩個方面，因此措施井對象和壓裂施工參數的選擇是其措施效果好壞的關鍵。

1 體積壓裂作用機理及適用條件

1.1 體積壓裂作用機理

體積壓裂是通過高排量、大液量、低粘度液體壓裂的方式對儲層實施改造，在形成一條或者多條主裂縫的同時使天然裂縫不斷擴張和脆性巖石產生剪切滑移，實現對天然裂縫、巖石層理的溝通，以及在主裂縫的側向強制形成次生裂縫，并在次生利潤分配上繼續分支形成二級次生裂縫，以此類推，形成天然裂縫與人工裂縫相互交錯的裂縫網格，從而將可以進行滲流的有效儲集體“打碎”，實現長、寬、高三維方向的全面改造，使裂縫壁面與儲層基質的接觸面積最大，使得油氣從任意方向的基質向裂縫的滲流距離最短，能極大地提高儲層整體滲透率，實現對儲層在三維空間的立體改造。

1.2 適用條件

(1)地質條件。①區塊地層物性具備混合水壓裂實施條件:油層展布穩定，平均有效厚度15.0m以上，天然微裂縫較發育，巖石脆性指數較高(大于40%)，現有水平兩向應力差小于儲隔層應力差。②注采井網完善，地層壓力保持水平較高(85-120%)，井組內油井未見注入水或見水程度低，井組剩余油富集，采出程度低于20%。③對應注水井未采取過壓裂措施，實施井裂縫性水淹可能性較小。④油水關系相對簡單，多層(多段)開發井無明顯單層注入水突進現象。

(2)井筒條件。①全井套管完好，無破損、變形、錯斷、穿孔等，能夠滿足混合水壓裂施工時全井套管承受內壓力的要求。②油層上下50m固井質量良好，鉆井及前期試油過程中未發生過井漏、卡鉆事故。③井筒暢通，無井下落物等。

(3)井場條件。①井場大小必須滿足大規模壓裂的施工條件，能容納壓裂施工所需儲罐和10～15臺大型車輛、設備的擺放。②井場道路暢通，外協條件良好，能夠保證施工期間大型車輛的正常通行。

2 體積壓裂效果對比分析

2.1 體積壓裂措施推廣初期應用效果

201 2 年在姬塬油田姬15和鐵邊城長8區試油性開展混合水體積壓裂措施，通過措施跟蹤對比，措施效果較差，措施后液量下降快，措施有效期有待提高。

在現狀調查的基礎上，通過地質條件、工藝技術、井筒條件、現場組織等方面進行原因分析:

(1)地質方面:部分措施井注采井組不完善，地層壓力保持水平低，井組內個別油井出現水淹，采出程度高于20%;

(2)工藝方面:邊角井施工參數選用不當，壓裂規模不合理，入井液液體體系不配套；

(3)井筒方面:部分井存在全井套管破損、變形、穿孔等問題，或油層上下50m固井質量不合格，鉆井、試油過程中發生過井漏、卡鉆等事故；

(4)施工過程:未嚴格按照設計要求程序施工，支撐劑、施工水質、入井液不符合設計要求、不達標。

2.2 目前體積壓裂措施效果

按照“分類管理、示范引領、注重過程、確保效果”的工作思路，制定對策，建立“體積壓裂”試驗區，以井組、井區為單元，按照“潛力區、培養區、實施區”的方向，立足油藏工程研究，通過優化體積壓裂選井標準，精細工藝施工參數，優化組織管理模式，完善技術管理思路，不斷提高混合水體積壓裂措施效果。通過分析目前實施的25口井體積壓裂措施效果，措施有效率92%，措施后平均單井日增油3.08t。

表1 姬15、鐵邊城長8體積壓裂試驗效果

表2 姬塬油田部分區塊混合水體積壓裂效果統計表

3 主要做法

3.1 根據不同區塊特征，優化選井原則

在前期試驗基礎上，初步形成了以地層壓力、井網特征、儲層物性、水驅規律等為基礎的八項因素選井標準。同時充分結合“井網特征、儲層物性、水驅規律及剩余油分布”，對單井選井選層條件不斷改進完善，重點針對措施后含水上升、提液幅度不大的井進行分析，并初步形成了單井選井標準。

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3.2 結合“井網、儲層、水線及剩余油分布”，制定合理工藝參數

充分考慮儲層油水關系、剩余油分布特征，按照擴大試驗、培育推廣兩個層次、區別邊井和角井進行壓裂參數優化。

(1)邊井施工參數設計:針對最小主應力方向上天然微裂縫不發育、側向剩余油富集的特點，按照“三大一低”技術思路，實施大砂量、大液量、大排量、低砂比壓裂，提高裂縫復雜程度。

(2)角井施工參數設計:針對最大主應力方向上天然微裂縫發育，水驅前緣易突進，主向井水淹風險大的特點，按照“一大兩控一低”技術思路，實施大排量、控制砂量及液量、低砂比壓裂，提高裂縫復雜程度的同時控制縫長，延長見水周期。

(3)生產過程中含水上升較快的井:適當控制壓裂規模，對綜合含水大于30%的油井，應適當控制縫長，延伸縫高，復壓時以大排量、低砂量為主。若對應注水井累計注水量過大，應及時調整配注，采取溫和注水。

(4)混合水壓裂加砂規模應結合區塊投產壓裂、重復壓裂加砂規模合理確定。

3.3 依據合理流壓，優化工作制度，確保措施后長期穩產

一是以合理流壓為指導，排液結束后優化工作制度，保持增產有效期；

二是結合已實施井效果，注重對周邊注水井的注水調整，同時對效果好的區域，加大測壓范圍，為下步選井提供依據。

4 結語

①混合水體積壓裂措施可有效提高油井單井產量，但選井標準不同、施工參數不同，效果不同。②混合水體積壓裂選井時對油層厚度、遮擋條件、儲隔層應力差、壓力保持水平、兩向應力差、儲層脆性指數、天然裂縫均有較高要求。③混合水體積壓裂時應根據邊井、角井選用不同施工參數。④油井混合水體積壓裂后合理控制流壓，優化工作制度，可延長措施有效期。

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