水平井穿層壓裂技術研究與應用

2016-09-07 03:56:48范猛大慶油田有限責任公司開發部

石油石化節能 2016年5期

范猛　（大慶油田有限責任公司開發部）

水平井穿層壓裂技術研究與應用

范猛（大慶油田有限責任公司開發部）

大慶油田低豐度葡萄花層薄互層發育，采用常規水平井開發儲量損失大、注采關系不完善。為此，打破傳統壓裂控縫高理念，通過壓裂工藝參數優化，使人工裂縫溝通縱向儲層，提高儲層動用程度。對水平井穿層壓裂技術原理進行了分析，對穿層壓裂效果進行評價，探討提高穿層壓裂成功率的方法。現場試驗165口井，穿層工藝成功率93%，單井縱向目的層小層動用率100%，與同區塊常規壓裂水平井對比，施工規模為0.97倍，而壓后初期單井日增油為1.25倍，累計增油為1.26倍，取得了明顯的增產效果，水平井可控穿層壓裂技術實現了少井高產和難采儲量的整體動用。

低滲透薄互葡萄花層；水平井穿層壓裂；參數優化；效果對比

引言

大慶油田葡萄花油層以特低豐度、低滲透儲量為主，同時薄互層發育，平均單井有效厚度2.5 m/ 3.1層。隨著新開發區塊儲層條件的進一步變差，常規水平井開發儲量損失大，同時薄互層鉆水平井易出現出層現象，追求砂巖鉆遇率導致井眼軌跡不平滑，給后期作業施工帶來困難。以某X區塊為例（圖1），主力油層PI3層，采用常規水平井開發，縱向PI1、PI41、PI42、PI5無法動用，儲量損失大。

1　技術原理

水平井穿層壓裂技術原理：打破直井開發控縫高的理念束縛，通過施工排量、壓裂液用量、支撐劑加入程序的參數優化，實現裂縫穿透泥巖隔層，溝通上下未鉆遇儲層，并形成有效的油流通道［2］。具體做法：縱向上，對于多層發育、隔層薄的區塊，實施穿層壓裂，提高儲層動用程度；平面上，利用穿層裂縫，實現小層內的縫網匹配，完善注采關系（圖2、圖3）。

圖1　某X區塊葡萄花油層對比（南北向）

隨著壓裂技術的成熟和儲層認識的加深，打破傳統的控縫高壓裂技術理念，通過參數優化，使人工裂縫溝通縱向儲層，提高單井產量，完善注采關系，拓寬了水平井應用范圍，為低豐度、低滲透葡萄花油層的有效動用，提供了有力的技術支撐［1］。

2　控制技術

2.1施工排量控制

大慶油田葡萄花層常規水平井壓裂施工排量2.5～3.0 m3，裂縫高度5～8 m。統計某X區塊儲層發育情況，縱向跨距26 m，根據區塊直井測井曲線計算儲隔層應力，確定穿層上下隔層，優選施工排量3.5～4.5 m3（圖4、圖5）。

圖2　縱向穿層示意圖

圖3　穿層后平面上井網示意圖

圖4　A井測井曲線和應力剖面分析

圖5　施工排量與裂縫高度、凈壓力關系

2.2前置液比例控制

根據儲層剖面特點，分析不同薄層上的凈壓力分布，根據邊界層（即最上層、最下層）延伸所需要的凈壓力等，推算井底壓力及施工壓力，為施工參數的確定提供依據［3］；通過模擬，分析不同施工排量等情況下裂縫高度及穿層層數，優化后前置液比例由30%提高到50%。

2.3加砂程序控制

優化人工裂縫導流能力與儲層相匹配。分析隔層部位縫寬，模擬分析不同加砂濃度情況下地面壓力波動特征，優化攜砂液濃度，防止過液不過砂；優化加砂程序、加砂規模，確保裂縫達到設計的導流能力［4］。研究不同儲層條件下、不同施工工況情況下加砂工藝（連續加砂、段塞加砂等），以及優化不同粒徑支撐劑加入順序及比例組合，確保鋪砂效果（圖6、圖7）。