致密儲層壓裂工藝研究與應用

賈云鵬(中國石油大港油田分公司石油工程研究院， 天津 300280)

致密儲層壓裂工藝研究與應用

賈云鵬(中國石油大港油田分公司石油工程研究院， 天津 300280)

大港油田孔南致密油儲層具有埋藏深(3500 m-4200 m)、巖性復雜(致密砂巖和過渡巖性)、物性差、粘土含量高(9.62%-44.7%)的特點，以儲層可壓裂性評價為基礎，應用混合壓裂液+二次加砂壓裂技術、混合壓裂液加砂壓裂技術，取得了較好的改造效果。

致密油；壓裂效果；混合壓裂液；二次加砂壓裂

孔南孔二段致密儲層應用常規壓裂技術實施壓裂3口井，壓后日產油5.2-11.4m3/d，壓裂效果不理想，分析認為，由于儲集層基質向裂縫供液能力差，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，為此借鑒國內外體積壓裂理念及改造經驗，通過儲層可壓裂性評價，研究應用可形成縫網+主裂縫的混合壓裂液+二次加砂壓裂技術和混合壓裂液加砂壓裂技術，大幅提高了壓裂改造效果。

1 孔南孔二段地質特征

孔南孔二段致密儲層壓裂目的層埋藏深，3500-4200m；巖性復雜，致密砂巖和過渡巖性(長石粉砂-細砂巖、含泥含云粉砂巖、含砂泥巖、云質泥巖、含云砂屑泥巖)；解釋滲透率0.1-4.15×10-3μm2，孔隙度2.21%-9.23%；泥質含量9.62-44.7%；儲層為中等偏強水敏；多薄層，28.7m/12層；試油產量低，平均日產液1.6m3/d,平均日產油0.11m3/d，鑒于孔二段儲層特征及常規壓裂效果不理想，提出應用致密油復合壓裂技術進行儲層改造。

2 致密油復合壓裂技術

致密油復合壓裂技術的關鍵在于形成復雜裂縫網絡以達到改善儲層整體滲流能力的目的，能否形成復雜裂縫網絡，取決于地質和壓裂工藝兩方面因素。

2.1 孔二段致密油可壓裂性評價

致密油儲層可壓裂性評價是從地質因素判斷壓裂目的層形成復雜縫網的能力，為壓裂工藝優選及參數優化提供依據。借鑒國內外致密油評價經驗，脆性高的地層更容易形成復雜的網狀裂縫，巖石的礦物成分與形成縫網的難易程度用脆性指數來表示，以巖心實驗數據為基礎，建立了脆性礦物含量-礦物脆性指數與破裂形態關系圖版,由圖1可知，當脆性礦物(石英)含量大于47%，礦物脆性指數大于22.1%時，容易發生多縫剪切破壞，產生網狀裂縫；除去脆性指數，致密油儲層壓裂裂縫形態還受到地應力差異、天然裂縫等因素相互作用影響，綜合考慮上述因素，提出致密油壓裂縫網指數，縫網指數越高，越容易形成網狀裂縫，孔二段致密儲層在縫網指數0-0.37不易形成網絡裂縫，大于0.45易形成網絡裂縫，0.37-0.45在一定工藝條件下可形成網絡裂縫。

2.2 混合壓裂液+二次加砂壓裂技術及工藝參數優化

從壓裂工藝方面考慮，為了盡可能提高壓裂裂縫復雜程度，通過低粘壓裂液、多級段塞注入，形成復雜網絡，泵注交聯壓裂液，形成高導流主裂縫；二次加砂，提高縫網指數，達到提高壓裂效果的目的。

(1)優選出適合致密油的低傷害壓裂液，耐溫150℃；防膨率≥90%；破膠液表面張力為25.9mN/m，接觸角接近90°,破乳助排性能優良；與完井液、地層水配伍性良好，無沉淀產生；與原油配伍性好，破乳率≥95%。

(2)為提高裂縫復雜程度，泵注低粘度線性膠壓裂液+粉陶造縫，大排量施工。

(3)為形成主裂縫，提高裂縫導流能力，采用交聯壓裂液造縫、攜砂。

(4)借鑒國內外經驗，主應力差異系數越小，縫網指數越高，越容易形成網狀裂縫。優選二次加砂壓裂工藝，兩次泵注間隔時間1小時，目的是通過前次壓裂形成裂縫對地應力的干擾，降低水平地應力差異系數，典型井模擬計算顯示，一次壓裂后水平應力差異系數由0.3降至0.1-0.2，提高形成縫網的程度，有利于提高壓裂效果。

2.3 現場實施及效果

孔二段致密油儲層復合壓裂工藝實施24層次，17層次獲得工業油流占總層數的70.8%；壓前平均日產液1.45m3，壓后平均日產液20.1m3,增液12.9倍；壓前平均日產油0.4m3/d，壓后日產油2.9-33.8m3/d，平均日產油8.74m3,增油20.9倍，整體效果明顯。

典型井G108-8井壓裂目的層孔二段，射孔厚度26.1m/3層。壓裂施工：第一次加砂：施工壓力59-70MPa，排量7.8-8.2m3/min，停泵壓力22.3MPa，液量603.3m3，加砂41.5m3；第二次加砂：施工壓力59-71.5MPa，排量8.5-8.7m3/min，停泵壓力21.7MPa，液量597.3m3，加砂50.7m3。累計總液量1181m3，加砂87.7m3，施工順利完成。

3 結語

(1)以脆性礦物含量-礦物脆性指數與破裂形態關系圖版和致密油壓裂縫網指數為基礎，研究形成致密油復合壓裂技術，在孔南孔二段實施取得突破，與常規壓裂技術相比，該技術具有更好的適應性。

(2)孔南孔二段致密儲層巖性復雜，脆性礦物含量、礦物脆性指數、致密油壓裂縫網指數差異大，壓裂效果差異大，分析表明，致密油壓裂縫網指數高(大于0.38)的儲層壓裂效果好；致密油壓裂縫網指數偏低(0.31-0.38)的儲層，應用大規?；旌蠅毫岩?二次加砂壓裂的井效果明顯好于壓裂規模小的井。

[1]王文東,趙廣淵,蘇玉亮,等.致密油藏體積壓裂技術應用[J].新疆石油地質，2013,34(3):345-348.