中孔低滲復雜斷塊油藏壓裂效果評價及影響因素分析
2019-08-04 08:11:06王玲.
非常規油氣 2019年6期
關鍵詞：效果
王 玲.
(中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦 124010)
Y606塊構造位于遼河坳陷東部凹陷黃于熱斷裂背斜構造帶中部，主要含油層段沙一下與沙三上，沙三上亞段地層是在泛濫平原沉積背景下形成的一套沼澤相沉積，埋深2 800～3 100 m。斷層較為發育，以北東向與北西向為主。北東向斷層為本區主干斷層—駕掌寺邊界斷層，形成時間早，規模大，活動時間長；其余為北西向的正斷層，傾向主要為西南或北東，形成時間較晚，斷距較小，一般20～50 m左右，與駕掌寺斷層相交形成鼻狀斷塊圈閉，或者不與駕掌寺斷層相交，切割大型鼻狀圈閉翼部，使圈閉復雜化。巖性主要為深灰、灰黑色泥巖、碳質泥巖、灰黑色玄武巖與細砂巖、含礫砂巖組合。砂體沿駕掌寺斷裂呈條帶狀展布，向西迅速減薄，砂體厚度可在10～20 m，疊合厚度一般50～80 m。
平均孔隙度19.7%，平均滲透率15.3 mD，為典型的中孔低滲復雜斷塊油藏。
Y606塊沙三段儲層埋藏深，物性差，自然產能低，2013年開始采取壓裂增產措施，陸續壓裂20口油井，效果顯著。壓前平均單井日產油1.75 t，壓后平均單井日產油8.44 t，是壓裂前的4.8倍，表明壓裂可有效提升該區儲層滲流能力，提高油井產能。盡管如此，增產效果差異較大，為此，筆者根據壓裂井生產特征，依據標準對壓裂效果進行綜合評價，并對產能影響因素進行分析，以便為下步井位部署及儲層改造提供參考依據。
1 壓裂效果評價
(1)依據行業標準SY/T5289—2016《油、氣、水井壓裂效果評估方法》，按照表1所述的分值求取方法以及表2所列等級評價標準，從壓裂初期日增油量、壓裂有效期、壓裂累計增產三方面對本塊壓裂油井進行效果評價，結果為壓裂效果好6口，占比30%，效果較好9口，占比45%，有效4口，占比20%，無效1口，占比5%(表3)。
(2)壓裂有效減緩產量遞減。
根據李斌、袁俊香研究成果[1-8]，油井遞減率求取公式如下：
(1)
表皮系數變化系數
λS=Si-1/Si
井網密度變化系數
λf=fi-1/fi
表1 壓裂效果評價各項指標及分值表Table 1 Fracturing effect evaluation index and score
表2 壓裂效果評價等級確定表Table 2 Fracturing effect evaluation grade determination table
表3 Y606塊油井壓裂效果評價結果Table 3 Evaluation results of fracturing effect of oil wells in Y606 block
生產壓差變化系數
λΔp=Δpi-1/Δpi
流動系數變化系數
λKHμ=(Kho/μo)i-1/(Kho/μo)i
地質綜合系數變化系數
λT=(Bo/OSopo)i-1/(Bo/OSopo)i
相對流動系數變化系數
λc=(Kro+μRKrw)i-1/(Kro+μRKrw)i
含水率變化系數
λw=(1-fw)i-1/(1-fw)i
式(1)反映出要使D值減小，就要使λf、λΔp、λw、λT、λt、λkhμ、λc減小,λs增加。壓裂可提高儲層有效滲透率、增加有效出油厚度，使λkhμ值降低；壓裂能夠解除鉆井或修井過程中由于壓井液造成的油層污染和堵塞，改善了油井完善程度，使λs值增加，通過這兩方面的影響作用，實現了減小遞減率的目的。
本塊油井實際生產效果也表明，壓裂有效減緩了產量遞減。統計本塊油井遞減率情況為未壓裂油井平均月遞減率為19.5%，壓裂油井平均月遞減率為8%(圖1、2、3、4)。
圖1 未壓裂油井a1Fig.1 Unfractured well a1
圖2 未壓裂油井a2Fig.2 Unfractured well a2
圖3 壓裂油井b1Fig.3 Fractured well b1
圖4 壓裂油井b2Fig.4 Fractured well b2
2 油井產能影響因素分析
2.1 油層有效厚度是基礎
(1)受油層有效厚度影響，沿駕掌寺斷裂帶油井產量較高。
Y606塊沙三段儲層砂體呈北東向展布, 靠近駕掌寺斷層厚度較大，每層砂體厚度30～60 m，向西減薄。從油井初期日產分布圖看(圖4)，具有靠近駕掌寺斷層附近產量高的特點。
圖5 油井初期日產分布圖Fig.5 Initial daily production profile of the wells
(2)射孔有效厚度達到10 m左右，油井初期日產油大于10 t。
統計本區塊投產井初期日產油與射孔有效厚度的關系，兩者具有很好的線性相關性。射開有效厚度達到10 m左右，油井初期日產油大于10 t(圖6)。
圖6 油井初期日產油與射孔有效厚度關系Fig.6 The relationship between initial daily production and effective perforation thickness of wells
2.2 壓裂降低了儲層非均質性的影響，對于物性差的有效儲層(19 對比各井采油強度，壓裂投產油井采油強度在0.8～1.1之間，相差不大，而常規投產油井受平面非均質性影響較大，采油強度在0.2～1.0之間(圖7)，分布區間較大，可見油井壓裂可以有效釋放物性差儲層的產能。同時統計本區油井產量與電性關系表明，在有效儲層內(有效厚度電性下限劃分標準：Ac≥252 μs/m、Rt>19 Ω·m )，電阻小于30 Ω·m的2口井壓裂后增油效果顯著，Y9井常規投產日產油2.0 t，壓后日產油9.5 t，增產3.6倍；Y10井常規投產后不出液，采取壓裂改造措施后初期日產油11.2 t，取得了較好的效果(表4)。
圖7 初期采油強度柱形分布圖Fig.7 Column profile of initial oil recovery strength
表4 電性、物性、產量關系表Table 4 The relationship of electrical property,physical property and initial daily production
2.3 加砂強度應達到2.0 m3/m，加液強度控制在35～45 m3/m。
加砂強度與采油強度呈正相關關系，通過文獻調研[9-18]，并結合本區壓裂油井實際生產情況，加砂強度應達到2.0 m3/m(圖8)。由于較少的液量無法造長縫溝通更遠地層，而液量太大對地層的傷害也會相應增大。因此，需要對壓裂液傷害及總用量進行綜合考慮后適當增大總液量，根據本區統計結果，加液強度控制在35 ～ 50 m3/m(圖9)。
圖8 采油強度與加砂強度關系Fig.8 Relationship between oil recovery strength and sand strength
圖9 采油強度與加液強度關系Fig.9 Relationship between oil recovery strength and liquid loading strength
2.4 油層段集中發育，壓裂效果好，隔層厚度占比大，影響壓裂效果，應采取分層壓裂。
Y60-3、Y3-108、Y606-4三口井壓裂井段儲層物性相當，射孔有效厚度相近，為14.7～16.0 m，均采取壓裂改造措施。Y60-3井油層集中發育，壓裂跨度小(18.8 m)，且隔層小，僅1.1 m，壓前日產油0.5 t，壓后日產油7.6 t；Y3-108井儲層段跨度大，中間有9.7 m厚的隔層，因此分兩層進行壓裂改造，同樣取得了較好的效果；而Y606-4井壓裂跨度大，且發育有9.8 m厚的隔層，采取籠統壓裂，未達到理想的效果(圖10、表5)。
圖10 壓裂井段對比圖Fig.10 Fracturing section comparison
表5 壓裂情況對比Table 5 Fracturing contrast
3 結論及建議
(1)Y606塊沙三段為中孔低滲砂巖儲層，自然產能低，采取壓裂改造能取得較好增產效果。
(2)油層有效厚度是基礎，射孔有效厚度達到10 m左右，油井初期日產油可大于10 t。
(3)油井壓裂加砂強度應達到2.0 m3/m，加液強度控制在35～45 m3/m，可取得較好的效果。
(4)對于油層段集中發育的儲層，跨度小，壓裂效果好；隔層厚度占比大，影響壓裂效果，因此應采取分層壓裂改造措施。
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對比各井采油強度，壓裂投產油井采油強度在0.8～1.1之間，相差不大，而常規投產油井受平面非均質性影響較大，采油強度在0.2～1.0之間(圖7)，分布區間較大，可見油井壓裂可以有效釋放物性差儲層的產能。同時統計本區油井產量與電性關系表明，在有效儲層內(有效厚度電性下限劃分標準：Ac≥252 μs/m、Rt>19 Ω·m )，電阻小于30 Ω·m的2口井壓裂后增油效果顯著，Y9井常規投產日產油2.0 t，壓后日產油9.5 t，增產3.6倍；Y10井常規投產后不出液，采取壓裂改造措施后初期日產油11.2 t，取得了較好的效果(表4)。
圖7 初期采油強度柱形分布圖Fig.7 Column profile of initial oil recovery strength
表4 電性、物性、產量關系表Table 4 The relationship of electrical property,physical property and initial daily production
2.3 加砂強度應達到2.0 m3/m，加液強度控制在35～45 m3/m。
加砂強度與采油強度呈正相關關系，通過文獻調研[9-18]，并結合本區壓裂油井實際生產情況，加砂強度應達到2.0 m3/m(圖8)。由于較少的液量無法造長縫溝通更遠地層，而液量太大對地層的傷害也會相應增大。因此，需要對壓裂液傷害及總用量進行綜合考慮后適當增大總液量，根據本區統計結果，加液強度控制在35 ～ 50 m3/m(圖9)。
圖8 采油強度與加砂強度關系Fig.8 Relationship between oil recovery strength and sand strength
圖9 采油強度與加液強度關系Fig.9 Relationship between oil recovery strength and liquid loading strength
2.4 油層段集中發育，壓裂效果好，隔層厚度占比大，影響壓裂效果，應采取分層壓裂。
Y60-3、Y3-108、Y606-4三口井壓裂井段儲層物性相當，射孔有效厚度相近，為14.7～16.0 m，均采取壓裂改造措施。Y60-3井油層集中發育，壓裂跨度小(18.8 m)，且隔層小，僅1.1 m，壓前日產油0.5 t，壓后日產油7.6 t；Y3-108井儲層段跨度大，中間有9.7 m厚的隔層，因此分兩層進行壓裂改造，同樣取得了較好的效果；而Y606-4井壓裂跨度大，且發育有9.8 m厚的隔層，采取籠統壓裂，未達到理想的效果(圖10、表5)。
圖10 壓裂井段對比圖Fig.10 Fracturing section comparison
表5 壓裂情況對比Table 5 Fracturing contrast
3 結論及建議
(1)Y606塊沙三段為中孔低滲砂巖儲層，自然產能低，采取壓裂改造能取得較好增產效果。
(2)油層有效厚度是基礎，射孔有效厚度達到10 m左右，油井初期日產油可大于10 t。
(3)油井壓裂加砂強度應達到2.0 m3/m，加液強度控制在35～45 m3/m，可取得較好的效果。
(4)對于油層段集中發育的儲層，跨度小，壓裂效果好；隔層厚度占比大，影響壓裂效果，因此應采取分層壓裂改造措施。
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