老水平井體積壓裂工藝在尕斯庫勒油田的應(yīng)用

付穎　張春業(yè)　郭玲玲　劉永　馮昕媛

摘要：隨著油氣開發(fā)工作的不斷深入，油藏開發(fā)程度的逐年提高，穩(wěn)產(chǎn)難度亦愈來愈大，為讓老水平井發(fā)揮作用，近幾年，青海油田開展了尕斯庫勒油田老水平井生產(chǎn)現(xiàn)狀調(diào)研工作，通過工程與地質(zhì)、技術(shù)與需求、科研與現(xiàn)場緊密結(jié)合，完成目標(biāo)井選井及單井方案設(shè)計，現(xiàn)場實施2口井，增油效果顯著，這項工藝的成功實施，為解決老水平井“射孔井段長、水平段固井質(zhì)量差、封隔器分層難度大”的難題提供了技術(shù)支撐，開創(chuàng)了青海油田老水平井體積壓裂先河。

關(guān)鍵詞：老水平井;體積壓裂;尕斯庫勒;暫堵轉(zhuǎn)向

前言

尕斯庫勒油田是青海油田的主力油田，經(jīng)過多年的開發(fā)，穩(wěn)產(chǎn)難度加大，對目前開發(fā)水平井生產(chǎn)現(xiàn)狀調(diào)研發(fā)現(xiàn)，位于該油田的水平井初期投產(chǎn)平均日產(chǎn)油6.03噸，但是存在遞減快的問題，目前平均單井日產(chǎn)油只有2.83噸，水平井措施改造具有一定挖潛力。

1、老水平井措施改造難點

（1）射孔井段長

水平井射孔距離長，井況復(fù)雜，常規(guī)封隔器分層改造難度大，體積壓裂施工排量要求高。

（2）水平段固井質(zhì)量差

水平井水平段固井膠結(jié)情況差，開發(fā)井水平段固井質(zhì)量測試數(shù)據(jù)少。

（3）封隔器分層難度大

水平井水平段距離長，開發(fā)時間較長，開發(fā)效益變差，普遍存在含水較高的問題，措施改造需考慮平面鄰井生產(chǎn)情況及縱向?qū)游话l(fā)育情況，避免措施后含水上升。

（4）水平井以往措施改造體積小

尕斯庫勒油田以往水平井措施改造以水力噴射壓裂工藝為主，整體改造體積較小，老水平井體積壓裂還有潛力可挖。

2、壓裂工藝選擇

針對水平井射孔長度長、固井質(zhì)量差、封隔器分層難度大等問題，結(jié)合以往水平井體積壓裂改造取得的認識，根據(jù)尕斯庫勒油田儲層地質(zhì)特征、傷害特征，綜合地質(zhì)甜點和工程甜點，以提高措施效果和降低措施成本為出發(fā)點，以進一步增大措施改造體積為目標(biāo)，優(yōu)選出“大排量、大液量、滑溜水、暫堵轉(zhuǎn)向、組合支撐劑”的體積壓裂工藝，提高施工排量、增加施工規(guī)模、增大改造體積，改善措施效果，同時結(jié)合室內(nèi)試驗、工藝研究以及現(xiàn)場施工經(jīng)驗，優(yōu)選出適合儲層（70-120 ℃、耐70Mpa閉合壓力的復(fù)合壓裂液，其中滑溜水占比不小于50%。

（1）技術(shù)特點：水平井段內(nèi)多裂縫體積壓裂是通過在封隔器卡段內(nèi)一次或多次使用高強度水溶性多裂縫暫堵劑臨時封堵前次裂縫迫使流體轉(zhuǎn)向來壓開多條新裂縫的新技術(shù)，在不增加入井工具數(shù)量和施工風(fēng)險的前提下能夠獲得比常規(guī)分段壓裂大的單井有效改造體積。

（2）技術(shù)優(yōu)勢：

①在明顯滲透率差異的井段實現(xiàn)多點改造，增加改造體積和儲層整體動用程度;

②大幅減少分段工具下入數(shù)量，從而降低施工風(fēng)險并節(jié)約生產(chǎn)成本;

③提高水平井一次動用儲量，實現(xiàn)區(qū)域體積改造目的;

④適合在井況復(fù)雜、長井段射孔、固井質(zhì)量差的老水平井運用，提高水平段儲量動用。

（3）適應(yīng)性：適應(yīng)套管和裸眼完井的直井和水平井;適應(yīng)大多數(shù)砂巖油氣藏、致密油氣藏的立體壓裂改造。

3、暫堵轉(zhuǎn)向原理

暫堵劑，又稱轉(zhuǎn)向劑，是一種廣泛應(yīng)用于油田生產(chǎn)中的處理劑，現(xiàn)已成熟應(yīng)用于現(xiàn)場施工作業(yè)中，包括：鉆井、增產(chǎn)措施、固井、修井、洗井等。早在1936年就有學(xué)者提出了將水溶/油溶性的CaCl鹽作為暫堵劑應(yīng)用于油田作業(yè)中的方法，解決了早期壓裂中傳統(tǒng)分段轉(zhuǎn)向技術(shù)設(shè)備量大、生產(chǎn)費用高、作業(yè)效率低等缺陷。近年研究的適用于油田壓裂的暫堵劑為：惰性有機樹脂、固體有機酸（如美國使用的安息香酸）、遇酸溶脹的聚合物、惰性固體（硅粉、碳酸鈣粉、巖鹽、油溶性樹脂、封堵小球）等，其中使用最廣泛的為聚合物和封堵小球。聚合物型暫堵劑得益于其牢固的化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，封堵效果良好。

（1）縫內(nèi)暫堵劑轉(zhuǎn)向原理

根據(jù)理論研究結(jié)果，水力壓裂過程中只要縫內(nèi)凈壓力提高到一定值，就能溝通儲層微裂縫或產(chǎn)生新縫。在施工過程中實時地向地層中加入適量的暫堵劑，該劑為粘彈性的固體小顆粒，遵循流體向阻力最小方向流動的原則，暫堵劑顆粒進入地層中的裂縫或高滲透層，產(chǎn)生濾餅橋堵，可以形成高于裂縫破裂壓力的壓差值，使后續(xù)壓裂液不能向裂縫和高滲透帶進入，從而壓裂液進人高應(yīng)力區(qū)或者新裂縫層，促使新縫的產(chǎn)生。產(chǎn)生橋堵的暫堵劑在施工完成后溶入地層水或壓裂液，不對地層產(chǎn)生污染。

縫內(nèi)暫堵劑暫堵裂縫尖端，增大凈壓力，達到開啟天然裂縫和迫使裂縫轉(zhuǎn)向的目的，實現(xiàn)體積壓裂。縫內(nèi)暫堵劑不僅要具有較高的突破壓力能夠滿足重復(fù)壓裂施工的需求，還要求能夠快速溶解于水、容易返排不對地層造成污染。

（2）縫口暫堵劑轉(zhuǎn)向原理

正式壓裂施工時，暫堵材料通過-定粘度的胍膠壓裂液或粘彈性表面活性劑基壓裂液攜帶，利用在線加入設(shè)備充分攪拌混合均勻后，形成暫堵轉(zhuǎn)向液，注入到井底。暫堵人工裂縫的物理過程主要分為兩部分：

1）暫堵轉(zhuǎn)向液進入已壓開的人工裂縫縫口附近，液體以一定速率沿縫面濾失，在裂縫壁面形成一層濾餅;

2）隨著暫堵轉(zhuǎn)向液的持續(xù)注入，裂縫內(nèi)濾餅不斷增厚和加長，最后在裂縫內(nèi)形成一定長度和一定滲透率的濾餅充填帶，見下圖。

4、現(xiàn)場實施情況及效果

老水平井體積壓裂工藝在尕斯庫勒油田共實施了2井次，措施后平均日增油5.0噸，累計增油2809噸，投入產(chǎn)出比1：1.23，預(yù)測有效期內(nèi)投入產(chǎn)出比1：1.86，取得了較好的推廣應(yīng)用效果和經(jīng)濟效益，有效支撐了老水平井的效益開發(fā)。

作者簡介：

付穎，本科，1984年生，工程師，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)方面的研究。