多段多簇體積壓裂技術在水平井開發中的研究與應用

陳曉波　白項松　梁輝

摘 要：水平井技術是油氣田開發、提高采收率的一項新型技術，在油田低滲難采儲量開發中有獨特優勢，而常規的壓裂技術，由于形成的壓裂裂縫單一，導流能力差，很難獲得理想的開發效果，為充分挖潛水平井潛能，研究應用多段多簇體積壓裂技術。本文從水平井地質篩選、射孔技術優化、體積壓裂技術和效果評價等方面進行多段多簇體積壓裂技術的研究與試驗，實施5口井，單井日增油1.9噸，應用效果顯著，為老油田水平井技術二次開發打開了一片新領域，對同類油田水平井挖潛提供寶貴經驗。

關鍵詞：水平井;低滲透儲層;多段多簇射孔;體積壓裂;效果評價

前 言

吉林油田新木采油廠為低孔低滲斷塊油氣藏，轄區51個斷塊，目前已滾動開發42個斷塊，特別從2006年以來，應用水平井技術成功整體開發2個低滲難采斷塊，有5個斷塊地面受限區難采儲量實現很好動用，截止目前，已投產水平井25口，平均井深1560米，井斜角平均43℃，水平段長度396m，平均泵掛885m，初期單井日產液20.8t，日產油8.2t，為周邊同期直井的3.1倍，已累油7.21*10^4t，不僅實現油藏難采儲量有效動用，且效果明顯，對于油田上產非常重要，水平井技術作為低滲特低滲油氣藏開發一項有效技術。

隨著水平井的生產，人工壓裂裂縫逐漸閉合，產量下降，目前25口水平井單井日產液8.4t，日產油1.2t，僅為周圍直井2.1倍，甚至有些水平井產量還低于周圍直井產量，這與其水平油層段長，動用程度低，剩余油富集極不匹配，因此，有必要開展水平井剩余油挖潛技術研究與應用，充分挖掘水平井剩余潛能。

2018年以來，研究應用多段多簇射孔分層體積壓裂技術，實施效果取得突破，探索一條提高老油田水平井剩余油挖潛技術的新途徑新方法。

1? 水平井挖潛技術研究思路對策

挖潛依據：水平井鉆遇率高，水平段長，平均358米，存在未動用層，動用層基本以一次為主，存在較大挖潛發揮空間;同時，水平井投產后整體表現初產較好，遞減快，穩產差，低產，挖潛治理余地大。

挖潛思路：深化認識，針對實際，研究應用新型壓裂技術，提高挖潛增效，提高水平井產能、開發水平，提高采收率。

2? 水平井射孔壓裂技術研究

針對水平井儲層特點及開發現狀，研究應用水平井新型壓裂技術，形成多裂縫，增加泄油面積，提高壓裂的針對性和有效性，充分發揮各段潛能。

2.1 水平井定向射孔技術研究與探討

（1）射孔參數對產能影響

研究表明，對于均質儲層，產能比90相位最好，其次為60、120、45、180、0 相位。螺旋、平面、交錯布孔格式對產能影響區別不大。

（2）布孔格式與方位選擇

目前水平井布孔方位一般有3種（360、180、120℃）。采用全角360℃、夾角60℃布孔，垂直方向不射孔，能完善射開程度，提高射孔油井產能，和降低出砂影響等。

總之，結合油層與井身特點，研究確定水平井射孔參數：

射孔槍型：95或89

射孔彈型：95或102

射孔孔密：16孔/m

射孔相位：4相位或6相位

射孔方式：每段射開4-6簇，每簇射開0.6-1.0m、簇間距15-30m

2.2 水平井壓裂改造技術研究與探討

壓裂改造是低滲水平井挖潛關鍵技術。

2.2.1 水平井裂縫優化設計

①人工裂縫條數的優化分析

研究表明，隨著裂縫條數的增加，產量也相應增加，3條和4條時增加最明顯。

②裂縫導流能力的優化

研究表明，導流能力30um^2.cm為產量增長快與慢的拐點。根據裂縫模擬結果計算，當平均砂液比35-40%，裂縫鋪置濃度達到6.5kg/m^2，此時使用通遼石英砂可獲得最佳裂縫導流能力30um^2.cm。

③水力及天然裂縫方位分析，

根據差應變分析（DSA）測試，確定最大主應力相對標志線的方位。

說明地層構造水平最大地應力方位為NE92度左右，人工裂縫方位近似東西方向，斷層附近有變化。

結論：考慮井身結構、儲層特征、井網關系、滲流距離，縫間干擾等因素，優化如下：

水平段長度：300-600m，橫向裂縫

最佳 裂縫：3—6條

裂縫 長度：120—150 m

導流 能力：140—160 D.cm

縫段 間距：45～60m

水平段方向：與東西向縫斜交、平行

2.2.3多段多簇射孔體積壓裂技術

該技術是采用分段、多簇集中式限流射孔法壓裂，對泄油儲層實施立體改造，即壓開形成一條或多條主裂縫的同時基礎上，應用新方式方法，提高凈壓力，加寬主縫、產生新縫、滋生多支次生裂縫（分叉縫）及無數微裂縫，隨著裂縫進一步加粗、延長、分叉、增多及轉向，最后與原縫（天然裂縫和人工裂縫）連接溝通，形成以主裂縫為主干，與無數次生裂縫等，交織成縱橫三維有效孔隙儲集體“裂縫網絡”系統，實現對泄油儲層長、寬、高三維方向的“立體改造”，具有油氣滲流阻力最小，滲析距離最短，溝通儲層滲流通道充分，可極大地提高儲層整體滲透率及壓后導流能力，大幅度提高單井產能，達到深部體積改造挖潛的目的，實現“立體網狀”改造效果的壓裂技術。

分段、多簇射孔：每段射開3-5簇，每簇射開0.6-1.0m，簇間距 15-30m，孔密16孔/米，六相位，通過縫間干擾，促裂縫轉向，交織形成網狀裂縫，實現體積改造。

3? 水平井挖潛應用實例及效果

新木油田從2018年以來應用多段多簇體積壓裂技術補壓施工5口井，全部有效，統計3口井初期、穩產、目前日增油是常規直井的1.8、1.9、2.7倍，累增油1047噸，且壓后產量遞減減緩（月回歸遞減4.3%），較直井4.7%，效果更明顯。

4? 結論與認識

4.1水平井多段多簇體積壓裂技術在新木油田老區水平井挖潛成功應用，技術可行，效果優于直井，是提高難采油藏單井產能的重大突破，為水平井推廣應用打開了一片新領域，為同類油田提供可借鑒的寶貴經驗。

4.2 高含水油藏水平井射孔井段及加砂規模要與油藏精細認識、井網研究相匹配，多段多簇體積壓裂是提高效果的重要手段。

4.3 在直井挖潛效果逐漸變差的情況下，老區水平井挖潛是油田新的挖潛方向及手段。

4.4下步繼續優化完善射孔技術和開展打撈工具的研究與攻關，完善配套多段多簇體積壓裂技術，擴大施工規模，提高水平井產能。

參考文獻：

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作者簡介：

陳曉波（1973-），女，1995年畢業干吉林省石油學校石油地質專業，現從事油田采油生產工作，采油高級技師。