新溝嘴組深層油藏壓裂優化技術研究與應用

付利琴

（中國石化江漢油田分公司石油工程技術研究院，湖北 潛江 433100）

1 壓裂裂縫形態研究

下面從三個條件論證裂縫形態：

1）巖石脆性指數研究，通過實驗可以看出，虎渡河儲層脆性指數較高，具備可壓性，儲層易起裂。

2）水平應力差異系數研究，聲發射凱塞爾效應實驗可以測量野外巖石曾經承受過的最大壓應力。該實驗可測定單向應力。

通過實驗表明，水平應力差異系數在小于0.3范圍內，具有產生復雜裂縫條件。

3） 巖心天然裂縫發育研究，本區措施井距離斷層較近，通過W12井、H7井小型壓裂測試數據，從G函數曲線看，G函數隆起占比相當大，儲層天然裂縫發育。

從三種能產生復雜縫基本條件來看，江陵凹陷深井儲層，具有產生復雜縫的基本條件。

2 壓裂改造難點分析

2.1 施工壓力高，加砂難度大

江陵凹陷新溝嘴組深層油藏屬構造巖性油藏，地層埋深3300～4200m，施工壓力高，主要集中在85MPa以上，加砂窗口小，施工困難，有效縫長短，裂縫有效控制難度大，改造效果差。

2.2 儲層孔隙吼道小，壓裂液傷害大

儲層以微/細喉道為主，即使孔隙發育良好，由于微/細喉道的控制，基質滲透性及可動性較差。孔隙吼道細小，壓裂液殘渣等對儲層基質產生傷害。

3 深層壓裂優化技術研究

3.1 老井重復壓裂降壓優化研究

從如下3個方面進行優化：

1）優化配置大通徑管柱結構以降低施工摩阻，采用31/2油管+51/2套管做壓裂管柱，能減少摩阻，降低施工壓力；

2）應用壓前預處理技術以降低施工砂堵風險,酸液與地層中鉆井液、濾液和地層中的可酸蝕成分發生化學反應，達到清除地層孔隙中污染和擴大孔隙的作用，酸化作用破壞了井眼附近地層巖石結構，綜合考慮酸液反應時間和溶蝕率，研究采用土酸前置降低破裂壓力。

3）優選小粒徑高強度支撐劑以降低加砂難度，通過激光粒度儀測試，30/60目、40/70目支撐劑平均粒徑分別為336.54μm、431.26μm，深井采用40/70目支撐劑更利于縫內傳送，通過提高縫內砂濃度可提高導流能力。

隨著深井閉合壓力增大，支撐劑破碎率逐漸增大，通過調研，支撐劑覆膜之后有利于降低其破碎率，覆膜陶粒破碎率＜低密度陶粒。同時，支撐劑覆膜之后，密度減小，在減阻水和膠液中的沉降速率降低,施工過程中利于輸送[1]。

3.2 高溫低傷害壓裂液體系研究

從壓裂工藝和儲層保護兩個方面入手，研究優化了壓裂液體系。

1）低黏液體研究。低黏度液體能在地層里有效擴散開啟天然裂縫并進行有效支撐，形成網狀縫，擴大泄流面積[2]。進行了減阻水性能評價實驗以及與地層水、原油配伍性，實驗結果表明，減阻水滿足施工要求。常規胍膠壓裂液0.4%的濃度在儲層高溫條件下剪切黏度為62 mPa·s，滿足攜帶粉陶能力。

2）高溫高效防膨壓裂液體研究。措施儲層黏土礦物含量較高，且平均孔吼小，伊利石膨脹易堵塞孔吼，常規壓裂液具有一定傷害，需加強儲層保護。

形成的高效防膨液從CST試驗看出，黏土礦物膨脹對增產存在一定影響，CST值越小，液體對巖石結構的穩定作用更強，對提高措施效果有利。

3.3 直井復雜縫壓裂工藝

復雜縫壓裂需要解決兩個技術問題：首先，前置液階段采用高黏液體造主縫，為加砂提供通道。利用低黏液體易進入天然裂縫的特性，促使天然裂縫擴展，同時以粉陶進行充填。上述步驟重復實施多次，邊造縫邊充填，最大限度提高液體效率。液體效率提高后，造縫更加充分，加砂通道更為順暢，從而能夠保證施工成功率大幅上升，改造體積大幅提高。同時液體效率提升后，裂縫縫長能大幅增長，根據增產倍數理論，低滲透油藏通過提升縫長能夠更好地實現增產倍數的增長[3-4]。

其次，攜砂液階段通過高黏液體攜帶組合粒徑支撐劑進入次生裂縫及主裂縫，讓支撐劑有選擇性地進入與其粒徑相匹配的多尺度裂縫系統中，實現多級裂縫飽充填，擴大泄油面積。

復雜縫壓裂工藝方法在儲層中形成了多尺度的裂縫系統，達到增加單井控油面積的目的[5]。

4 現場應用效果

本壓裂工藝技術成功應用于H2井的重復壓裂施工。

該次壓裂，采取JRC射孔彈復射3384.6～3388m，前置10方緩速酸，提高施工成功率，并采取全套140MPa型井口及配套設備。主支撐劑設計采用耐壓等級86MPa，40/70目覆膜陶粒，利于輸送。設計加砂20m3，實際加砂20m3。該井壓裂成功后，日增油1.1t/d。。

5 結語

1）新溝嘴組油藏深層油井周圍均無注水井，依靠天然能力開發，壓裂需要轉變壓裂理念，以單一向復雜裂縫轉變；2）深井地層應力高，高延伸壓力是地層的固有屬性，老井降壓從管柱優化配置、前置酸、支撐劑通過性及高導流性等多方面能有效完成深井施工；3）自主研發高溫高效防膨壓裂液體系，能滿足儲層保護需求。