低滲注水油藏壓裂引效技術(shù)研究與應(yīng)用

陳昊

摘要：某低滲油藏初期依靠天然能量開采，但隨著地層壓力下降，產(chǎn)量大幅下降，隨著水質(zhì)精細(xì)處理技術(shù)的突破，低滲油藏實(shí)現(xiàn)了注水開發(fā)，但受到各區(qū)塊低孔低滲、注采井距大、井網(wǎng)密度小、水質(zhì)不達(dá)標(biāo)、油井附近受到污染等因素影響，造成儲量動(dòng)用程度較差，有潛力的油井水驅(qū)受效差，注采井間難以建立有效的驅(qū)動(dòng)體系和驅(qū)動(dòng)壓力梯度（注水井附近形成局部高壓區(qū)，對應(yīng)油井難以見到注水效果），為解決上述問題，提高了單井水驅(qū)受效程度，開展了低滲注水油藏壓裂引效技術(shù)的研究與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：低滲;水驅(qū);引效

1.存在問題及技術(shù)思路

1.1存在問題

1.1.1 儲層物性差，油層連通程度低

X油層屬于典型的扇三角洲沉積，具有分支流河道、河口砂壩、分支流間淺灘等微相，油層物性主要受相帶分布控制，各沉積微相滲透率相差50倍以上，油層非均質(zhì)性嚴(yán)重，層間滲透率級差100～634倍。油層連通性差，500m井距油層連通系數(shù)30%～50%，200m～300m井距油層連通系數(shù)50%～70%。

1.1.2?含油井段長，單層厚度薄，縱向非均質(zhì)性強(qiáng)，各層吸水不均

低滲油藏注水受沉積相控制十分明顯，主體相帶上的油層發(fā)育好，物性好，連通程度高;位于主河道上的注水井，注入水延主流線方向突進(jìn)，處于主流線上的油井表現(xiàn)出中、高滲油藏的注水見效特征，產(chǎn)量有明顯上升;與之相比處于非主相帶上的油井，油層物性則相差幾倍至幾十倍，見效非常緩慢。

1.1.3?油層污染程度加劇，導(dǎo)致水驅(qū)效果變差

隨著開采時(shí)間的延長，地層壓力降低，開采各個(gè)環(huán)節(jié)中各種流體極易對儲層造成傷害，主要表現(xiàn)為：一是油井受儲層物性、鉆完井、修井、洗井、注入水水質(zhì)等多種因素影響，油層滲透率低、近井地帶油層污染逐級加重導(dǎo)致油井供液能力變差，產(chǎn)油量降低;二是隨著開發(fā)時(shí)間的延長，油層能量降低到一定程度后，在“毛管流動(dòng)阻力”的作用下，已有地層能量無法驅(qū)動(dòng)“地層流體”，致使采出液量急劇下降，有時(shí)因油水流度比差異，雖然液量下降不明顯，含水卻明顯上升，也就是說，由于地層能量降低，原來可以流動(dòng)的孔隙被堵塞，造成產(chǎn)量大幅下降。

1.2技術(shù)思路

針對以上問題，為了改善低滲注水油藏的開采效果，欲通過低滲注水油藏壓裂引效技術(shù)來解決以上問題。對于井間非均質(zhì)性不強(qiáng)、連通程度低的油井采用常規(guī)壓裂引效技術(shù)進(jìn)行改造;對于層間非均質(zhì)性強(qiáng)、跨度大的油井采用分層壓裂引效技術(shù)進(jìn)行改造。

2、壓裂引效技術(shù)研究

為了提高壓裂的針對性，保證壓裂效果，重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)研究：

2.1?壓裂參數(shù)的優(yōu)選

2.1.1壓裂裂縫方位研究

裂縫方向沿長軸方向，則對于注采關(guān)系來說，存在邊井和角井兩種情況，即整體壓裂方案應(yīng)在不同物性條件下分別優(yōu)化邊井和角井的縫長和導(dǎo)流能力。

人工裂縫方向以通過裂縫與注采井網(wǎng)之間連線的夾角來表示，當(dāng)裂縫方向與注采井連線成45°角左右時(shí)，增油效果最好。

2.1.2裂縫長度優(yōu)化

隨著穿透率的提高，累計(jì)產(chǎn)油量也相應(yīng)地增加，但是，當(dāng)穿透率增加到0.8時(shí)，累計(jì)產(chǎn)油量的增加幅度變小。考慮到造縫長度越長，成本越高，，裂縫長度優(yōu)化結(jié)果的規(guī)律是：地層滲透性越低對縫長的需求越長，而對導(dǎo)流能力的需求相對低一些;地層滲透性越高，則對縫長的需求降低，對導(dǎo)流能力的需求愈高。

2.2?壓裂工藝優(yōu)化

2.2.1 籠統(tǒng)壓裂技術(shù)優(yōu)化

對于比較均衡的油層，在充分考慮套管承壓、固井質(zhì)量情況下，將籠統(tǒng)壓裂管柱由原來下至油層上界30米改為下至水泥返高以下100米，降低壓裂管柱摩阻壓力，從而降低施工泵壓，節(jié)約作業(yè)成本和壓裂費(fèi)用。

2.2.2 機(jī)械分層壓裂技術(shù)優(yōu)化

相對于傳統(tǒng)的籠統(tǒng)壓裂技術(shù)，體積壓裂改造思路作為一種全新的油藏改造理念，已被大家所公認(rèn)，這種以整個(gè)油藏為目標(biāo)進(jìn)行整體改造的方式不僅可以大大提高儲層的改造程度，彌補(bǔ)常規(guī)籠統(tǒng)壓裂造成的改造不充分且不可彌補(bǔ)的弊端。

多層多段壓裂技術(shù)是體積壓裂改造改造方式之一，其目的是提高油層縱向動(dòng)用程度，歡東油田低滲透油藏層間級差達(dá)10-100倍，層數(shù)多，達(dá)20-40層，油層跨度大，一般為100-400m，導(dǎo)致壓裂目的層得不到有效改造，裂縫長度可能達(dá)不到優(yōu)化長度影響整體開發(fā)效果。對于普通籠統(tǒng)壓裂工藝技術(shù)難以滿足施工要求的油井，分層壓裂可以保證這種強(qiáng)非均質(zhì)、多油層大跨度油井每層都得到良好改造，獲得足夠長的人工主裂縫，最大程度的改造儲層。

工藝管柱結(jié)構(gòu)（以壓三層為例）：一級噴砂器+一級K344-108型封隔器+水力錨+二級噴砂器+φ73mm壓裂油管+二級K344-108型封隔器+三級噴砂器+φ73mm壓裂油管+三級K344-108型封隔器→水力錨→安全接頭→壓裂油管至井口。

工藝技術(shù)原理：按設(shè)計(jì)要求下入壓裂管柱，連接好壓裂井口及地面壓裂管線后，低排量向井內(nèi)灌注壓裂液，當(dāng)壓裂液通過三級和二級噴砂器后經(jīng)過一級噴砂器時(shí)形成截流壓差，該截流壓差作用在K344型封隔器膠筒和水力錨內(nèi)腔上，迫使封隔器膠筒膨脹密封油套環(huán)形空間，作用在水力錨內(nèi)腔上的截流壓差將錨塊推出并咬緊在套管內(nèi)壁上起錨定作用，繼續(xù)泵注壓裂液和混砂液可進(jìn)行第1層的壓裂施工。第1層壓裂完成后向井內(nèi)投入（φ35mm）鋼球，鋼球經(jīng)過三級噴砂器后坐入二級噴砂器滑套上的球座上，油管內(nèi)憋壓15MPa，剪斷滑套上的剪斷銷釘，使滑套和鋼球一起下行并進(jìn)入一級噴砂器的密封段內(nèi)密封，滑套下行后將二級噴砂器的噴砂孔與環(huán)形空間連通，此時(shí)二級噴砂器上端環(huán)形空間有二級封隔器密封，下端的環(huán)形空間有一級封隔器密封，同時(shí)一級噴砂器的噴砂孔有二級噴砂器的滑套和鋼球封堵，因此壓裂含砂液只能經(jīng)過二級噴砂器的噴砂孔進(jìn)入地層，實(shí)現(xiàn)了對第2層的壓裂改造。第2層壓裂完成后向井內(nèi)投入（φ40mm）鋼球，重復(fù)上述過程可對第3層進(jìn)行壓裂改造。

參數(shù)優(yōu)化：選擇的封堵球?yàn)槟猃埾鹉z球：核心為尼龍，外層為橡膠;密度小于壓裂液的密度，一般為0.8-0.92g/cm3，直徑為19-20mm，耐壓35-70MPa;設(shè)計(jì)投球數(shù)量為高滲透層射孔孔數(shù)的120%。

3?技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

3.1?針對低滲區(qū)塊注水，設(shè)計(jì)了適合X低滲區(qū)塊壓裂引效的技術(shù)參數(shù)。

3.2 對于非均質(zhì)性強(qiáng)、多油層大跨度的水驅(qū)油井，研究設(shè)計(jì)出了多級投球分段壓裂技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一趟管柱改造多層的目的，解決了長井段、多薄互層油井縱向水驅(qū)受效不充分難題。

3.3?對于比較均衡的油層，在充分考慮套管承壓、固井質(zhì)量情況下，將籠統(tǒng)壓裂管柱由原來下至油層上界30米改為下至水泥返高以下100米，降低壓裂管柱摩阻壓力，從而降低施工泵壓，節(jié)約作業(yè)成本和壓裂費(fèi)用。

4?現(xiàn)場應(yīng)用情況

2013年以來，累計(jì)實(shí)施低滲注水油藏壓裂引效增產(chǎn)技術(shù)10井次，截止目前，累計(jì)增油12957t，共計(jì)投入資金1039.5萬元，共創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益1611.42萬元，投入產(chǎn)出比1：2.5。

結(jié)論

針對X低滲透注水油藏開發(fā)中后期單井受效變差的問題，研究了低滲注水油藏水力壓裂引效技術(shù)，對注水未受效井進(jìn)行了壓裂參數(shù)的優(yōu)化，同時(shí)對強(qiáng)非均質(zhì)、多油層、大跨度油井實(shí)施多級投球分層壓裂技術(shù)，增加了油層改造效果，提高了單井水驅(qū)受效程度。該項(xiàng)目的研究成果對于提高低滲透注水油藏開發(fā)效果提供了新的技術(shù)思路，推廣應(yīng)用前景廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]?勞斌斌，劉月田，屈亞光，郭玲玲，胥小偉.水力壓裂影響因素的分析與優(yōu)化.斷塊油氣田，2010，17（2）：225～228.