廊固凹陷壓裂工藝和壓裂液體系適用性研究

侯光宗 朱亞昆 劉晶 張民義 馬莉

摘要：廊固凹陷地質(zhì)條件復(fù)雜，油藏類型多樣，構(gòu)造破碎，儲(chǔ)層滲透性差。壓裂是油層改造、提高產(chǎn)能的有效手段之一，但隨著老油田開發(fā)到中后期壓裂選井的難度越來(lái)越大。井下技術(shù)狀況日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)壓裂工藝不能滿足需求;同時(shí)，儲(chǔ)層敏感性強(qiáng)容易造成地層傷害，對(duì)于壓裂液提出了更高的要求。因此，對(duì)廊固凹陷開展壓裂工藝和壓裂體系適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)研究至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)條件;壓裂工藝;壓裂液體系;裂縫監(jiān)測(cè)

廊固凹陷油氣藏類型豐富，砂巖油氣藏表現(xiàn)為地質(zhì)條件復(fù)雜、構(gòu)造破碎、儲(chǔ)層物性差的特征，碳酸鹽巖潛山油氣藏，表現(xiàn)為非均質(zhì)性強(qiáng)、儲(chǔ)層致密的特征。經(jīng)過壓裂改造后均能獲得較高的工業(yè)油流，但隨著老油田開發(fā)到中后期壓裂選井的難度越來(lái)越大，井下技術(shù)狀況日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)壓裂工藝不能滿足需求。通過對(duì)廊固凹陷近五年實(shí)施壓裂井的效果進(jìn)行跟蹤分析，結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識(shí)和剩余油潛力對(duì)壓裂工藝、壓裂液體系適應(yīng)性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)研究，為選井選層提供依據(jù)，為下步壓裂工作的開展明確方向，也為廊固凹陷增儲(chǔ)上產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1壓裂工藝不斷創(chuàng)新

經(jīng)過多年發(fā)展，壓裂工藝由簡(jiǎn)單的大段籠統(tǒng)壓裂方式發(fā)展到如今的多級(jí)多段分層壓裂、大粒徑投球分層壓裂、重復(fù)壓裂、水力噴射壓裂、大規(guī)模體積壓裂、酸化壓裂、防砂壓裂等多種工藝技術(shù)。

1.1跨度大、層間差異大的籠統(tǒng)壓裂效果不明顯。

Q67井對(duì)井段1602.4-1770.4米，168米跨度內(nèi)的13個(gè)小層進(jìn)行籠統(tǒng)壓裂，用壓裂液230方，加砂25.2方，壓裂前日產(chǎn)油1.6噸，壓裂后日產(chǎn)油1.8噸，由于層內(nèi)非均質(zhì)性強(qiáng)，層間物性差異大，造成大跨度籠統(tǒng)壓裂效果不明顯。

1.2同一口井分層重復(fù)壓裂效果顯著。

AN4井籠統(tǒng)壓裂后自噴投產(chǎn)，初期日產(chǎn)油14噸，后期遞減至2噸。該井儲(chǔ)層表現(xiàn)為反韻律特征，物性較好的上部?jī)?chǔ)層為主產(chǎn)層，對(duì)應(yīng)注水井上部?jī)?chǔ)層也為主吸水層。

經(jīng)過地質(zhì)再認(rèn)識(shí)，該井下部?jī)?chǔ)層動(dòng)用程度低，剩余油潛力較大，因此針對(duì)下部?jī)?chǔ)層開展分層重復(fù)壓裂，加大對(duì)下部?jī)?chǔ)層的壓裂改造規(guī)模，壓裂后日產(chǎn)油升至9噸，長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)。

1.3縱向上避免壓竄水層適合采用水力噴射壓裂。

J102井壓裂層段上部套變縮徑，下封隔器進(jìn)行多級(jí)多段分層壓裂無(wú)法實(shí)現(xiàn)，并且壓裂層段離下部水層較近，隔層僅7米，常規(guī)壓裂容易造成水竄。為實(shí)現(xiàn)分層壓裂，同時(shí)控制縫高，水平方向造長(zhǎng)縫，采用水力噴射壓裂方式進(jìn)行壓裂，該井壓裂后日增油4噸，不含水。

1.4致密油采用大規(guī)模體積壓裂方式。

C9-1井鉆遇多套頁(yè)巖、炭質(zhì)泥巖，為低孔特低滲致密儲(chǔ)層，滲透率0.1-0.3mD，有效孔隙度僅3.4-12.3%，表現(xiàn)為致密油藏特征，常規(guī)射孔無(wú)法獲得工業(yè)油流，通過大規(guī)模體積壓裂方式，形成復(fù)雜的網(wǎng)狀裂縫系統(tǒng)。該井壓裂施工施工時(shí)最大排量達(dá)到12.4m3/min，壓裂后自噴投產(chǎn)，日產(chǎn)液15.3方，日產(chǎn)油6.9噸，非常規(guī)儲(chǔ)層獲得新突破。

2壓裂液體系不斷改進(jìn)

壓裂液體系從早期田菁、魔芋發(fā)展到胍膠體系，再到目前研發(fā)了清潔、環(huán)保型壓裂液體系;支撐劑從早期的果殼、核桃殼到石英砂、陶粒，再到中、高、低密度陶粒;酸液從早期緩速酸、自生酸、復(fù)合酸、固體硝酸粉末、稠化酸、乳化酸等體系到現(xiàn)在的自轉(zhuǎn)向酸、高溫乳化酸等。

2.1同斷塊、同層位井壓裂，清潔壓裂液好于胍膠。

A69斷塊用常規(guī)水基壓裂液壓裂3井次，壓后增產(chǎn)效果不好;對(duì)A69斷塊改為應(yīng)用清潔壓裂液技術(shù)進(jìn)行整體壓裂優(yōu)化，11口井壓裂后口口自噴，增產(chǎn)效果顯著。A69-3井、A69-5井為A69斷塊2019年的兩口新鉆井，生產(chǎn)相同層位，斷塊儲(chǔ)層具有水敏性特征。兩口井分別使用胍膠和清潔壓裂液兩種壓裂液體系進(jìn)行壓裂，清潔壓裂液壓裂效果要明顯好于胍膠。

2.2碳酸鹽巖儲(chǔ)層適合大型酸化壓裂。

AT井區(qū)鉆遇奧陶系地層厚度850-1000米，其中峰峰組-亮甲山組是本區(qū)的主要含油層系。由于冶里組地層較薄（30-40米），峰峰組-亮甲山組地層厚度占奧陶系地層總厚度的95%。儲(chǔ)層巖性主要為泥晶灰?guī)r、泥粉晶云巖兩大類，其中泥晶灰?guī)r分布最廣，所占比例較大，為67%。儲(chǔ)集空間主要為基質(zhì)孔（晶間孔、晶間溶孔）、裂縫，構(gòu)造縫、構(gòu)造-溶蝕縫在云巖、灰?guī)r段皆有發(fā)育，是溝通潛山內(nèi)部?jī)?chǔ)層的有效通道。碳酸鹽巖儲(chǔ)層適合大型酸化壓裂，造長(zhǎng)縫、形成復(fù)雜縫網(wǎng)，溝通遠(yuǎn)端儲(chǔ)層。AT8井施工總液量3000m3，其中酸液500m3，凍膠1000m3，滑溜水1500m3，施工排量在2-9m3/min之間，施工最高壓力85MPa。經(jīng)酸化壓裂改造后日產(chǎn)油30噸，日產(chǎn)氣10萬(wàn)方，產(chǎn)量和壓力均長(zhǎng)期保持穩(wěn)定。

3壓裂裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)

裂縫微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)屬于油藏地球物理的范疇，是運(yùn)用無(wú)源地震的微地震三分量數(shù)據(jù)，進(jìn)行多波（縱波和橫波）振幅屬性分析，并采用相關(guān)體數(shù)據(jù)計(jì)算處理方法，得出監(jiān)測(cè)期內(nèi)各時(shí)間域三維空間體地下儲(chǔ)層巖石破裂和高壓流體活動(dòng)釋放的能量分布情況。

裂縫微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?qū)毫言斐傻目p高、縫長(zhǎng)、縫寬，縫網(wǎng)體積進(jìn)行定性定量描述。AT8井裂縫微地震監(jiān)測(cè)到了54個(gè)微地震事件，縫網(wǎng)長(zhǎng)為304米，縫網(wǎng)寬為149米，縫網(wǎng)高為75米，裂縫方位為北西36度。

4結(jié)論與建議

根據(jù)廊固凹陷的地質(zhì)條件和儲(chǔ)層特征，總結(jié)出配套的壓裂施工工藝和壓裂液體系。多段分層壓裂效果要好于大段籠統(tǒng)壓裂;致密油儲(chǔ)層適合大排量體積壓裂;碳酸鹽巖儲(chǔ)層適合大規(guī)模酸化壓裂，造長(zhǎng)縫、形成復(fù)雜縫網(wǎng);敏感性強(qiáng)的儲(chǔ)層，適合清潔壓裂液體系;注采完善，有能量補(bǔ)充的壓裂井效果好，有效期長(zhǎng)。

同時(shí)，為保證壓裂效果，施工過程中和壓裂后放噴時(shí)還應(yīng)當(dāng)做到壓裂井筒準(zhǔn)備避免使用壓裂橋塞，盡量對(duì)下部地層采用填砂保護(hù);提高安全接頭的可靠性，減少砂埋管柱后的處理管柱時(shí)間;水力噴射壓裂施工過程中廢液不能重復(fù)使用，減少砂埋管柱幾率;壓裂后下泵施工避免壓井，減少返排液、壓井液在井周及井筒內(nèi)反應(yīng)，污染地層，堵塞通道;壓裂后要適當(dāng)延長(zhǎng)放噴前關(guān)井時(shí)間，控制油嘴放噴，避免砂卡。

參考文獻(xiàn)

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