縫網壓裂技術在特低滲透油田應用

王曉燕 王心玥 邊兆峰

1.大慶油田有限責任公司第十采油廠，中國·黑龍江 大慶 166405

2.浦發銀行北京分行，中國·北京 100027

3.英策博斯石油技術有限公司，中國·天津 300170

1 引言

某油田屬于裂縫性低-特低滲透砂巖油藏，開發的扶楊油層，屬特低滲透儲層。油田邊部的三類區塊，滲透率只有1-8.6mD，水驅動用狀況差，常規壓裂產生的單一的壓裂主縫很難取得較高的增產效果。而大規模縫網壓裂，可以形成網狀人工裂縫，增加儲層改造體積，提高增油效果。

2 縫網產生機理

研究表明，在天然裂縫發育的脆性砂巖儲層中，當在井底凈壓力接近兩向應力差時，擴展裂縫尖端應力集中，產生應力釋放縫。如圖1所示，隨著縫內凈壓力的升高，儲層巖石也可形成釋放縫，釋放縫擴展和延伸并與主裂縫一起形成裂縫網絡系統，極大地增加了改造體積[1-3]。

圖1 縫網形成過程示意圖

續圖1 縫網形成過程示意圖

3 縫網壓裂施工工藝優化

3.1 壓裂液及支撐劑

縫網形成主要取決于施工排量、施工規模、液體性質三個因素。壓裂液選用清水、滑溜水、改性胍膠壓裂液體系，支撐劑主壓裂階段采用石英砂，加砂末期尾追陶粒提高縫口導流能力，單層用量20 ～40m3。采用“滑溜水—清水—滑溜水—凍膠”復合注入方式，分四階段施工，如表1所示。

表1 縫網壓裂用滑溜水及清水配方表

3.2 壓裂施工參數

如圖2、圖3所示，壓裂施工設計時，以形成人工裂縫導流能力與儲層滲流能力相匹配為設計主要目標，根據不同滲透率優化儲層攜砂體積分數為23%～25%；根據儲層物性特征結合儲層水驅動用狀況，優化單層改造液量規模1000～2000m3；根據現場施工能力結合壓裂液磨阻系數及套管抗壓能力，優化施工排量6～9m3/min，施工壓力控制在60MPa 以內[4-5]。

圖2 施工排量與井底壓力關系圖

圖3 單井有效注入量與產量關系曲線

4 量化選井、選層標準

4.1 選井選層條件

優選油井儲層物性差，滲透率低，水驅動用狀況差井進行縫網壓裂。統計單井累計增油與措施前采出程度、含水、日產油及有效厚度關系，量化縫網壓裂井的選井條件：

①儲層屬于特低滲透儲層，油井全井有效厚度≥6.0m，單層厚度≥2.0m。

②油井措施前全井含水≤45.0%。

③油井措施前采出程度≤9.0%。

4.2 選層條件

根據儲層物性條件，進行壓裂層段的優選，并根據巖性遮擋條件，對儲層進行組合劃分。

5 現場應用及效果分析

2013年以來共計實施縫網壓裂82 口井，應用規模逐漸擴大，從三類區塊儲層改造擴大應用到二類區塊；壓裂規模從大規?？p網壓裂到控制規模的小縫網壓裂。

5.1 大規?？p網壓裂取得較好效果

5.1.1 形成了復雜縫網體系，裂縫體積擴大

如圖4所示，從裂縫監測結果看，普通壓裂裂縫只有一條，沿主應力方向延伸，規模一般為238m×22m。縫網壓裂裂縫主要沿主應力方向延伸，井下微地震監測縫網規模為355.6m×61.6m，地面微地震監測縫網規模為521.9m×60.9m，是普通壓裂的4.2～6.1 倍。

圖4 B 井縫網壓裂裂縫地震監測結果圖

5.1.2 增油效果比較好，投入產出比高

如表2所示，2013年到2019年實施大規?？p網壓裂62 口井，其中三類區塊實施41 口井，平均單井累計增油1965t，為普通壓裂311t 的6.3 倍，平均有效期1926 天，投入產出比1 ∶1.62；二類區塊實施21 口井，平均單井累計增油616.8t，日增油12.6t。治理區塊最終采收率預計提高1.7%。

表2 歷年縫網壓裂井增產情況表

5.1.3 有效縮短驅替距離，縫網壓裂井周圍地層能量恢復

縫網壓裂技術形成的縫網體系，有效縮短驅替距離，在密井網井區建立有效驅替系統，改善了儲層動用狀況，補充地層能量，地層壓力上升3.6MPa，儲層供液能力增強，共有28 口井油井產量上升，初期平均單井日增油1.0t，有效期6 個月，累計增油1952t。

5.2 壓裂規模從大縫網調整到小縫網

實施大規?？p網壓裂易壓竄，年均壓竄2 口井，影響壓裂效果。同時，其壓裂施工周期長，施工成本高。因此在密井網小縫網壓裂應用施工20 口井，平均單段注入壓裂液470m3，較大規模縫網壓裂少834m3。單井施工費用減少89萬元，施工周期減少42.9%。20 口井，措施初期單井日增油3.4t，單井累計增油360.8t。目前單井日增油2.0t。

6 結論

第一，通過7年現場試驗及應用，形成了以量化選井選層標準、優化參數設計、縫網監測識別及施工工藝為核心的縫網壓裂配套技術。

第二，縫網壓裂技術在近井地帶形成復雜縫網體系，提高儲層滲透性；同時有效縮短驅替距離，補充地層能量。

第三，縫網壓裂技術與普通壓裂相比，縫網規模擴大4 倍左右，措施增油效果提高4 倍左右，實現投入產出比1 ∶1.62，治理區塊采收率提高1.7%。