活性水壓裂技術在注水井上的應用

白琰

摘 要：吳起采油廠地處鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西部中段，目前已經(jīng)進入二次采油階段，注水是我廠二次開發(fā)補充地層能量、保持油層壓力、維持油田長期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要手段，做好注水工作，成為我廠發(fā)展的重中之重。伴隨注水時間的加長，注水井在一定程度上出現(xiàn)了注水量下降，注水壓力升高的情況。怎么樣才能使注水質(zhì)量達標，成為我們當前注水工作中需要解決的一個主要問題。

一、目前注水所存在的困難及分析

1.注水方向性突進

注水開發(fā)過程中，受注采井網(wǎng)及儲層裂縫發(fā)育情況影響，注入水沿裂縫方向上推進快，導致該方向上的油井含水率上升快，甚至出現(xiàn)暴性水淹；而裂縫側(cè)向油井見效慢，隨著地下原油不斷采出，側(cè)向油井地層能量不足，整個油田注水開發(fā)效果受到影響；同時，儲層的非均質(zhì)性加劇了注入水的單層突破，使油層的體積波及系數(shù)降低。

2.注水井水質(zhì)不合格

目前我廠采取注入清水和污水回注來補充地層能量，由于注入水與地層流體、儲層巖石礦物不配伍，引起地層黏土礦物膨脹、分散、運移，導致儲層滲透率降低，溶于水中的礦物質(zhì)、機械雜質(zhì)、細菌等堵塞儲層。于是注水層吸水能力下降，注水過程中表現(xiàn)出注水指數(shù)降低，注水壓力逐漸升大，注水難度加大。

3.注水工作制度不合理

注水速度超過油氣層巖石微粒的臨界啟動速度，會使巖石微粒脫落、運移、沉積，引起儲層堵塞，降低儲層滲透率。注水速度越大，堵塞越嚴重，改變注水方向和流速，堵塞也不容易消除。目前常規(guī)的增注方式是提高系統(tǒng)注水壓力、酸化解堵、水力壓裂解堵，但這些方法存在弊端，如水力壓裂施工費用高，酸液殘留造成二次傷害等。

針對上述問題，本廠開展了活性水壓裂工藝實驗研究，通過現(xiàn)場反復試驗，探索出適合吳起油田的新型壓裂液配方體系，該體系具有配方簡單、添加劑種類少、成本低等特點，不僅可以減少常規(guī)壓裂施工費用而且可以減少凍膠壓裂液殘渣對儲層的傷害，提高壓裂改造增產(chǎn)效果，為油田下一步注水開發(fā)提供了有力的技術支撐。

二、活性水壓裂技術的研究

所謂的活性水壓裂，是指在壓裂過程中，用清水代替交聯(lián)凍膠，加入活性劑、殺菌劑、破乳劑、增粘劑，大排量、小砂比的代入支撐劑，提高注水井井筒附近地層導流能力，實現(xiàn)注水井增注目的。

活性水壓裂的核心原理是造縫和提高裂縫的有效性?；钚运畨毫旬a(chǎn)生裂縫的機理主要有以下幾種：

1.地層中巖石存在天然裂縫，裂縫表面上是粗糙的，壓裂結(jié)束后，閉合不徹底，仍存在一定的縫隙，這樣就形成了一定的導流能力。

2.少量的加入支撐劑后，在裂縫中起到支撐作用。

3.壓裂過程中，由于巖石掉下來的碎屑，在裂縫中形成了自撐式的支撐劑。

4.壓裂過程中，巖石受到剪切作用力，橫向上發(fā)生相對滑移，壓裂結(jié)束后不能恢復，形成一定的裂縫。

5.常規(guī)凍膠壓裂，由于排液不完善，裂縫的導流能力受殘渣的傷害有所降低，活性水壓裂基本上不存在殘渣問題，降低對裂縫的傷害。

三、活性水壓裂技術在注水井上的應用

1.活性水壓裂技術中設計解決的問題

活性水壓裂工藝設計過程中，主要解決的問題包括壓裂液體系的構(gòu)成、施工工藝的優(yōu)化兩個問題。

1.1壓裂液體系構(gòu)成

壓裂液的主要功能是傳遞能量和攜砂，通過壓裂泵對壓裂液的高壓注入和能量傳遞使油層辟開形成裂縫，并將支撐劑帶入裂縫內(nèi)，形成具有一定長度和導流能力的人工填砂裂縫。因此，壓裂液的性能是壓裂施工順利實施的關鍵。我廠活性水壓裂液體系主要是在清水壓裂壓裂液體系的基礎上，做出一定的改進，目前所使用的壓裂液體系配方為：清水+KCl1%+活性劑0.2%+殺菌性0.1%+破乳劑 0.1%，由于長4+5、長6儲層水敏性弱，流速敏感性不強，所以在添加劑的選擇上，0.1%濃度的KCl，就可以有效壓縮使粘土膨脹的雙電層，防止粘土膨脹、運移，一定程度上增加壓裂液的粘度。水溶液的表面張力在32.6mN/m，油水界面張力在0.13 mN/m左右時，0.2%的表面活性劑不僅能較好的降低表面張力，而且在壓裂進入地層后達到活性水驅(qū)油的效果。殺菌劑主要是殺死清水中含有的細菌，。破乳劑脫水率達到90%，能加快油水的分離速度和分離程度，防止乳化堵塞造成的傷害。

1.2施工工藝

由于活性水壓裂針對的一般都是注水時間長，注水困難的注水井，注水井本身存在一定的結(jié)垢及堵塞，因此，我們在施工的工藝上進行了一部分改進。

首先，在壓裂施工前，對井筒進行酸洗，酸液局限于井筒和孔眼附近，一般不進入地層或很少進入，地面不用加壓或加壓很小，用于清除井筒中的酸溶性結(jié)垢物，疏通射孔孔眼。

其次，嚴格控制現(xiàn)場壓裂液配置過程，確保壓裂液配置罐的清潔程度，保證壓裂清水來自地表水，配液前對配液罐進行計量，確保按比例加入各種添加劑。

最后，壓裂過程中，加大前置液用量，盡可能加大裂縫形成的長度和高度，在形成有效的裂縫后開始加砂，加砂過程中，嚴格控制好砂比，避免砂堵。

2.現(xiàn)場應用實例

2.1基本井況

柳6-129是勝利山一口注水井，施工層位為長6，注水孔段為：1951.5-1957.5/6米，孔隙度10.87%，滲透率10.31mD。該區(qū)塊屬于低空隙度、低滲透率、低含油飽和度、低壓的巖性油藏。采用反九點注采井網(wǎng)進行開采，目前屬于溫和注水階段。

2.2活性水壓裂現(xiàn)場實施分析

施工過程中，加入鹽酸2方，進行酸洗，然后交替加入14.4方KCL10%濃度的前置液和45方KCL1%攜砂液，加砂濃度為7.5%，最高15%，施工排量為1.6方/分鐘，共加砂5方，具體施工參數(shù)如下：

活性水壓裂施現(xiàn)場施工記錄（圖4-1）

常規(guī)水力壓裂現(xiàn)場施工記錄（圖4-2）

由施工曲線可以看出， 在同一注水層位的兩種壓裂施工過程中，加砂施工壓力相差10MPa左右，活性水壓裂施工中砂堵一次，反洗井后繼續(xù)加砂，停泵壓力相當。

2.3增注效果

本井施工前正常日注水量9.7/方，后注不進水，注水壓力14MPa，活性水壓裂后日注水15方/天，注水壓力10MPa?；钚运畨毫延行У幕謴筒⒃黾幼⑺?，降低注水壓力。

參考文獻

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