談低滲透油藏重復(fù)壓裂技術(shù)

劉成千

（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠第四油礦405隊(duì)，黑龍江 大慶 163000）

1 重復(fù)壓裂機(jī)理

重復(fù)壓裂油井中地層應(yīng)力分布是影響水力裂縫產(chǎn)生的主要因素。因此，研究重復(fù)壓裂井井眼附近的應(yīng)力分布狀況至關(guān)重要，以便確定在重復(fù)壓裂過程中裂縫是否重定向。對(duì)于重復(fù)壓裂井而言，由于存在初次支撐裂縫和天然裂縫的應(yīng)力場(chǎng)分布以及生產(chǎn)活動(dòng)引起的孔隙壓力變化，從而導(dǎo)致了井眼附近應(yīng)力的變化，產(chǎn)生了誘導(dǎo)應(yīng)力場(chǎng)，在兩個(gè)水平主應(yīng)力方向上均附加誘導(dǎo)應(yīng)力。最大誘導(dǎo)應(yīng)力等于裂縫閉合后作用在支撐劑上的凈壓力，該應(yīng)力垂直于初始支撐裂縫，而最小誘導(dǎo)應(yīng)力平行于初始支撐裂縫。在近井筒附近，新裂縫將在應(yīng)力最弱點(diǎn)開始啟裂，如果在井筒和初始裂縫周圍，兩個(gè)水平主應(yīng)力相等橢圓形區(qū)域內(nèi)，原最小水平主應(yīng)力與最大誘導(dǎo)應(yīng)力之和大于原最大水平主應(yīng)力與最小誘導(dǎo)應(yīng)力之和，則在重復(fù)壓裂時(shí)，二次裂縫將重新定向，裂縫啟裂的方位將垂直于初次裂縫方位，即產(chǎn)生新裂縫。

隨著裂縫向遠(yuǎn)離井筒方向不斷延伸，誘導(dǎo)應(yīng)力場(chǎng)的影響逐漸減小，在兩個(gè)水平主應(yīng)力相等橢圓形區(qū)域外，向初始裂縫方向旋轉(zhuǎn)。但是由于裂縫生長(zhǎng)的慣性作用，裂縫沿重定向方向仍將延伸一段距離，最終裂縫沿初始裂縫方向延伸。

2 重復(fù)壓裂壓前儲(chǔ)層評(píng)估

對(duì)重復(fù)壓裂地層進(jìn)行評(píng)估，一般考慮以下內(nèi)容:重復(fù)壓裂井的現(xiàn)狀；前次壓裂的生產(chǎn)歷史；對(duì)前次壓裂裂縫有效程度及失效原因進(jìn)行評(píng)估；對(duì)前次壓裂及油藏生產(chǎn)歷史進(jìn)行模擬；目前壓裂井是否有新注水井點(diǎn)。通過評(píng)估,獲取重復(fù)壓裂施工所需信息和參數(shù)，如:地層是否具備期望的生產(chǎn)能力、累積產(chǎn)量和期望的采收率;裂縫導(dǎo)流能力大小，確定支撐劑在縫內(nèi)的狀況;裂縫支撐縫高是否適當(dāng)以及壓裂液與地層的配伍性等，復(fù)壓井層應(yīng)具有較高的壓力系數(shù)，同時(shí)采出程度較低，具備重復(fù)壓裂的能量和物質(zhì)基礎(chǔ)。

3 重復(fù)壓裂選井選層原則

3.1 在地層評(píng)估基礎(chǔ)上，依據(jù)評(píng)估結(jié)果，確定重復(fù)壓裂井層，選井選層應(yīng)遵循以下原則:根據(jù)油井生產(chǎn)史、地層評(píng)價(jià)結(jié)果及開發(fā)動(dòng)態(tài)綜合分析進(jìn)行選井。

油井必須有足夠剩余可采儲(chǔ)量和地層能量；前次壓裂由于施工方面的原因造成施工失??；前次壓裂生產(chǎn)情況良好，壓裂未能處理整個(gè)油層或規(guī)模不夠；前次壓裂后效果不錯(cuò)，但未給整個(gè)措施段提供有效支撐，采取重復(fù)改造措施，改善出油剖面。

3.2 選層原則

重壓裂井層段管外無串槽；壓裂層段必須有足夠的剩余可采儲(chǔ)量(采出程度≤30%)和地層能量(壓力系數(shù)≥0.7)；（3）前次壓裂由于施工方面的原因造成施工失??；

前次壓裂生產(chǎn)情況良好，但未在整個(gè)改造層段形成有效的支撐裂縫；或前次支撐裂縫長(zhǎng)度雖然很長(zhǎng)，但裂縫導(dǎo)流能力不夠；前次壓裂成功后，由于壓井作業(yè)等造成油層污染；注采井網(wǎng)進(jìn)一步完善，有新的注水井點(diǎn)或見效方向；對(duì)應(yīng)水井以前注不進(jìn)水，目前通過措施能夠注進(jìn)水。根據(jù)各井層油藏特征，通過注采井動(dòng)靜態(tài)資料對(duì)比方法在掌握復(fù)壓井層與對(duì)應(yīng)注水井層地質(zhì)條件與生產(chǎn)歷史的基礎(chǔ)上，用現(xiàn)有生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、小層數(shù)據(jù)等資料，找出生產(chǎn)井中相對(duì)受效低、動(dòng)用程度差，但仍具有潛力的儲(chǔ)層作為復(fù)壓候選層。

低含水層一般是低滲透層，選壓這類油層，有利于改善層間矛盾，調(diào)整產(chǎn)液剖面。

4 重復(fù)壓裂時(shí)機(jī)

準(zhǔn)確確定重復(fù)壓裂時(shí)機(jī)是重復(fù)壓裂成敗的關(guān)鍵之一。重復(fù)壓裂過早，上次壓裂增產(chǎn)期沒有充分發(fā)揮，影響壓裂效果及效益；若重復(fù)壓裂過遲，則不能及時(shí)接替增產(chǎn)，損失了應(yīng)得的增產(chǎn)期。壓裂投產(chǎn)后油井的生產(chǎn)特征一般分為3個(gè)階段:

4.1 線形流階段。此階段原油從支撐裂縫前緣流向井筒，為壓后高產(chǎn)階段，不過此階段產(chǎn)量下降較快。

4.2 擬徑向流階段。此階段原油一方面從支撐裂縫前緣流向井筒，另一方面也從裂縫兩側(cè)基巖流入井筒。此時(shí)產(chǎn)量已低于第一階段產(chǎn)量，但生產(chǎn)能力仍高于油層未經(jīng)過壓裂改造前的產(chǎn)量，此階段產(chǎn)量較穩(wěn)。

4.3 徑向流階段。此階段支撐裂縫已失去了高導(dǎo)流能力，原油生產(chǎn)能力恢復(fù)到壓裂前水平。所以，壓裂增產(chǎn)是有一定期限的。壓裂經(jīng)過線形流、擬徑向流直至徑向流，增產(chǎn)期即告結(jié)束，此時(shí)，原油處于經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)下限，如果其他條件成熟，應(yīng)考慮重復(fù)壓裂。

5 壓裂井壓裂參數(shù)的優(yōu)選

5.1 老縫加大砂量壓裂工藝。由于加強(qiáng)了原裂縫口的導(dǎo)流能力，同時(shí)在原裂縫的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，提高滲流面積，使油井增產(chǎn)。隨著裂縫滲濾面積的增大，即使原裂縫壁面部位受傷害而滲透率較低，但裂縫延伸部位滲透率提高，遠(yuǎn)端油流通過原裂縫流入井筒，達(dá)到了增產(chǎn)目的。

5.2 高砂比短寬縫工藝技術(shù)。對(duì)厚度較大層應(yīng)用高砂比工藝，提高近井裂縫的導(dǎo)流能力，高砂比壓裂工藝具有壓裂液用量少、對(duì)油層污染小、裂縫導(dǎo)流能力強(qiáng)等特點(diǎn)，適用于聚驅(qū)開發(fā)后期，近井地帶存在堵塞的壓裂層進(jìn)行再次壓裂挖潛。即把砂比從常規(guī)的25%提高到30%，大幅度提高近井裂縫的導(dǎo)流能力。

5.3 正確選擇各種壓裂施工參數(shù)。壓裂形成的裂縫通過的能力取決于被支撐劑支撐裂縫寬度和長(zhǎng)度，以及支撐劑的濃度、大小、形狀、強(qiáng)度、在裂縫中分布的形式。而裂縫寬度、長(zhǎng)度與施工中的排量、壓裂液用量、壓裂液粘度、支撐劑的濃度等因素有關(guān)，特別是壓裂液粘度是個(gè)重要因素。壓裂液性能選擇，不僅要攜砂能力強(qiáng)，濾失量低，而且還要易于從地層內(nèi)排出；并對(duì)地層內(nèi)的油、氣、水及巖層本身無不利的化學(xué)反應(yīng)。使用支撐劑，一般地說應(yīng)選直徑較大、顆粒均勻、圓度好、表面光潔度好，在設(shè)備條件允許的情況下盡量提高支撐劑的加入量，這也是提高壓裂效果的重要因素。替擠液的選擇(一般采用地面管線和井下管柱容積之和的1.5-2.0倍)，關(guān)系到施工完畢后井壁處的縫口寬度。替擠量不足，支撐劑不能全部進(jìn)入地層，易造成砂堵、砂卡事故；替擠量過大，會(huì)把支撐劑替入地層深處，使井壁附近沒有支撐劑支撐，外界壓力消除后，井壁附近裂縫會(huì)重新閉合，進(jìn)入地層的支撐劑象透鏡體似的分布在地層中，影響壓裂效果。

5.4 壓裂后盡量避免用各種壓井液壓井，壓裂后壓井，不僅影響已經(jīng)形成裂縫的滲透能力，而且對(duì)于其他未被改造的油層同樣受到損害，影響壓裂效果，甚至油井不但不增產(chǎn)反而減產(chǎn)。

6 油井管理

壓裂措施后，油井增產(chǎn)期的長(zhǎng)短，總累積增產(chǎn)油量的多少，都和日常的油井管理有關(guān)。取全、取準(zhǔn)油井生產(chǎn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，加強(qiáng)油井觀察，定期進(jìn)行綜合分析；壓裂后及時(shí)開井排出壓裂液；選擇合理的油井工作制度；不得輕易壓井；加強(qiáng)油井的綜合措施；高含水井壓裂要同分層配產(chǎn)、化學(xué)堵水相結(jié)合，將含水率控制較低，一般在75-85%之間，低產(chǎn)井、稠油井壓裂要同機(jī)械采油和電熱清蠟相結(jié)合。壓裂后必須提高地層能量的補(bǔ)給。

結(jié)論

1.重復(fù)壓裂是低滲透油藏開發(fā)后期的有效措施，應(yīng)優(yōu)先選擇剖面上動(dòng)用程度差、未見水或低含水且地層能量充足的小層，并將縫長(zhǎng)的確定與油層非均質(zhì)特征研究緊密結(jié)合。

2.重復(fù)壓裂是大慶油區(qū)實(shí)施改造，控水穩(wěn)油提高產(chǎn)量的有效途徑。

3.根據(jù)油藏特性和重復(fù)壓裂工藝特點(diǎn)，有針對(duì)性地進(jìn)行優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)和壓裂液設(shè)計(jì)，能提高重復(fù)壓裂工藝可行性。

4.提出了以較高的砂液比，是大規(guī)模重復(fù)壓裂的技術(shù)路線。

5.壓前評(píng)估，優(yōu)化選井選層是重復(fù)壓裂成功的保障。

[1] 大港油田科技叢書編委會(huì)，編.壓裂與酸化工藝技術(shù)[M].石油工業(yè)出版社，1999.

[2] 低滲透油田開發(fā)技術(shù).石油工業(yè)出版社，1994(6).

[3] 張琪.采油工程原理與設(shè)計(jì)[M].石油大學(xué)出版社，2000(3).