東辛油田鹽227塊致密砂礫巖油藏井開(kāi)發(fā)技術(shù)

楊繼峰

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口的增加，石油資源呈現(xiàn)出較為貧乏的態(tài)勢(shì)，雖然我國(guó)石油資源豐富，但也要尋找一種能有效增加石油產(chǎn)能的方法。因此致密油藏的開(kāi)發(fā)成為很多石油企業(yè)關(guān)注的重要課題。東辛油田鹽227塊致密砂礫巖油藏實(shí)施直斜井壓裂投產(chǎn)，油井產(chǎn)能和區(qū)塊采油速度均較低。為了提高開(kāi)采效率，對(duì)致密砂礫巖油藏井的開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步研究。本文對(duì)油藏的狀況進(jìn)行了闡述，分析了在開(kāi)采過(guò)程中的難點(diǎn)，并提出了一系列的油藏井開(kāi)發(fā)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：致密；油藏；開(kāi)發(fā)技術(shù)

隨著勘探程度日益提高，致密砂礫巖油藏已成為許多油區(qū)增儲(chǔ)上產(chǎn)的接替陣地，致密油藏的開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者都比較關(guān)注的一個(gè)研究領(lǐng)域。而我國(guó)作為石油資源相對(duì)豐富的國(guó)家之一，也積極致力于致密油藏的開(kāi)發(fā)，以緩解我國(guó)石油資源供需矛盾的現(xiàn)狀。

一、油藏概況

東辛油田鹽227塊致密砂礫巖油藏位于東營(yíng)凹陷北部陡坡帶東段，含油層段為沙四段的4和5砂組，油層埋深為3170～3950m，溫度最高達(dá)155℃，含油面積為1.5km2，石油地質(zhì)儲(chǔ)量為302×104t。構(gòu)造呈北東—南西向展布的單斜形態(tài)，地層西南低、東北高，傾角為20°，最大主應(yīng)力方向?yàn)榻鼥|西向。沉積類(lèi)型為扇三角洲沉積，底部以礫巖為主，向上巖性變細(xì)，上部為灰色泥質(zhì)砂巖和深灰色泥巖；平面上垂直物源方向巖性變化快，北部靠近物源方向粒度粗，遠(yuǎn)離物源粒度細(xì)；地層北薄南厚，厚度變化大，為110～380m。巖性分選差，磨圓度為次棱角狀，石英、長(zhǎng)石和泥質(zhì)的含量分別為38.7%，46.1%和2.5%；孔隙式膠結(jié)，以點(diǎn)接觸居多，線接觸次之。以微孔為主，平均孔喉半徑為0.23μm，存在弱速敏、弱水敏和弱堿敏；儲(chǔ)層孔隙度為6.1%，滲透率為1.6×10-3μm2，地層原油粘度為1.46mPa·s，壓力系數(shù)為1.01，氣油比為67.4m3/t。儲(chǔ)層物性控制含油性特征明顯，非油即干，無(wú)游離水，屬低孔、特低滲透砂礫巖油藏。

二、致密油藏開(kāi)發(fā)面臨的難點(diǎn)

致密油藏勘探開(kāi)發(fā)也面臨一系列特殊的技術(shù)困難和挑戰(zhàn)。如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效開(kāi)發(fā)是各個(gè)石油企業(yè)面臨的難題。隨著油田勘探程度逐步加深，儲(chǔ)量動(dòng)用程度越來(lái)越高，對(duì)勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)的要求將越來(lái)越高；油氣資源品位越來(lái)越差，開(kāi)發(fā)對(duì)象越來(lái)越復(fù)雜，提高單井產(chǎn)量壓力變大；油氣田提高采收率面臨多項(xiàng)技術(shù)瓶頸等問(wèn)題。

核心技術(shù)的突破與創(chuàng)新是非常規(guī)油氣實(shí)現(xiàn)高效勘探開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。目前注水開(kāi)發(fā)仍然是致密油藏的主要開(kāi)發(fā)方式。對(duì)于低孔、低滲致密砂巖油藏，水力壓裂是最有效和成熟的開(kāi)發(fā)手段，幾乎每一口井都要通過(guò)儲(chǔ)層改造才能形成工業(yè)產(chǎn)能。然而，隨著油田的開(kāi)發(fā)，地層壓力的不斷下降，對(duì)地層造成了很大傷害，嚴(yán)重制約了油藏增產(chǎn)效果。另外，對(duì)于致密油藏來(lái)說(shuō)，油藏生產(chǎn)壓差的下降，儲(chǔ)層束縛水含水飽和度上升，水鎖傷害程度加深，對(duì)油藏造成了進(jìn)一步的傷害。因此，為了改善致密油藏的增產(chǎn)效果，就必須克服壓裂液返排率低、水鎖傷害大的難題。

此外，致密油藏孔隙連通性差，不利于流體流動(dòng)。由于主要致密油藏儲(chǔ)層粘土礦物相對(duì)含量高，導(dǎo)致儲(chǔ)層敏感性強(qiáng)，使油田注水、開(kāi)采困難增大，普遍存在水井普遍欠注，注采不平衡等問(wèn)題。

三、油藏井開(kāi)發(fā)技術(shù)研究

1、井網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)

由研究區(qū)鹽227和鹽227-1井正交多極子陣列聲波測(cè)井結(jié)果可知，地層主應(yīng)力方向?yàn)榻鼥|西向。采用長(zhǎng)井段水平井開(kāi)發(fā)，水平井軌跡垂直于最大主應(yīng)力方向，即南北向，水平井分3層立體部署，每層厚度為80～90m，其中第1層與第3層平面水平井軌跡投影在同一位置，第2層與第1層水平井軌跡投影在不同位置。錯(cuò)開(kāi)部署的目的是最大限度地發(fā)揮壓裂工藝，實(shí)現(xiàn)縫網(wǎng)對(duì)油藏的均衡控制和儲(chǔ)量的最大動(dòng)用；與縱向疊置部署模式對(duì)比，石油地質(zhì)儲(chǔ)量動(dòng)用率提高約25%。

2、井網(wǎng)加密技術(shù)

由于致密含水儲(chǔ)層中存在著較大的閾壓梯度，造成單井泄流面積較小，較稀疏的井網(wǎng)密度難以有效動(dòng)用全部地質(zhì)儲(chǔ)量，因此井網(wǎng)加密技術(shù)也是提高致密砂巖氣藏采收率的有效措施之一。井網(wǎng)密度設(shè)計(jì)通常要考慮了以下五個(gè)方面：①設(shè)計(jì)定量的地質(zhì)模型約束井距；②參考試井評(píng)價(jià)泄壓范圍進(jìn)行井距優(yōu)化；③參考干擾試井結(jié)果進(jìn)行井距驗(yàn)證；④應(yīng)用數(shù)值模擬優(yōu)化區(qū)塊井網(wǎng)部署；⑤應(yīng)用經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)約束經(jīng)濟(jì)極限井距?？紤]以上方面的設(shè)計(jì)結(jié)果既能最大限度的動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量，又能實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)效益的最大化。

3、 裸眼多級(jí)壓裂技術(shù)

采用裸眼多級(jí)壓裂法，其襯管的內(nèi)部分流方法有三種，包括投球分流法、橋塞射孔法以及二者結(jié)合法。其中，投球分流法是通過(guò)進(jìn)入到裸眼的完井系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，其成本能夠重復(fù)使用，可靠性更高。具體的工藝為鉆完水平段以后，將完井系統(tǒng)與生產(chǎn)襯管共同下入井眼，進(jìn)行坐封，封隔器采用液壓設(shè)備或機(jī)械設(shè)備。封隔器的管柱上都設(shè)有壓裂孔，將合適尺寸的小球按照順序投入，再打開(kāi)壓裂孔，便可以通過(guò)投球控制滑套，進(jìn)而控制孔眼的開(kāi)啟與否。根據(jù)壓裂級(jí)數(shù)的需要，進(jìn)行順序壓裂，完成以后，便可以馬上返排，隨后便能夠投入使用了。投球分流法能夠令壓裂孔以及地層相通，優(yōu)勢(shì)在于能夠減少泵入量，在入球同時(shí)完成沖洗，同時(shí)每段都可以單獨(dú)泵入，有效節(jié)約了時(shí)間、成本，并在一定程度上減低了風(fēng)險(xiǎn)性。

4、襯管固井橋塞射孔技術(shù)

使用該完井技術(shù)則需要將生產(chǎn)襯管下入到水平井段中，隨后注入水泥進(jìn)行固井，形成環(huán)形阻隔。然后將橋塞和射孔槍下放到預(yù)設(shè)深度，放開(kāi)橋塞，進(jìn)行射孔，將地層與井眼連接起來(lái)。起出槍殼和坐封工具，采用投球完成坐封，隨后進(jìn)行壓裂增產(chǎn)。沖洗井眼，重復(fù)上述過(guò)程，達(dá)到所需級(jí)數(shù)為止。將橋塞取出，實(shí)行返排，并投產(chǎn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

致密油藏進(jìn)行開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)是對(duì)地質(zhì)的認(rèn)識(shí)，對(duì)致密油藏所在區(qū)域的地質(zhì)有個(gè)良好的認(rèn)識(shí)，并在致密油藏開(kāi)發(fā)的過(guò)程中與之配套有效的開(kāi)發(fā)技術(shù)，能夠保證致密油藏開(kāi)發(fā)的質(zhì)量和效率。同時(shí)在致密油藏開(kāi)發(fā)的過(guò)程中要注意對(duì)開(kāi)發(fā)成本的控制，最大努力的降低致密油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程所需的資金成本投人，從而提高石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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