華慶低滲透油藏開(kāi)發(fā)中水平井分段多簇壓裂技術(shù)影響因素研究

張飛

[摘 要]華慶油田所處的鄂爾多斯盆地屬典型的超低滲透油藏，并且受地形地貌影響，開(kāi)發(fā)難度較大。而水平井可有效增大泄油面積，提高單井產(chǎn)量，并且隨著鉆井成本的降低，水平井應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，利用水平井開(kāi)發(fā)并進(jìn)行分段多簇壓裂已經(jīng)成為華慶油田低滲透油藏精細(xì)開(kāi)發(fā)的重要技術(shù)保障，并取得了良好效果，實(shí)現(xiàn)了低滲透油田高效開(kāi)發(fā)，保證了華慶油田的可持續(xù)發(fā)展，也是長(zhǎng)慶油田超產(chǎn)5000萬(wàn)噸的有力保障。本文以華慶油田低滲透油藏水平井分段多簇壓裂技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)踐為研究對(duì)象，就分段多簇壓裂水平井的滲流規(guī)律及影響因素進(jìn)行了闡述。

[關(guān)鍵詞]華慶油田；低滲透油藏；精細(xì)開(kāi)發(fā)；水平井分段多簇壓裂技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TE357.14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）27-0011-01

1 油田概況

華慶油田位于晚三疊世鄂爾多斯盆地湖盆沉積中心，油藏以半深湖—深湖相沉積為主，沉積類(lèi)型以砂質(zhì)碎屑流、濁流沉積為主，含油儲(chǔ)層物性差，平均孔隙度11.12%，巖心分析滲透率（0.10～0.50）×10-3μm2，平均0.36×10-3μm2；孔隙類(lèi)型以原生粒間孔、次生溶孔為主，孔喉細(xì)小；填隙物以酸敏礦物為主，水敏礦物較少，適宜注水開(kāi)發(fā)；地層原油黏度0.7～2.2mPa·s，原油性質(zhì)較好，氣油比較高；儲(chǔ)隔層埋深1800～2400m，應(yīng)力差值3～6MPa；地層壓力13～17MPa，屬于典型的低壓低滲透油藏，天然微裂縫較發(fā)育。而對(duì)于華慶油田此類(lèi)油藏，定向井單井產(chǎn)能較低，開(kāi)發(fā)效果不理想。2012年以來(lái)開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用水平井技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，平均單井產(chǎn)量在6.5t/d以上，是定向井的3-5倍以上，開(kāi)發(fā)效果較好。其中水平井分段多簇壓裂技術(shù)具有增加壓裂起裂點(diǎn)及打開(kāi)程度、降低壓不開(kāi)風(fēng)險(xiǎn)、擴(kuò)大泄油面積的優(yōu)點(diǎn)，但是水平井分段多簇壓裂技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中也受多種因素的影響。

2 分段多簇壓裂技術(shù)產(chǎn)能影響因素

2.1 儲(chǔ)層應(yīng)力敏感

低滲透油藏一般都存在應(yīng)力敏感。從考慮應(yīng)力敏感和未考慮應(yīng)力敏感的模擬結(jié)果可以看出：對(duì)于彈性開(kāi)發(fā)，考慮應(yīng)力敏感時(shí)的累積產(chǎn)油量明顯低于未考慮時(shí)的累積產(chǎn)油量，說(shuō)明應(yīng)力敏感對(duì)生產(chǎn)井產(chǎn)能影響較大且為不利因素；對(duì)于注水開(kāi)發(fā)，考慮應(yīng)力敏感時(shí)的累積產(chǎn)油量略低于未考慮時(shí)的累積產(chǎn)油量，應(yīng)力敏感對(duì)注水開(kāi)發(fā)時(shí)產(chǎn)能的影響小于彈性開(kāi)發(fā)時(shí)。這是因?yàn)椋弘S著彈性開(kāi)發(fā)的進(jìn)行，地層壓力降低，導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率和孔隙度降低，孔隙度的降低會(huì)使部分原油由于儲(chǔ)集空間減小而被采出，滲透率的降低則不利于原油的采出，由于滲透率的應(yīng)力敏感效應(yīng)占主導(dǎo)作用，從而造成了考慮應(yīng)力敏感時(shí)累積產(chǎn)油量的降低；而對(duì)于注水開(kāi)發(fā)，儲(chǔ)層能量由于注水得到了及時(shí)補(bǔ)給，地層壓力的降幅較小，因此應(yīng)力敏感的影響相對(duì)減小。

2.2 裂縫半長(zhǎng)因素

裂縫半長(zhǎng)是影響常規(guī)壓裂井產(chǎn)能的主要因素，但對(duì)于水平井分段多簇壓裂，裂縫半長(zhǎng)的影響還需進(jìn)一步研究。水平井實(shí)施大型分段多簇壓裂后，會(huì)在水平段周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)形成改造區(qū)，改造區(qū)由主導(dǎo)流裂縫和微裂縫網(wǎng)絡(luò)組成。根據(jù)3個(gè)不同主導(dǎo)流裂縫半長(zhǎng)方案下的模擬結(jié)果表明：對(duì)于彈性開(kāi)發(fā)，隨著主導(dǎo)流裂縫半長(zhǎng)的增加，累積產(chǎn)油量均勻增加且增幅較大；對(duì)于注水開(kāi)發(fā)，主導(dǎo)流裂縫半長(zhǎng)對(duì)累積產(chǎn)油量的影響較小。因此，在進(jìn)行壓裂時(shí)，不能簡(jiǎn)單地追求裂縫的長(zhǎng)度，還應(yīng)綜合考慮壓裂施工的難度和成本，確定出合理的裂縫長(zhǎng)度。

2.3 裂縫導(dǎo)流能力

裂縫導(dǎo)流能力也是影響分段多簇壓裂水平井開(kāi)發(fā)效果需要考慮的一個(gè)重要因素。分析不同裂縫導(dǎo)流能力下的累積產(chǎn)油量發(fā)現(xiàn)：彈性開(kāi)發(fā)時(shí)，當(dāng)裂縫導(dǎo)流能力由50x10-3μm2·m增至lOOx10-3μm2·m時(shí)，裂縫導(dǎo)流能力增加了2倍，相對(duì)應(yīng)的累積產(chǎn)油量增幅為4.43%，當(dāng)裂縫導(dǎo)流能力由lOOx10-3μm2·m增至250x10-3μm2·m時(shí)，裂縫導(dǎo)流能力增加了2.5倍，而相對(duì)應(yīng)的累積產(chǎn)油量增幅僅為2.66%，說(shuō)明對(duì)于彈性開(kāi)發(fā)，隨著裂縫導(dǎo)流能力的增大，累積產(chǎn)油量有所增大，但隨著裂縫導(dǎo)流能力的進(jìn)一步增大，累積產(chǎn)油量增幅變?。粚?duì)于注水開(kāi)發(fā)，裂縫導(dǎo)流能力對(duì)累積產(chǎn)油量幾乎沒(méi)有影響。由此可知，對(duì)于彈性開(kāi)發(fā)，裂縫導(dǎo)流能力對(duì)分段多簇壓裂水平井的影響存在拐點(diǎn)，拐點(diǎn)之前，隨著裂縫導(dǎo)流能力的增加，累積產(chǎn)油量增幅較大；拐點(diǎn)之后，增幅較小。

2.4 改造區(qū)和非改造區(qū)滲透率

水平井分段多簇壓裂不同于常規(guī)兩翼縫壓裂，其在水平井周?chē)粌H會(huì)生成常規(guī)的兩翼對(duì)稱(chēng)縫，還開(kāi)啟和溝通了天然微裂縫，形成帶有主導(dǎo)流裂縫的裂縫網(wǎng)絡(luò)。為了研究華慶油田改造區(qū)滲透率和非改造區(qū)滲透率對(duì)水平井產(chǎn)能的影響，設(shè)計(jì)了改造區(qū)和非改造區(qū)滲透率分別為0.32x10-3μm2和0.32x10-3μm2，3.2x10-3μm2和0.32x10-3μm2，3.2x10-3μm2和3.2x10-3μm2三種方案進(jìn)行模擬研究。根據(jù)三種方案的模擬結(jié)果可見(jiàn)：對(duì)于彈性開(kāi)發(fā)，在非改造區(qū)滲透率一定的情況下，增大改造區(qū)滲透率，在一定程度上可有效提高累積產(chǎn)油量，在改造區(qū)滲透率一定的情況下，增大非改造區(qū)的滲透率，可大幅提高累積產(chǎn)油量；對(duì)于注水開(kāi)發(fā)，改造區(qū)和非改造區(qū)滲透率對(duì)累積產(chǎn)油量的影響與彈性開(kāi)發(fā)時(shí)規(guī)律一致。這是因?yàn)椋焊脑靺^(qū)經(jīng)過(guò)壓裂改造，滲透率有了大幅度提高，使該區(qū)域原油得以有效動(dòng)用，進(jìn)一步提高改造區(qū)滲流能力，原油動(dòng)用程度增幅變?。辉诟脑靺^(qū)滲透率一定的情況下，增大非改造區(qū)的滲透率，使得非改造區(qū)的原油動(dòng)用程度大幅提高，因此累積產(chǎn)油量也大幅提高。因此，建議對(duì)同一井組的注采井均進(jìn)行水力壓裂，使各井周?chē)纬蓧毫芽p網(wǎng)，最好的效果就是使這些壓裂縫網(wǎng)能夠有效地連通起來(lái)。

2.5 采油速度

采油速度不僅關(guān)系著低滲透油藏開(kāi)發(fā)的效益，而且還對(duì)地層壓力保持程度和儲(chǔ)層傷害等產(chǎn)生影響。不同采油速度下的模擬結(jié)果表明：對(duì)于彈性開(kāi)發(fā)，當(dāng)采油速度超過(guò)15m3/d時(shí)，累積產(chǎn)油量增幅較?。粚?duì)于注水開(kāi)發(fā)，當(dāng)采油速度超過(guò)20m3/d時(shí)，累積產(chǎn)油量增幅較小。因此分段多簇壓裂水平井開(kāi)采超低滲透油藏時(shí)需要確定合理的采油速度。

3 結(jié)語(yǔ)

水平井技術(shù)在華慶油田超低滲透油藏開(kāi)發(fā)中發(fā)揮了重要作用，使大量不可動(dòng)用的儲(chǔ)量變成可采儲(chǔ)量，生產(chǎn)實(shí)踐表明，水平井分段多簇壓裂可大幅度擴(kuò)大泄流體積，提高水平井單井產(chǎn)量，成為開(kāi)發(fā)超低滲油藏的有效壓裂技術(shù).近年來(lái)，超低滲透油藏水平井開(kāi)發(fā)試驗(yàn)取得了重大突破，隨著水平段長(zhǎng)度和有效分壓段數(shù)的增加，水平井與同區(qū)域直井相比，平均單井產(chǎn)量可提高3至4倍.采用水平井分段多簇壓裂技術(shù)開(kāi)發(fā)超低滲油藏已成為轉(zhuǎn)變油田開(kāi)發(fā)方式、提高開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。然而，目前對(duì)分段多簇壓裂水平井技術(shù)實(shí)施效果也受多方面因素影響，本文研究了儲(chǔ)層應(yīng)力敏感、裂縫半長(zhǎng)、裂縫導(dǎo)流能力、改造區(qū)和非改造區(qū)滲透率以及采油速度對(duì)分段多簇壓裂水平井產(chǎn)能的影響，研究結(jié)果表明：彈性開(kāi)發(fā)時(shí)上述參數(shù)對(duì)產(chǎn)能的影響比注水開(kāi)發(fā)時(shí)更加顯著；儲(chǔ)層應(yīng)力敏感對(duì)產(chǎn)能不利，裂縫半長(zhǎng)和導(dǎo)流能力的增大對(duì)產(chǎn)能有利，但綜合考慮收益與施工成本及難度，與采油速度一樣，它們均存在最優(yōu)值；進(jìn)一步提高改造區(qū)的滲透率對(duì)產(chǎn)能的提升有限，而提高非改造區(qū)的滲透率可以大幅提高產(chǎn)能；封閉油藏分段多簇壓裂水平井的滲流可分為井筒儲(chǔ)集影響階段、初始擬徑向流動(dòng)階段、裂縫線性流階段、系統(tǒng)橢圓流階段和邊界影響流階段。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝遠(yuǎn)偉，李軍亮，廖銳全，等.壓裂井裂縫參數(shù)優(yōu)化研究[J].斷塊油氣田，2010，17（6）：762—764.endprint