老水平井體積壓裂工藝在尕斯庫(kù)勒油田的應(yīng)用

付穎　張春業(yè)　郭玲玲　劉永　馮昕媛

摘要：隨著油氣開發(fā)工作的不斷深入，油藏開發(fā)程度的逐年提高，穩(wěn)產(chǎn)難度亦愈來(lái)愈大，為讓老水平井發(fā)揮作用，近幾年，青海油田開展了尕斯庫(kù)勒油田老水平井生產(chǎn)現(xiàn)狀調(diào)研工作，通過工程與地質(zhì)、技術(shù)與需求、科研與現(xiàn)場(chǎng)緊密結(jié)合，完成目標(biāo)井選井及單井方案設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施2口井，增油效果顯著，這項(xiàng)工藝的成功實(shí)施，為解決老水平井“射孔井段長(zhǎng)、水平段固井質(zhì)量差、封隔器分層難度大”的難題提供了技術(shù)支撐，開創(chuàng)了青海油田老水平井體積壓裂先河。

關(guān)鍵詞：老水平井;體積壓裂;尕斯庫(kù)勒;暫堵轉(zhuǎn)向

前言

尕斯庫(kù)勒油田是青海油田的主力油田，經(jīng)過多年的開發(fā)，穩(wěn)產(chǎn)難度加大，對(duì)目前開發(fā)水平井生產(chǎn)現(xiàn)狀調(diào)研發(fā)現(xiàn)，位于該油田的水平井初期投產(chǎn)平均日產(chǎn)油6.03噸，但是存在遞減快的問題，目前平均單井日產(chǎn)油只有2.83噸，水平井措施改造具有一定挖潛力。

1、老水平井措施改造難點(diǎn)

（1）射孔井段長(zhǎng)

水平井射孔距離長(zhǎng)，井況復(fù)雜，常規(guī)封隔器分層改造難度大，體積壓裂施工排量要求高。

（2）水平段固井質(zhì)量差

水平井水平段固井膠結(jié)情況差，開發(fā)井水平段固井質(zhì)量測(cè)試數(shù)據(jù)少。

（3）封隔器分層難度大

水平井水平段距離長(zhǎng)，開發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)，開發(fā)效益變差，普遍存在含水較高的問題，措施改造需考慮平面鄰井生產(chǎn)情況及縱向?qū)游话l(fā)育情況，避免措施后含水上升。

（4）水平井以往措施改造體積小

尕斯庫(kù)勒油田以往水平井措施改造以水力噴射壓裂工藝為主，整體改造體積較小，老水平井體積壓裂還有潛力可挖。

2、壓裂工藝選擇

針對(duì)水平井射孔長(zhǎng)度長(zhǎng)、固井質(zhì)量差、封隔器分層難度大等問題，結(jié)合以往水平井體積壓裂改造取得的認(rèn)識(shí)，根據(jù)尕斯庫(kù)勒油田儲(chǔ)層地質(zhì)特征、傷害特征，綜合地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)，以提高措施效果和降低措施成本為出發(fā)點(diǎn)，以進(jìn)一步增大措施改造體積為目標(biāo)，優(yōu)選出“大排量、大液量、滑溜水、暫堵轉(zhuǎn)向、組合支撐劑”的體積壓裂工藝，提高施工排量、增加施工規(guī)模、增大改造體積，改善措施效果，同時(shí)結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)、工藝研究以及現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)選出適合儲(chǔ)層（70-120 ℃、耐70Mpa閉合壓力的復(fù)合壓裂液，其中滑溜水占比不小于50%。

（1）技術(shù)特點(diǎn)：水平井段內(nèi)多裂縫體積壓裂是通過在封隔器卡段內(nèi)一次或多次使用高強(qiáng)度水溶性多裂縫暫堵劑臨時(shí)封堵前次裂縫迫使流體轉(zhuǎn)向來(lái)壓開多條新裂縫的新技術(shù)，在不增加入井工具數(shù)量和施工風(fēng)險(xiǎn)的前提下能夠獲得比常規(guī)分段壓裂大的單井有效改造體積。

（2）技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

①在明顯滲透率差異的井段實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)改造，增加改造體積和儲(chǔ)層整體動(dòng)用程度;

②大幅減少分段工具下入數(shù)量，從而降低施工風(fēng)險(xiǎn)并節(jié)約生產(chǎn)成本;

③提高水平井一次動(dòng)用儲(chǔ)量，實(shí)現(xiàn)區(qū)域體積改造目的;

④適合在井況復(fù)雜、長(zhǎng)井段射孔、固井質(zhì)量差的老水平井運(yùn)用，提高水平段儲(chǔ)量動(dòng)用。

（3）適應(yīng)性：適應(yīng)套管和裸眼完井的直井和水平井;適應(yīng)大多數(shù)砂巖油氣藏、致密油氣藏的立體壓裂改造。

3、暫堵轉(zhuǎn)向原理

暫堵劑，又稱轉(zhuǎn)向劑，是一種廣泛應(yīng)用于油田生產(chǎn)中的處理劑，現(xiàn)已成熟應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)中，包括：鉆井、增產(chǎn)措施、固井、修井、洗井等。早在1936年就有學(xué)者提出了將水溶/油溶性的CaCl鹽作為暫堵劑應(yīng)用于油田作業(yè)中的方法，解決了早期壓裂中傳統(tǒng)分段轉(zhuǎn)向技術(shù)設(shè)備量大、生產(chǎn)費(fèi)用高、作業(yè)效率低等缺陷。近年研究的適用于油田壓裂的暫堵劑為：惰性有機(jī)樹脂、固體有機(jī)酸（如美國(guó)使用的安息香酸）、遇酸溶脹的聚合物、惰性固體（硅粉、碳酸鈣粉、巖鹽、油溶性樹脂、封堵小球）等，其中使用最廣泛的為聚合物和封堵小球。聚合物型暫堵劑得益于其牢固的化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，封堵效果良好。

（1）縫內(nèi)暫堵劑轉(zhuǎn)向原理

根據(jù)理論研究結(jié)果，水力壓裂過程中只要縫內(nèi)凈壓力提高到一定值，就能溝通儲(chǔ)層微裂縫或產(chǎn)生新縫。在施工過程中實(shí)時(shí)地向地層中加入適量的暫堵劑，該劑為粘彈性的固體小顆粒，遵循流體向阻力最小方向流動(dòng)的原則，暫堵劑顆粒進(jìn)入地層中的裂縫或高滲透層，產(chǎn)生濾餅橋堵，可以形成高于裂縫破裂壓力的壓差值，使后續(xù)壓裂液不能向裂縫和高滲透帶進(jìn)入，從而壓裂液進(jìn)人高應(yīng)力區(qū)或者新裂縫層，促使新縫的產(chǎn)生。產(chǎn)生橋堵的暫堵劑在施工完成后溶入地層水或壓裂液，不對(duì)地層產(chǎn)生污染。

縫內(nèi)暫堵劑暫堵裂縫尖端，增大凈壓力，達(dá)到開啟天然裂縫和迫使裂縫轉(zhuǎn)向的目的，實(shí)現(xiàn)體積壓裂?？p內(nèi)暫堵劑不僅要具有較高的突破壓力能夠滿足重復(fù)壓裂施工的需求，還要求能夠快速溶解于水、容易返排不對(duì)地層造成污染。

（2）縫口暫堵劑轉(zhuǎn)向原理

正式壓裂施工時(shí)，暫堵材料通過-定粘度的胍膠壓裂液或粘彈性表面活性劑基壓裂液攜帶，利用在線加入設(shè)備充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝螅纬蓵憾罗D(zhuǎn)向液，注入到井底。暫堵人工裂縫的物理過程主要分為兩部分：

1）暫堵轉(zhuǎn)向液進(jìn)入已壓開的人工裂縫縫口附近，液體以一定速率沿縫面濾失，在裂縫壁面形成一層濾餅;

2）隨著暫堵轉(zhuǎn)向液的持續(xù)注入，裂縫內(nèi)濾餅不斷增厚和加長(zhǎng)，最后在裂縫內(nèi)形成一定長(zhǎng)度和一定滲透率的濾餅充填帶，見下圖。

4、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況及效果

老水平井體積壓裂工藝在尕斯庫(kù)勒油田共實(shí)施了2井次，措施后平均日增油5.0噸，累計(jì)增油2809噸，投入產(chǎn)出比1：1.23，預(yù)測(cè)有效期內(nèi)投入產(chǎn)出比1：1.86，取得了較好的推廣應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益，有效支撐了老水平井的效益開發(fā)。

作者簡(jiǎn)介：

付穎，本科，1984年生，工程師，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)方面的研究。