低滲油藏整體壓裂研究

張偉

摘 ?要 ?低滲油藏區(qū)塊需要采取整體壓裂措施才能實(shí)現(xiàn)有效開(kāi)發(fā)，通過(guò)區(qū)塊壓裂難點(diǎn)分析、裂縫長(zhǎng)度優(yōu)化、導(dǎo)流能力優(yōu)化、壓裂液體系優(yōu)化、支撐劑優(yōu)選、施工參數(shù)優(yōu)化、形成區(qū)塊整體壓裂技術(shù)。

主題詞 ?滑溜水;蓄能壓裂;

1概況

奈曼油田具有中孔—低滲、特低滲的特點(diǎn)，孔隙度17.17%，滲透率86.91×10-3μm2，儲(chǔ)層縱向上儲(chǔ)層和隔層交互分布，單層厚度要小。巖性以砂礫巖為主，分選差—中等，巖屑成分為中、酸性噴出巖、淺成巖為主，泥質(zhì)以粘土礦物為主，長(zhǎng)石平均含量為17%，石英平均含量為11.5%，巖屑平均含量高達(dá)71.5%。膠結(jié)物以粘土礦物雜基為主，主要以孔隙型膠結(jié)為主。原油膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量32.3%，50℃時(shí)原油粘度119～454.7mPa·s。

2 主要壓裂難點(diǎn)分析

（1）跨度相對(duì)較大且多薄層，層間物性差異較大，容易出現(xiàn)部分層得不到有效改造的情況，近井裂縫扭曲以及人為多裂縫的復(fù)雜情況，有一定的施工風(fēng)險(xiǎn)。

（2）微孔占主導(dǎo)地位，孔隙度雖高但連通性差，可動(dòng)流體飽和度較高。

（3）楊氏模量低，有塑性特征，易產(chǎn)生支撐劑嵌入影響裂縫導(dǎo)流能力。

（4）砂礫巖儲(chǔ)層部分巖心反應(yīng)膠結(jié)程度不是很高，易產(chǎn)生屈曲縫，易砂堵。

（5）儲(chǔ)層溫度低，壓裂液徹底破膠難。

（6）稠油，瀝青質(zhì)含量高。

3 裂縫長(zhǎng)度優(yōu)化

奈曼油田油質(zhì)較稠，油水流度比高，儲(chǔ)層屬于中孔、中低滲。油井裂縫長(zhǎng)度的優(yōu)化是指針對(duì)不同的物性條件，用數(shù)模的方法模擬對(duì)比油井邊角井縫長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量、含水和采出程度等的影響規(guī)律，從而確定不同物性時(shí)邊井和角井的合理縫長(zhǎng)。

（1）角井縫長(zhǎng)優(yōu)化：在穿透比為0.1-1.0時(shí)，角井產(chǎn)量隨縫長(zhǎng)的增加而增加，但超過(guò)0.9穿透比之后產(chǎn)量增加的幅度很小，見(jiàn)水時(shí)間和含水率隨縫長(zhǎng)的增加呈逐漸提前和增加的趨勢(shì)，但含水增加不多，綜合產(chǎn)量和含水特征，優(yōu)化縫長(zhǎng)為穿透比0.8-0.9，即裂縫長(zhǎng)度108-121m。

（2）邊井縫長(zhǎng)優(yōu)化：在穿透比為0.1-0.9時(shí)，邊井產(chǎn)量隨縫長(zhǎng)的增加而增加，之后則隨縫長(zhǎng)的增加而降低，見(jiàn)水時(shí)間和含水率隨縫長(zhǎng)的增加呈逐漸提前和增加的趨勢(shì)，綜合產(chǎn)量和含水特征，優(yōu)化縫長(zhǎng)為穿透比0.8，即裂縫長(zhǎng)度110m左右。

（3）氯化鉀為壓裂液常用的無(wú)機(jī)型粘土穩(wěn)定劑，目的是為了保持一定的陽(yáng)離子交換能力使粘土穩(wěn)定。按照SY/T 5971-2016《油氣田壓裂酸化及注水用粘土穩(wěn)定劑性能評(píng)價(jià)方法》規(guī)定，選用膨潤(rùn)土，采用粘土體積膨脹離心法，采用蒸餾水配制不同濃度的氯化鉀溶液，評(píng)價(jià)不同濃度的氯化鉀對(duì)膨潤(rùn)土的防膨脹性能，隨著氯化鉀溶液濃度的增加，防膨效率不斷提高，當(dāng)濃度為1%時(shí)，防膨率可以達(dá)到80%以上。

4 油井導(dǎo)流能力優(yōu)化

在優(yōu)化的油井縫長(zhǎng)條件下，模擬對(duì)比不同油井裂縫導(dǎo)流能力對(duì)產(chǎn)量的影響規(guī)律，從而確定優(yōu)化的裂縫導(dǎo)流能力。

在滲透率為2md、3.5md時(shí)，產(chǎn)量、累計(jì)產(chǎn)量、注水量等均隨導(dǎo)流能力的增加而增加，但導(dǎo)流能力超過(guò)30dc·cm之后，產(chǎn)量增加的幅度變小，綜合考慮施工因素，優(yōu)化導(dǎo)流能力為30dc·cm;在滲透率為12.7md時(shí)，產(chǎn)量、累計(jì)產(chǎn)量、注水量等均隨導(dǎo)流能力的增加而增加，但導(dǎo)流能力超過(guò)40dc·cm之后，產(chǎn)量增加的幅度變小，綜合考慮施工因素，優(yōu)化導(dǎo)流能力為40dc·cm;在滲透率為20md時(shí)，產(chǎn)量、累計(jì)產(chǎn)量、注水量等均隨導(dǎo)流能力的增加而增加，綜合考慮施工因素，優(yōu)化導(dǎo)流能力為40-50dc·cm。

5 施工參數(shù)優(yōu)化

（1）前置液比例優(yōu)化：前置液比例與儲(chǔ)層厚度（規(guī)模）、濾失系數(shù)等相關(guān)，經(jīng)模擬計(jì)算，考慮動(dòng)態(tài)比為85-90%，

得到不同厚度、不同濾失系數(shù)條件下合理的前置液百分?jǐn)?shù)。

（2）排量?jī)?yōu)化：排量過(guò)小，在同樣儲(chǔ)層條件下濾失將較大，造縫效率低下，容易誘發(fā)早期砂堵。反之，排量過(guò)大，雖能保證施工順利，但縫高可能失控。經(jīng)參數(shù)組合模擬計(jì)算，得到不同射孔跨距和不同濾失條件下優(yōu)化排量結(jié)果。

（3）加砂規(guī)模優(yōu)化：加砂規(guī)模與預(yù)期的裂縫長(zhǎng)度、導(dǎo)流能力和可能的裂縫高度等參數(shù)有關(guān)，優(yōu)化出平均砂比30%的情況下不同縫長(zhǎng)、縫高所對(duì)應(yīng)的規(guī)模。

（4）加砂程序優(yōu)化：經(jīng)三維裂縫模擬，以獲得理想的裂縫支撐剖面為目標(biāo)函數(shù)，合理調(diào)節(jié)各段砂液比和液量、砂量大小，直至最終獲得優(yōu)化的支撐剖面為準(zhǔn)，對(duì)于濾失大的井層，可采取螺旋式或主壓裂段塞式加砂，此時(shí)由于濾失大，前后批的支撐劑也可形成連續(xù)支撐剖面，同時(shí)完成加砂目標(biāo)。

6 壓裂液體系優(yōu)化

在壓裂液添加劑優(yōu)選的基礎(chǔ)上，通過(guò)大量室內(nèi)試驗(yàn)研究，形成了適合奈曼油田壓裂液配方體系：①基液：0.40～0.45%稠化劑（一級(jí)HPG）/稠化劑（特級(jí)HPG）+0.5%KCl+0.10%～0.12%Na2CO3+0.5%（DL-8）破乳助排劑+0.3%～0.5%（BFC-3）防膨劑+0.1% 甲醛/FR-BA/LH-Ⅱ殺菌劑+0.3%LTB-6低溫破膠活化劑;②交聯(lián)劑：硼砂，交聯(lián)比：100：3.5～3.0（1%硼砂）;③活性水：0.5%KCl+0.2%DL-8;④破膠劑：根據(jù)井的具體情況，在0.005%～0.02%～0.06%～0.08%～0.12%～0.16%過(guò)硫酸銨范圍內(nèi)追加常規(guī)過(guò)硫酸銨破膠劑。

7 支撐劑優(yōu)選

由于嵌入的影響較大，同時(shí)閉合應(yīng)力在23-28MPa，在此閉合應(yīng)力條件下石英砂的長(zhǎng)期導(dǎo)流能力偏低，300天導(dǎo)流能力降低50-65，無(wú)法滿足方案要求的30-50dc·cm的要求。建議在裂縫縫口有效應(yīng)力最大處選用大粒徑陶粒。

6 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

針對(duì)區(qū)塊儲(chǔ)層特點(diǎn)，分析區(qū)塊儲(chǔ)層壓裂難點(diǎn)，開(kāi)展區(qū)塊整體壓裂技術(shù)研究，通過(guò)優(yōu)化裂縫長(zhǎng)度、油井導(dǎo)流能力、壓裂液體系優(yōu)化、支撐劑優(yōu)選、施工參數(shù)優(yōu)化，形成了區(qū)塊整體壓裂技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

（1）王鴻勛.水力壓裂原理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1987。

（2）Economides M J.油藏增產(chǎn)措施[M].北京：石油工業(yè)出版社，1995。

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