尕斯庫(kù)勒N₁下段油藏水平井體積壓裂先導(dǎo)性試驗(yàn)

付穎 劉永 馮昕媛 劉歡 張春業(yè)

摘要：尕斯庫(kù)勒N1下段油藏縱向上發(fā)育多期砂體，其中壩砂厚度大，橫向延展好，疊合連片，油層的分布明顯受砂體展布影響，局部受巖性、物性控制，整體表現(xiàn)為構(gòu)造背景下的巖性油藏。油井受儲(chǔ)層物性影響，供液能力差，自然投產(chǎn)產(chǎn)量低，需要通過(guò)壓裂改造提高地層供液能力，進(jìn)而提高單井產(chǎn)量。水平井具有泄油面積大、壓降小的優(yōu)勢(shì)，但不經(jīng)過(guò)分段壓裂改造仍不能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，轉(zhuǎn)變開(kāi)發(fā)方式實(shí)施水平井體積壓裂先導(dǎo)性試驗(yàn)提高開(kāi)發(fā)效益、實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)量動(dòng)用是迫在眉睫。

關(guān)鍵詞：尕斯庫(kù)勒N1下段油藏，水平井，體積壓裂，先導(dǎo)性試驗(yàn)

作者簡(jiǎn)介：付穎，本科，1984年生，工程師，現(xiàn)從事油氣田開(kāi)發(fā)方面的研究。

1、油藏特征

尕斯庫(kù)勒油田為一較完整的斷背斜油藏，北部受Ⅱ號(hào)斷層及油砂山斷層控制，西翼受Ⅻ斷層影響。Ⅺ-Ⅻ油組縱向上發(fā)育多期砂體，其中壩砂厚度大，橫向延展好，疊合連片，油層的分布明顯受砂體展布影響，局部受巖性、物性控制，整體表現(xiàn)為構(gòu)造背景下的巖性油藏。油層縱向主要集中分布于Ⅺ、Ⅻ油組上段。油層分布井段長(zhǎng)，厚度薄，單井油層累計(jì)厚度1.3m-50.2m，具有縱向疊置，整體連片的特點(diǎn)。受不同期次的砂體疊置的影響，儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)，油層沿構(gòu)造軸部方向展布，兩翼向低部位斜坡方向逐步減少.平面上，南區(qū)、中區(qū)油層較發(fā)育，北區(qū)油層變少。南區(qū)油層集中分在Ⅺ、Ⅻ上油組，且構(gòu)造西翼油層厚度較大，具有擴(kuò)展?jié)摿?北區(qū)油層主要分布在XI砂組，局部富集。

整體N1下段油藏Ⅺ-Ⅻ油組為構(gòu)造背景下的巖性油藏，油層分布在2284m-2931m，平均埋深2607m，驅(qū)動(dòng)類型為邊水驅(qū)動(dòng)和彈性驅(qū)動(dòng)，含油高度647m，油藏中部海拔314m，油層厚度0.4m-6.3m。

2、水平井體積壓裂需求

地層原油粘度4.089mPa.s;平均滲透率0.6mD，平均孔隙度10.1%，流度λ=k/μ=0.147MD/mPa·s。儲(chǔ)集空間中裂縫僅0.43%，天然裂縫不發(fā)育，根據(jù)巖性成份三角圖，脆性礦物含量在60%以上。尕斯庫(kù)勒N1下段油藏四區(qū)域四參數(shù)圖版中位于強(qiáng)需求成網(wǎng)區(qū)，需要進(jìn)行大規(guī)模水平井體積壓裂改造。

3、可壓性評(píng)估

體積壓裂可行性論證方法有：結(jié)構(gòu)弱面、脆性指數(shù)和應(yīng)力條件等3種判別方法。在儲(chǔ)層地質(zhì)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，對(duì)尕斯庫(kù)勒N1下段進(jìn)行體積壓裂可行性論證。

①結(jié)構(gòu)弱面條件判別

天然裂縫是誘導(dǎo)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)裂縫延伸的主因，天然裂縫越發(fā)育越容易形成復(fù)雜的縫網(wǎng)。儲(chǔ)層研究證明尕斯庫(kù)勒N1下段儲(chǔ)層天然裂縫不發(fā)育，說(shuō)明儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)弱面不夠發(fā)育，不利于形成裂縫網(wǎng)絡(luò)。

②巖礦條件判別

儲(chǔ)層巖性具有顯著的脆性特征，是實(shí)現(xiàn)體積改造的物質(zhì)基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外研究證明，富含石英或者碳酸鹽巖等脆性礦物的儲(chǔ)層有利于產(chǎn)生復(fù)雜縫網(wǎng)。結(jié)合巖石礦物成分分析結(jié)果，脆性礦物超過(guò)60%，有利于形成裂縫網(wǎng)絡(luò)。

③脆性指數(shù)判別

國(guó)內(nèi)外研究認(rèn)為，一般情況下，脆性指數(shù)高于40%時(shí)，容易形成復(fù)雜縫網(wǎng)。尕斯庫(kù)勒N1下段儲(chǔ)層計(jì)算脆性指數(shù)40-45%，推斷裂縫延伸模式應(yīng)為縫網(wǎng)與多裂縫過(guò)渡。

④力學(xué)條件判別

一般認(rèn)為當(dāng)水平主應(yīng)力差小于10MPa，水力裂縫沿天然裂縫延伸;當(dāng)水平應(yīng)力差越小，越容易出現(xiàn)復(fù)雜的分支多裂縫。基于巖心實(shí)驗(yàn)和地應(yīng)力剖面分析，尕斯庫(kù)勒N1下段的水平主應(yīng)力差11-14MPa，不利于形成復(fù)雜人工裂縫網(wǎng)絡(luò)。

⑤體積壓裂可行性結(jié)論

通過(guò)上述研究，綜合判斷尕斯庫(kù)勒N1下段裂縫形態(tài)處于多裂縫-縫網(wǎng)過(guò)渡的區(qū)域，具備形成縫網(wǎng)延伸模式的體積改造條件。

4、壓裂工藝選擇

4.1 裂縫參數(shù)優(yōu)化

應(yīng)用Wellwhize模擬軟件模擬不同裂縫參數(shù)下所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)量，對(duì)縫長(zhǎng)、縫高、導(dǎo)流能力等裂縫參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

4.2 施工參數(shù)優(yōu)化

應(yīng)用FracproPT 壓裂軟件，結(jié)合裂縫參數(shù)需求，分別對(duì)施工排量、施工液量、加砂量進(jìn)行優(yōu)化。

4.3 壓裂液優(yōu)化

根據(jù)尕斯庫(kù)勒N1下段儲(chǔ)層溫度90℃左右，綜合考慮粘土礦物含量較高（21.29%），通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選有機(jī)+無(wú)機(jī)雙防膨，形成滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需求的0.3%低濃度胍膠壓裂液體系。

4.4 支撐劑優(yōu)化

根據(jù)儲(chǔ)層埋深在2600m左右，計(jì)算地層閉合壓力在40MPa左右，通過(guò)對(duì)支撐劑導(dǎo)流能力評(píng)價(jià)結(jié)果，優(yōu)選采用組合支撐劑，70-140目?jī)?yōu)選低成本的石英砂，40-70目?jī)?yōu)選低密高強(qiáng)陶粒，30-50目?jī)?yōu)選中密高強(qiáng)陶粒作為支撐劑。

5、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況及效果

為探索尕斯庫(kù)勒N1下段高效開(kāi)發(fā)模式，采用“縫控體積壓裂”理念，開(kāi)展了該區(qū)首口水平井B井進(jìn)行體積壓裂先導(dǎo)試驗(yàn)，目的層段為Ⅻ-11小層，分四段進(jìn)行壓裂。

5.1設(shè)計(jì)情況

B井水平段長(zhǎng)度405m，完鉆井深3013m，套管完井。根據(jù)該區(qū)儲(chǔ)層特性，采用縫控體積壓裂思路，提高裂縫對(duì)儲(chǔ)層控制程度，大排量、大規(guī)模壓裂增大裂縫復(fù)雜程度、補(bǔ)充地層能量，提高儲(chǔ)層改造體積和壓后效果，施工采用水力泵送可溶橋塞多段多簇壓裂工藝。結(jié)合地質(zhì)資料和井間關(guān)系優(yōu)選4段22簇進(jìn)行改造，每段4-6簇，每簇射孔0.7-1m。利用FracproPT軟件模擬計(jì)算，結(jié)合水力裂縫優(yōu)化結(jié)果，單段壓裂液量1100-1400m3，單段砂量70-80m3。每段3簇，液量1500m3，砂量74方;每段4簇，液量1700m3，砂量80方。

5.2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

B井于2020年8月壓裂施工4段，施工排量10-12方/分，施工總液量5508.4方（其中酸液20方），總砂量390.5方，最高施工壓力64.60MPa，最高砂比35.00%，平均砂比19.08%。

5.3壓后效果分析

截至2021年04月，B井最高日產(chǎn)油22.72噸，平均日產(chǎn)油12.3噸，累計(jì)產(chǎn)油2681.13噸。目前下泵生產(chǎn)，日產(chǎn)液8.6方，日產(chǎn)油8.31噸，含水率3.4%，措施效果有待進(jìn)一步跟蹤評(píng)價(jià)。

青海油田鉆采工藝研究院，甘肅 敦煌 736202

青海油田監(jiān)督監(jiān)理公司，甘肅 敦煌 736202