淺談體積壓裂技術(shù)在新疆油田瑪2井區(qū)下烏爾禾組直井中的應(yīng)用

閆利剛，宋道海，范友泉

（1.西部鉆探井下作業(yè)公司，新疆 克拉瑪依 834000；2.中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300131）

瑪2井區(qū)地質(zhì)構(gòu)造位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣瑪湖凹陷西環(huán)帶瑪北斜坡帶，下烏爾禾組儲層屬特低孔、特低滲儲層。應(yīng)用體積壓裂技術(shù)開發(fā)該類油田，可大大提升開發(fā)效率。烏爾禾組均為直井、定向井，前期采用油管籠統(tǒng)壓裂效果不佳。后期借鑒百口泉組水平井壓裂模式采用橋塞分段壓裂工藝，優(yōu)化施工排量和加砂強(qiáng)度，產(chǎn)量大幅提高，證明體積壓裂技術(shù)在下烏爾禾組的可行性。

1 體積壓裂技術(shù)

天然裂縫不發(fā)育，低滲、超低滲基質(zhì)孔隙性油氣藏的壓裂縫垂直于人工裂縫壁面方向滲透性很差，不能提供有效垂向滲透能力，通過體積壓裂在垂直于主裂縫方向形成人工多裂縫，改善儲層的滲透特性，提高儲層改造效果和增產(chǎn)有效期。體積壓裂改造儲層，在形成一條或多條主裂縫的同時，使天然裂縫不斷擴(kuò)張、脆性巖石產(chǎn)生剪切滑移，溝通天然裂縫、巖石層理，在主裂縫側(cè)向強(qiáng)制形成次生裂縫，在次生裂縫上繼續(xù)分支形成二級次生裂縫，類推形成天然裂縫與人工裂縫相互交錯的裂縫網(wǎng)絡(luò)。將有效滲流儲層打碎，實(shí)現(xiàn)長、寬、高三維全面改造，增大滲流面積及導(dǎo)流能力，提高初始產(chǎn)量和最終采收率。

2 體積壓裂與常規(guī)壓裂應(yīng)用情況

2.1 瑪2井區(qū)下烏爾禾組油藏基本參數(shù)

下烏爾禾組主要為砂礫巖和砂質(zhì)礫巖，屬特低孔、低滲儲層，水敏性中等偏弱（如表1）。油層主要發(fā)育在P2w11、三套砂體，水平最大地應(yīng)力方向?yàn)镹63.3°W。油層中部地層壓力57.30MPa，飽和壓力5.81MPa，溫度88.41℃。下烏爾禾組油藏縱向油層多、層薄、不連續(xù)，砂泥互層?？v向發(fā)育P2w11、P2w22和P2w213套主力油層，縱跨大于100m，單套油層跨度0.5～49.9m。

表1 下烏爾禾組儲層物性參數(shù)

2.2 常規(guī)壓裂施工情況

早期施工井采用油管壓裂方式改造。壓裂管柱Φ88.9mm×6.45mm×N80，施工排量3.5～4.0m3/min，平均砂比15.4%～23.3%，最高施工壓力51.0～63.0MPa，停泵壓力29.0～36.0MPa，平均加砂強(qiáng)度3.6m3/m，加砂過程較順利（如圖1）。

圖1 MaXXX-1井施工曲線（油管壓裂）

中期采用套管壓裂，施工排量5.0～6.0m3/min，平均砂比17.6%～18.8%，最高施工壓力45.0～51.0MPa，停泵壓力28.0～38.0MPa，施工壓力比油管壓裂低，平均加砂強(qiáng)度3.9m3/m，加砂過程順利（如圖2）。

圖2 MaXXX-2井施工曲線（套管壓裂）

瑪2區(qū)塊下烏爾禾組3套主力油層縱跨度大于100m，前期直井主體采用光油管籠統(tǒng)壓裂，施工排量、規(guī)模受限，無法實(shí)現(xiàn)大段射孔、壓裂，儲層動用不充分。3口井采用管內(nèi)封隔器+投球滑套分層壓裂，基本滿足大跨度、隔夾層發(fā)育油藏改造需求，但壓前需射孔、下壓裂管柱。施工排量、規(guī)模受限管柱尺寸；存在管柱可靠性風(fēng)險，施工中可能會滑套開啟失敗，管柱落井、砂埋概率高。部分井采取套管暫堵轉(zhuǎn)向壓裂，施工排量、規(guī)模比油管壓裂有所提高，但對大跨度直井還是不能改造充分，需投多次暫堵劑分層，暫堵效果不能保證，對壓裂車也會造成一定損害。

2.3 橋塞分段、套管壓裂施工情況

采用橋塞分段壓裂施工14口井。初期施工排量5.0～8.0m3/min，平均加砂強(qiáng)度3.2m3/m、破裂壓力45MPa、停泵壓力28.8MPa。中期施工排量提高到10.0m3/min，平均加砂強(qiáng)度3.8m3/m、破裂壓力47.0MPa、停泵壓力31.5MPa。后期6口井施工排量提到12.0～13.0m3/min，平均加砂強(qiáng)度提到5.2m3/m，平均破裂壓力53.5MPa，平均停泵壓力35.8MPa，整體施工平穩(wěn)，加砂難度不大（如圖3）。

圖3 MaDXXX-3井施工曲線（射孔橋塞）

3 體積壓裂與普通壓裂效果對比

油管籠統(tǒng)壓裂井和套管暫堵轉(zhuǎn)向壓裂井單井產(chǎn)能差異大，呈低產(chǎn)和長期穩(wěn)產(chǎn)特征。壓后基本能夠自噴生產(chǎn)，目前大部分井使用管式泵舉升生產(chǎn)。油管壓裂井一年內(nèi)平均日產(chǎn)量3.1t/d，套管暫堵轉(zhuǎn)向壓裂井一年內(nèi)平均日產(chǎn)量3.8t/d，說明適當(dāng)增加施工排量和加砂強(qiáng)度對生產(chǎn)效果影響不大。

采用橋塞分段壓裂工藝，施工排量5.0～6.0m3/min、加砂強(qiáng)度3.3m3/m時，一年內(nèi)平均日產(chǎn)量較差；施工排量6.0～10.0m3/min、加砂強(qiáng)度3.8m3/m時，初期日產(chǎn)量提高至13.5t/d；施工排量12.0～13.0m3/min、加砂強(qiáng)度5.2m3/m時，初期日產(chǎn)量提高至22.2t/d，但油壓下降較快，壓后3個月油壓平均從25MPa下降到3MPa，日產(chǎn)量大幅降低，需轉(zhuǎn)機(jī)械采出（如表2）。

表2 下烏爾禾組不同工藝壓裂生產(chǎn)情況表

綜上所述，體積壓裂對特低孔、特低滲儲層改造效果明顯。油層厚度、排量、加砂強(qiáng)度越大，體積壓裂改造儲層形成的網(wǎng)狀裂縫越好，改造體積越大，單井產(chǎn)量提高越快。

4 結(jié)語

（1）瑪2區(qū)塊下烏爾禾組儲層特低孔、特低滲，天然裂縫不發(fā)育，須采用大排量、大砂量、大液量的體積壓裂，才能改造充分；主力油層縱跨度大，機(jī)械封隔分層受管柱限制不能大排量施工，暫堵劑化學(xué)分層不能有效改造每一段，橋塞分段方式才能使大跨度油層得到充分改造。

（2）瑪2區(qū)塊下烏爾禾組所有井存在開井后油壓下降快、產(chǎn)量遞減快的問題，地層能量不足，可通過滑溜水蓄能整體壓裂工藝或壓前大量注入/驅(qū)油劑，補(bǔ)充地層能量。

（3）瑪2區(qū)塊下烏爾禾組可采用集團(tuán)壓裂的方式壓前集中增能，分批次集中壓裂，形成復(fù)雜縫網(wǎng)，使地層微裂縫充分改造。