特低滲透油層多層壓裂選層地質(zhì)條件分析

鄭忠文，范慶雄，田世偉，付繁榮，史哲峰

（1.長(zhǎng)安大學(xué)，陜西西安 710061；2.西安石油大學(xué)，陜西西安 710061；3.延長(zhǎng)油田股份有限公司青化砭采油廠，陜西延安 716000）

特低滲透油層多層壓裂選層地質(zhì)條件分析

鄭忠文1，范慶雄2，田世偉3，付繁榮3，史哲峰3

（1.長(zhǎng)安大學(xué)，陜西西安 710061；2.西安石油大學(xué)，陜西西安 710061；3.延長(zhǎng)油田股份有限公司青化砭采油廠，陜西延安 716000）

從油層角度，通過(guò)對(duì)影響單井產(chǎn)能因素的分析以及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐，認(rèn)為地層系數(shù)是影響姚店油田單井初期產(chǎn)能的主要原因之一，并利用統(tǒng)計(jì)規(guī)律簡(jiǎn)化油層射開程度、表皮系數(shù)、層間干擾等因素，建立初期產(chǎn)能估算公式。當(dāng)多層壓裂動(dòng)用油層地層系數(shù)大于14×10-3μm·m，且單層動(dòng)用油層地層系數(shù)小于6×10-3μm·m時(shí)，采用多層壓裂可有效提高單井初期產(chǎn)能，達(dá)到單層采油初期產(chǎn)能的1.5～2倍，當(dāng)單層壓裂油層地層系數(shù)大于6×10-3μm·m時(shí)，多層壓裂的增產(chǎn)能力較小，油井適宜于單層開采。多層壓裂與單層壓裂初期產(chǎn)量遞減程度一致，遞減規(guī)律相同。因此，依據(jù)地層系數(shù)優(yōu)選油井進(jìn)行多層壓裂，值得進(jìn)一步試驗(yàn)與擴(kuò)展的開發(fā)模式。

多層壓裂；地層系數(shù)；提高單井初期產(chǎn)能

姚店油田屬于特低滲透、低豐度、低壓油藏，油層厚度小，夾層發(fā)育，油井均經(jīng)人工壓裂投產(chǎn)，人工裂縫以水平縫為主。新井投產(chǎn)延續(xù)早期開發(fā)模式，即當(dāng)年先壓開一層生產(chǎn)，次年對(duì)該井老層進(jìn)行二壓或者動(dòng)用新層。根據(jù)其他油田經(jīng)驗(yàn)以及往年二壓井效果分析，老井二次壓裂，特別是老層新段壓裂裂縫受地應(yīng)力場(chǎng)改變影響，裂縫向老縫方向延伸上翹，直接影響到二壓井增產(chǎn)效果，因此，2011年在姚店油田進(jìn)行多層壓裂試驗(yàn)，取得了一定的效果與認(rèn)識(shí)。

1 2011年單、多層壓裂效果對(duì)比

2011年在姚店油田延河以南區(qū)域進(jìn)行新井壓裂91井次，統(tǒng)計(jì)壓裂后生產(chǎn)時(shí)間在兩個(gè)月以上油井生產(chǎn)情況60口井。

如表1所示，多層壓裂油井27口，當(dāng)月生產(chǎn)原油1772 t，平均單井生產(chǎn)原油65.6 t，次月平均單井生產(chǎn)原油34.4 t，單月產(chǎn)量遞減57.2%，單井最高初月產(chǎn)量達(dá)到127 t，最低32 t。與單層壓裂油井相比，多層壓裂油井平均單井初月多生產(chǎn)原油20.2 t，是單層壓裂油井初月單井平均產(chǎn)量的1.4倍，次月平均單井生產(chǎn)原油是單層壓裂油井的1.2倍，且單層壓裂油井最高初月產(chǎn) 79 t，最低僅 21 t。

兩類油井平均單井產(chǎn)量遞減幅度相當(dāng)，分別為57.2%，54.0%。

整體上，與單層壓裂相比較，多層壓裂達(dá)到了增油的效果，但增油的幅度一般；單井上，產(chǎn)能差別較大，高產(chǎn)井、低產(chǎn)井在兩類壓裂井中均存在（見表1），因此，需要進(jìn)一步明確單井產(chǎn)能影響因素，進(jìn)一步優(yōu)化選井，以達(dá)到高效開發(fā)的目的。

表1 單層壓裂與多層壓裂效果對(duì)比表

2 影響單井產(chǎn)能的因素分析

依據(jù)現(xiàn)有資料，本著由地面到地下，由工程到地質(zhì)的基本原則，以22口單層壓裂油井為主，排除層間干擾，對(duì)單井產(chǎn)能影響因素進(jìn)行分析，主要有以下四個(gè)因素：

2.1 壓裂機(jī)組固定，壓裂規(guī)模一致，施工良好，對(duì)單井產(chǎn)能影響不明顯

根據(jù)壓裂施工設(shè)計(jì)原則以及現(xiàn)場(chǎng)施工情況，破裂壓力27～35 MPa，平均33.0 MPa，，施工排量1.9 m3/min左右，平均砂比33%，加砂過(guò)程穩(wěn)定，單井單縫加砂量20～23 m3施工機(jī)組固定。壓裂規(guī)模，施工過(guò)程影響不明顯。

2.2 油層物性、厚度單因素影響不明顯

油層物性，特別是滲透率，是油井產(chǎn)能高低的基本因素，但從孔隙度、滲透率與油井產(chǎn)能的單因素相關(guān)性不明顯，也就是說(shuō)，僅從物性的單因素方面，對(duì)油井產(chǎn)能不形成影響，有效厚度類似（見圖1a、b）。

目前的油層分類對(duì)于油層的產(chǎn)油能力沒有明確的界定。依據(jù)姚店油田北部油氣富集規(guī)律儲(chǔ)層分類標(biāo)準(zhǔn)，Ⅰ類儲(chǔ)層，Ⅱ類儲(chǔ)層，Ⅲ類儲(chǔ)層所在油井產(chǎn)能沒有明確的界限，不能反映出油層的生產(chǎn)能力（見圖1c，表2）。

表2 姚店油田儲(chǔ)層分類標(biāo)準(zhǔn)

2.3 油層埋深與單井產(chǎn)能相關(guān)

地層能量是油井產(chǎn)能高低的一個(gè)決定性因素，在新區(qū)沒有注水井對(duì)應(yīng)、低滲透油藏壓力傳導(dǎo)條件差的情況下，油層埋深對(duì)油井的產(chǎn)能有重要影響。埋深與油井產(chǎn)能具有正相關(guān)性，但相關(guān)性較差（見圖2）。

2.4 地層系數(shù)與單井初期產(chǎn)能具有良好的相關(guān)性

地層系數(shù)與油井單井初期產(chǎn)能有良好的相關(guān)性，是影響單井初期產(chǎn)能的重要因素，且具有普遍性。

3 單井初期產(chǎn)能簡(jiǎn)化估算公式的建立

3.1 單層壓裂油井初期產(chǎn)能經(jīng)驗(yàn)公式的建立

依據(jù)上述，利用15口井?dāng)?shù)據(jù)（見表3）擬合單層壓裂井的地層系數(shù)與單井初期產(chǎn)能的關(guān)系式如下：

相關(guān)系數(shù)0.79。

表3 單井?dāng)?shù)據(jù)數(shù)據(jù)表

3.2 多層壓裂油井初期產(chǎn)能經(jīng)驗(yàn)公式的建立

應(yīng)用加權(quán)平均法計(jì)算多層壓裂油井生產(chǎn)油層的地層系數(shù)：

建立擬合估算公式：

3.3 多層壓裂油井初期增產(chǎn)能力

根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)，單層壓裂油井動(dòng)用油層地層系數(shù)主要集中于 3～8×10-3μm·m，峰值 5.5×10-3μm·m，多層壓裂油井動(dòng)用油層地層系數(shù)主要集中于15～20×10-3μm·m峰值 16.1×10-3μm·m（見圖 6）。

對(duì)應(yīng)于該區(qū)域的單層壓裂、多層壓裂估算單井初月產(chǎn)油量分布范圍分別為，10.4～83 t，54～90.98 t，多層壓裂油井單井初月產(chǎn)油量是單層壓裂油井的0.7～8.7倍（見圖 7）。

表4 多層壓裂數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表

當(dāng)?shù)貙酉禂?shù)大于14.5×10-3μm·m，且單壓地層系數(shù)小于5.8×10-3μm·m時(shí)，采取多斷壓裂，單井初期產(chǎn)油量是單層壓裂的1.5倍以上，增油效果較好；當(dāng)?shù)貙酉禂?shù)大于 12×10-3μm·m，小于 14.5×10-3μm·m，且單壓地層系數(shù)在5.8～8×10-3μm·m時(shí)，采取多層壓裂單井初期產(chǎn)油量是單層1.0～1.5倍；當(dāng)小于12×10-3μm·m時(shí)，采取單層壓裂效果要好于多層壓裂。

4 結(jié)論與建議

（1）從地層角度分析，影響多層壓裂產(chǎn)量高低的主要因素是地層系數(shù)。

（2）簡(jiǎn)化產(chǎn)量估算公式能夠反映地層系數(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響程度。

（3）單層壓裂油井動(dòng)用油層地層系數(shù)主要集中于3～8×10-3μm·m，峰值 5.5×10-3μm·m，多層壓裂油井動(dòng)用油層地層系數(shù)主要集中于15～20×10-3μm·m，峰值16.1×10-3μm·m。

（4）當(dāng)?shù)貙酉禂?shù)大于 14.5×10-3μm·m，且單壓地層系數(shù)小于5.8×10-3μm·m時(shí)，多段壓裂具有較好的提高單井初期產(chǎn)油量的前景，建議進(jìn)一步加強(qiáng)分析，得到精確的判別選擇依據(jù)。

[1] 史成恩，萬(wàn)曉龍，趙繼勇，等.鄂爾多斯盆地超低滲透油層開發(fā)特征[J] .成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，34（5）:538-542.

[2] 葛家理.油氣層滲流力學(xué)[M] .北京:石油工業(yè)出版社，1982.

[3] 李道品.低滲透油田開發(fā)[M] .北京:石油工業(yè)出版社，1999.

[4] 夏位榮，等.油氣田開發(fā)地質(zhì)學(xué)[M] .石油工業(yè)出版社，1999.

TE357.14

A

1673-5285（2012）04-0048-05

2012－01-05

鄭忠文，男（1964-），在讀博士，高級(jí)工程師，主要從事油氣田開發(fā)工作，郵箱:qhbcycbgs@163.com。