水力噴射壓裂技術(shù)在葡北油田厚油層剩余油定向挖潛中的應(yīng)用

鄭福新 （中石油大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠，黑龍江 大慶163000）

葡北油田進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)階段后，剩余油分布高度零散，水驅(qū)控制程度較低，單向連通比例較高，局部注采關(guān)系不完善，低效無(wú)效循環(huán)嚴(yán)重，欠注井及高壓注水井較多制約注水結(jié)構(gòu)的有效調(diào)整，高關(guān)井及堵水井較多影響局部成片發(fā)育厚油層動(dòng)用。同時(shí)，由于剩余油分布零散，儲(chǔ)層改造措施針對(duì)性差［1］。針對(duì)厚油層剩余油挖潛，目前常采用注水井層內(nèi)細(xì)分注水、注水井深度調(diào)剖、淺調(diào)剖技術(shù)，采油井層內(nèi)細(xì)分堵水、油水井雙向堵調(diào)等以單井或井組為單元的措施挖潛技術(shù)，但沒(méi)有形成區(qū)塊針對(duì)性的剩余油定向挖潛技術(shù)。為此，筆者對(duì)水力噴射壓裂技術(shù)在葡北油田厚油層剩余油定向挖潛中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

1 水力噴射壓裂技術(shù)

水力噴射壓裂技術(shù)主要包括水力噴砂射孔、水力壓裂 （通過(guò)普通油管或連續(xù)油管）和環(huán)空擠壓 （通過(guò)另外一個(gè)泵）3個(gè)過(guò)程。通過(guò)安裝在施工管柱上的水力噴射工具，利用水擊作用在地層形成一個(gè) （或多個(gè)）噴射孔道，從而在近井地帶產(chǎn)生微裂縫，裂縫產(chǎn)生后環(huán)空增加一定壓力使產(chǎn)生的微裂縫得以延伸，實(shí)現(xiàn)水力噴射壓裂［2］。水力噴射壓裂通過(guò)噴射流體在孔道內(nèi)動(dòng)能到壓能的轉(zhuǎn)換利用噴射滯止壓力破巖從而在噴射點(diǎn)處產(chǎn)生微裂縫，而常規(guī)造縫方法需要對(duì)整個(gè)井筒加壓，大多數(shù)情況下觀察到的破裂壓力比裂縫擴(kuò)展壓力要大得多，而且井內(nèi)的每個(gè)裂縫都必須克服該壓力。水力噴射裂縫一旦形成，由于噴嘴出口周圍流體速度最高，其壓力就最低，故流體會(huì)自動(dòng)泵入裂縫而不會(huì)流到其它地方。環(huán)空的流體也會(huì)在壓差作用下進(jìn)入射流區(qū)被吸入地層。水力噴射壓裂利用動(dòng)態(tài)分流技術(shù)成功解決了裂縫的定位控制問(wèn)題，通過(guò)流體的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)讓其進(jìn)入地層的特定位置而不使用任何機(jī)械密封裝置。

圖1 水力噴射壓裂工具示意圖

工藝施工流程具體內(nèi)容如下［3］：①裝井口。安裝2FZ18-35液壓雙閘板防噴器，探人工井底，起原井管柱。②下入壓裂管柱，磁性定位。③試壓。地面管線試壓55MPa，套管注入管匯試壓20MPa，不刺不漏為合格。④壓裂。在噴射點(diǎn)位置先打預(yù)前置液，按照壓裂施工工序執(zhí)行，擴(kuò)散壓力30min，如其他層段需水力噴射壓裂，上提管柱，重復(fù)該步驟。⑤壓裂后，關(guān)井?dāng)U散40min。水力噴射壓裂工具示意圖如圖1所示。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2010年11月4日，選擇葡77-73井進(jìn)行水力噴射壓裂技術(shù)先導(dǎo)性試驗(yàn)。該井的壓裂層段射孔數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 壓裂井射孔層段數(shù)據(jù)

壓裂過(guò)程共分2個(gè)層段進(jìn)行，壓裂施工所用的噴槍采用6×?5．5mm噴嘴組合。采用2組施工壓裂車組進(jìn)行施工，其中1組壓裂車組要求排量達(dá)到3．0m3／min，而另1組壓裂車組要求排量達(dá)到1．2m3／min。最終共泵入壓裂液145．3m3、石英砂4m3和覆膜砂11m3。

2．1 葡Ⅰ7-8層段壓裂施工工序 （噴槍位置976．4m）

葡Ⅰ7-8層段壓裂施工具體工序如下 （噴槍位置976．4m）：①噴砂射孔結(jié)束，完成替擠后，油管排量降為1．0m3／min，關(guān)閉套管閥門，油管排量升高到2．3m3／min，同時(shí)套管開(kāi)始泵入基液。②套管排量的計(jì)算。根據(jù)套管承壓值限制制定現(xiàn)場(chǎng)套管施工排量，該層壓裂施工時(shí)套管泵入壓力不得大于20MPa，在施工注入前置液時(shí)調(diào)整套管施工排量使得套管壓力低于限定值，后續(xù)加砂時(shí)套管排量穩(wěn)定此值若出現(xiàn)壓力急劇上升時(shí)，及時(shí)調(diào)整套管排量，確保施工中套管壓力始終低于限定值。③前置液及加砂過(guò)程中套管同時(shí)泵入壓裂液，其排量不超過(guò)1．0m3／min，總液量預(yù)計(jì)為15．0m3。

2．2 葡Ⅰ7-8層段壓裂施工工序 （噴槍位置974．0m）

葡Ⅰ7-8層段壓裂施工具體工序如下 （噴槍位置974．0m）：①噴砂射孔結(jié)束，完成替擠后，油管排量降為1．0m3／min，關(guān)閉套管閥門，油管排量升高到2．5m3／min，同時(shí)套管開(kāi)始泵入基液。②套管排量的計(jì)算。該層施工時(shí)根據(jù)套管承壓值限制及形成壓裂有效的動(dòng)態(tài)封隔制定現(xiàn)場(chǎng)套管施工排量，從而達(dá)到改造壓裂層段的目的。③前置液及加砂過(guò)程中套管同時(shí)泵入壓裂液，其排量不超過(guò)1．0m3／min，總液量預(yù)計(jì)為13．0m3。

從該井壓后生產(chǎn)情況來(lái)看，壓裂前產(chǎn)液9．8t、產(chǎn)油0．5t，目前產(chǎn)液22．7t、產(chǎn)油3．2t。從目前試驗(yàn)效果看，該井在射孔2個(gè)井眼情況下，油井產(chǎn)量高于同區(qū)塊油井產(chǎn)能，說(shuō)明該項(xiàng)技術(shù)在射孔井眼較少情況下不會(huì)影響產(chǎn)量，同時(shí)能夠?qū)裼蛯邮Ｓ嘤透患瘏^(qū)進(jìn)行定向挖潛，提高低滲透油層采收率。

3 結(jié) 論

水力噴射壓裂技術(shù)與常規(guī)壓裂技術(shù)相比，可在儲(chǔ)層的任何位置實(shí)現(xiàn)精確造縫，對(duì)老區(qū)高含水井厚油層頂部剩余油定向挖潛具有重要意義。該工藝技術(shù)靠高壓射流實(shí)現(xiàn)自封，避免了常規(guī)分段壓裂需采用封隔器進(jìn)行機(jī)械分隔，有利于對(duì)老油區(qū) （水平縫）存在的薄隔層儲(chǔ)層改造，拓寬了選井選層條件，因而可以在葡北油田生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

［1］East L．Application of New Fracturing Technique Im-2p roves Stimulation Success for Openhole Horizontal Completion ［J］．SPE 86480，2004．

［2］East L．Packerless Multistage Fracture-Stimulation Method Using CT Perforating and Annular Path Pumping ［J］．SPE 96732，2005．

［3］于永，楊彪 ．水力噴砂射孔在油氣田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用 ［J］．特種油氣藏，2002，9（4）：56-58．

［4］Surjaatmadja J B．Effective Stimulation of Multilateral Completions in the James L ime Formation Achieved by Controlled Individual Placement of Numerous Hydraulic Fractures［J］．SPE 82212，2003．