重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向技術(shù)在頭臺油田的應(yīng)用

王興東 （大慶頭臺油田開發(fā)有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶163311）

頭臺油田屬于特低滲透油田，大部分井不壓裂不出油，主要以壓裂投產(chǎn)開發(fā)方式，在地層中壓出1條有高導(dǎo)流能力的人工裂縫。由于裂縫滲透率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于基質(zhì)滲透率，隨著油田的開發(fā) ，老裂縫控制的原油已接近全部采出，但某些井在現(xiàn)有開采條件下尚控制有一定的剩余可采儲量。為了充分發(fā)揮油井的生產(chǎn)潛能 ，往往需要重復(fù)壓裂。目前，國內(nèi)外實(shí)施的重復(fù)壓裂有2種方式：①延伸原有裂縫。油田開發(fā)過程中，由于壓力、溫度等環(huán)境條件的改變，引起原有壓裂裂縫失效。這類井需要加砂重新?lián)伍_原有裂縫，穿透堵塞帶就可以獲得不同程度的效果。另外，壓裂改造規(guī)模不夠，或者支撐裂縫短，或者裂縫導(dǎo)流能力低，這類井必須加大壓裂規(guī)模繼續(xù)延伸原有裂縫，或者提高砂量以增加裂縫導(dǎo)流能力。②層內(nèi)壓出新裂縫。對于厚油層在縱向上的非均質(zhì)性，油層內(nèi)見效程度不同，層內(nèi)矛盾突出而影響開發(fā)效果?？梢酝ㄟ^補(bǔ)射非主力油層或?qū)Ψ蔷|(zhì)厚油層重復(fù)壓裂、或者壓裂同井新層等措施改善出油剖面，從而取得很好的效果。對于薄差油層主要利用重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向技術(shù)，在老裂縫的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生新的人工裂縫，增大滲流面積，達(dá)到增油增產(chǎn)的目的。

1 重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向技術(shù)

重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向技術(shù)是應(yīng)用化學(xué)暫堵劑使流體在地層中發(fā)生轉(zhuǎn)向，在壓裂中可以暫堵老縫或已加砂縫，從而造出新縫或使壓裂砂在裂縫中均勻分布，主要作用有縱向剖面的新層啟動、重復(fù)壓裂的平面上的裂縫轉(zhuǎn)向、裂縫單向延伸的控制。轉(zhuǎn)向技術(shù)的實(shí)施方法是在施工過程中實(shí)時地向地層中加入適量轉(zhuǎn)向劑，該劑為粘彈性的固體小顆粒，遵循流體向阻力最小方向流動的原則，轉(zhuǎn)向劑顆粒進(jìn)入井筒的炮眼，部分進(jìn)入地層中的裂縫或高滲透層，在炮眼處和高滲透帶產(chǎn)生濾餅橋堵，可以形成高于裂縫破裂壓力的壓差值，使后續(xù)工作液不能向裂縫和高滲透帶進(jìn)入，從而壓裂液進(jìn)入高應(yīng)力區(qū)或新裂縫層，促使新縫的產(chǎn)生和支撐劑的鋪置變化。產(chǎn)生橋堵的轉(zhuǎn)向劑在施工完成后溶于地層水或壓裂液，不對地層產(chǎn)生污染。

2 現(xiàn)場試驗

壓裂施工時對于同一油層在不同時間分別壓裂2次，第1次壓開裂縫后停泵25min左右，以確保壓開的裂縫能夠閉合和利于增強(qiáng)附加的應(yīng)力。然后采取高強(qiáng)度暫堵材料封堵已形成的裂縫，通過第2次壓裂和附加應(yīng)力的作用，以促使壓開與原裂縫形成一定角度的新裂縫。施工時對2次壓裂進(jìn)行微地震測試，監(jiān)測裂縫的方位及形態(tài)。同時壓后采取強(qiáng)制閉合工藝技術(shù)，從而使得支撐剖面更趨合理，完善裂縫縱向支撐剖面，從而最大限度地保證支撐劑在產(chǎn)層里的有效支撐。并在壓裂施工全程追加水化劑配合，能夠減少壓裂液對地層的傷害，提高壓裂液的返排率。

針對以上條件限制，選取了源23區(qū)塊具有一定砂巖厚度和有效厚度的3口井進(jìn)行試驗。

2.1 監(jiān)測分析轉(zhuǎn)向效果

對上述壓裂3口井中的源21-103井人工裂縫的形成與擴(kuò)展過程進(jìn)行了監(jiān)測。判斷是否產(chǎn)生新縫。主要依據(jù)以下3個方面：①2次壓裂裂縫的方位；②破裂壓力是否變化；③裂縫高度是否有變化。重復(fù)壓裂轉(zhuǎn)向效果統(tǒng)計表如表1，從表中可以看該壓裂井裂縫發(fā)生轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向角度為約10°。該井第1次壓裂的井口壓力是20MPa，排量2.0m3／min；第2次壓裂的井口壓力是32MPa，排量2.4m3／min。分別監(jiān)測到的人工裂縫形態(tài)如圖1所示。

表1 重復(fù)壓裂轉(zhuǎn)向效果統(tǒng)計表

仔細(xì)觀測裂縫走向迭加圖可以看出，第2次壓裂，該井人工裂縫近東西向，東西裂縫長度約150m，然后轉(zhuǎn)向第1次壓裂裂縫的方向，出現(xiàn)明顯的典型裂縫轉(zhuǎn)向過程。把2次觀測的微地震點(diǎn)迭合在一起，第2次檢測結(jié)果相對第1次觀測結(jié)果，不僅初裂縫不重合，延伸后的裂縫也有差別，后者有明顯的裂縫轉(zhuǎn)折過程，轉(zhuǎn)折后的裂縫與第1次壓裂形成的裂縫走向大體一致。2者的裂縫高度差近2m，這表明該層的二次壓裂出現(xiàn)了典型的人工裂縫轉(zhuǎn)向過程。

圖1 源21-103井壓裂裂縫走向迭加圖

2.2 措施后效果分析

1）壓裂前后對比 重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向效果對比如表2所示。由表2可知，壓前平均單井日產(chǎn)液1.2t，日產(chǎn)油1.0t，采油強(qiáng)度0.33t／（m·d）。壓后初期平均單井日產(chǎn)液4.4t，日產(chǎn)油3.5t，采油強(qiáng)度1.17t／（m·d）。平均單井日增油2.5t，平均單井采油強(qiáng)度增加0.84t／ （m·d）。

表2 重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向效果對比表

2）與普壓井對比 2009年同期，對頭臺油田老井進(jìn)行普通壓裂，老井普通壓裂初期平均單井日產(chǎn)液3.8t，日產(chǎn)油3t，采油強(qiáng)度為0.94t／（m·d），重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向與普通壓裂效果對比如表3所示。重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向與普通壓裂相比，初期平均單井日增油0.5t，采油強(qiáng)度增加0.23t／（m·d）。

表3 重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向與普通壓裂效果對比表

[1]李凡磊，張志海，劉更新，等.轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)在江蘇油田的應(yīng)用 [J].油氣井測試，2006，3（1）：55-57.

[2]劉進(jìn)軍，古麗曼，解利軍，等.轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)在淮東油田的應(yīng)用 [J].新疆石油天然氣，2007，9（3）：56-58.