吐哈油田魯克沁深層稠油油藏層內分段壓裂改造技術

宋其偉 （中石油吐哈油田分公司溫米采油廠，新疆鄯善838202）

吐哈油田魯克沁深層稠油油藏層內分段壓裂改造技術

宋其偉 （中石油吐哈油田分公司溫米采油廠，新疆鄯善838202）

吐哈油田魯克沁稠油油藏埋深3300～3800m，儲層膠結程度弱，巖性疏松，砂體厚度較大，常規(guī)壓裂支撐劑充填、造縫困難，厚油層不能得到充分改造；另外，稠油粘度高（地層溫度下原油粘度200～300mPa·s），流動性差，且對溫度敏感性強，冷傷害造成的鉆井液和壓裂液等膠體濾餅的堵塞問題會大大降低油井的壓裂效果。歷年壓裂數(shù)據(jù)統(tǒng)計，壓后單井平均日增油4．2t，平均有效期小于60d，效果較差，嚴重影響了稠油油藏的高效開發(fā)。為此，開展了提高稠油油藏壓裂改造效果的研究，并形成了大孔徑射孔、壓前預處理、層內分段壓裂、大粒徑陶粒、降粘壓裂液體系等配套技術，在現(xiàn)場試驗3井次，施工成功率100%，有效率100%，平均單井日增油6．3t，取得了較好的壓裂效果，為稠油油藏的高效開發(fā)提供了技術思路。

稠油油藏；深層油藏；壓裂工藝；現(xiàn)場試驗；吐哈油田

1 儲層主要特征

吐哈油田魯克沁稠油油藏［1］埋深3300～3800m，儲層灰色、灰黑色細砂巖，部分地區(qū)底部為礫狀砂巖，從西向東該儲層有逐漸加厚的趨勢，儲層膠結程度弱，巖性疏松，以泥質膠結為主，泥質含量20%～30%；泥質膠結物中以高嶺石為主，相對含量38．7%；綠泥石含量32．2%，伊利石含量7．1%，伊／蒙混層含量22．1%；油層厚度30～60m，平均孔隙度15%～20%，平均滲透率（20～100）×10－3μm2，為中孔、中低滲儲層，油藏類型為塊狀邊底水油藏。壓力系數(shù)0．9～1．05，屬正常壓力系統(tǒng)；地溫梯度2．34～2．59℃／100m，屬異常低溫系統(tǒng)。

原油具有高密度、高粘度、高凝固點、高非烴含量和中等含蠟量的“四高一中”的特點，屬典型的芳香型稠油（表1），自東向西隨著埋深增加，粘度下降。

表1 稠油油藏原油性能表

2 前期壓裂效果

自1997年至2010年底，魯克沁稠油先后采用了高砂比壓裂技術、端部脫砂、二次加砂、尾追大粒徑、液氮拌注增能、降粘清潔壓裂液、熱壓裂液、壓后氣舉快速返排等壓裂技術，累計壓裂84井次，施工成功率86．9%，有效率66．7%，壓后單井平均日增油4．2t，平均有效期不足60d。

3 儲層改造技術難點

魯克沁稠油油藏壓裂改造存在的技術難點有以下幾個：①稠油粘度對溫度敏感性強，當溫度低于60℃后，原油粘度會大幅度上升，原油流動性能大幅降低，在常溫條件下，輕質組分與重質組分分離，孔隙及喉道中有明顯的膠質、瀝青質泥狀物，因此冷傷害造成的鉆井液和壓裂液等膠體濾餅的堵塞問題，會大大降低油井的壓裂效果，采用加熱壓裂液不僅會造成成本大幅度提高，也會給油田生產帶來麻煩；②儲層膠結程度弱，巖性疏松，支撐劑充填、造縫困難，常規(guī)水力壓裂工藝難以形成有效支撐的裂縫填砂面；③儲層厚度較大，無明顯隔層，采用常規(guī)壓裂技術，不能實現(xiàn)均勻造縫；④常規(guī)射孔方法孔眼多，對壓裂液分流嚴重，近井毛縫發(fā)育，影響近井造縫寬度；⑤壓裂易形成單一裂縫，縫內支撐劑沉降嚴重，有效支撐高度和縫內鋪砂厚度低，另外單一薄縫和近井多毛縫對稠油節(jié)流影響大，無效流動縫面比例大。因此，針對這些技術改造難點，進行了一系列的儲層改造技術對策研究。

4 儲層改造技術對策

1）大孔徑電纜射孔技術 采用大孔徑射孔技術，孔密10孔／m，孔徑16mm，可提高稠油孔眼過流面積，降低流動阻力，而對套管影響較??；采用電纜射孔，可以提高稠油井的作業(yè)時效。

2）厚層多段、多次體積壓裂技術 體積壓裂是指在水力壓裂過程中，使天然裂縫不斷擴張和脆性巖石產生剪切滑移，形成天然裂縫與人工裂縫相互交錯的裂縫網絡，從而增加改造體積，提高初始產量和最終采收率。①厚層分段“多段縫”壓裂技術：采用厚層分段射孔、封隔器單封或雙封技術，采用低排量壓裂施工，實現(xiàn)厚層分段改造技術，在縱向上形成多條縫。②厚層單段“多級縫”壓裂技術：平面上采用多次暫堵或停砂壓裂形成多條縫，提高稠油流動能力。

3）大粒徑支撐劑高壓充填壓裂技術 研究表明［2］，常規(guī)壓裂縫寬基本和該稠油地層內張開縫的張開度相當，同等驅替壓差下，100mPa·s的稠油基本不能在縫內流動，稠油流動縫的寬度是常規(guī)壓裂稀油流動縫的6～10．5倍，對于同等寬度縫內大粒徑顆粒支撐縫，流動能力大幅度增加；

4）壓前預處理技術 壓前擠入TOP－J活性酶解堵劑＋IPA環(huán)保酸等預處理液，可減少壓裂液對稠油的冷傷害，并可以解除壓裂液濾液、鉆井泥漿及其濾液造成的傷害。多種活性物質快速將油垢從堵塞處剝離、降解、稀釋，剝落和解除堵塞的垢質經降解、降粘、稀釋后釋放出稀釋油，同其他分散油（包括乳化的死油和中斷的死油）快速聚并，形成連續(xù)的稀釋油墻、油流帶而通過孔喉。同時消除水鎖傷害，降低原油表面張力，擴大油流通道。IPA環(huán)保酸是一種高效的活性酸，利用其螯合作用來螯合碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇和硫酸鍶等無機垢，與無機垢形成穩(wěn)定的螯合物，恢復提高近井地帶井眼滲流能力以及泵的效率，不對地層造成新的傷害，不影響集輸系統(tǒng)。

5）水基降粘壓裂液體系 吐哈油田稠油油藏雖然埋藏深，但地溫梯度低，地層溫度70～80℃，屬異常低溫系統(tǒng)，地層溫度下原油粘度200～300mPa·s，流動性差，因此壓裂液不僅要有好的粘溫性能，也要盡量減小對地層傷害，并對地層原油有降粘作用。為此，研究了中溫水基降粘壓裂液體系，該體系在地層溫度下，170s－1剪切50min，粘度大于100mPa·s，且與地層配伍性好，破膠快，在地層溫度下2h破膠液粘度小于3mPa·s，破膠液與地層原油接觸可降低原油粘度40%～70%，能夠滿足深層稠油油藏壓裂的要求。

5 現(xiàn)場應用

根據(jù)以上研究，采用大孔徑電纜射孔技術進行射孔或覆蓋射孔，及壓前預處理技術、厚層層內分段壓裂技術、大粒徑支撐劑壓裂技術，通過優(yōu)化施工工藝參數(shù)，優(yōu)選壓裂液體系，現(xiàn)場成功實施3井次，施工成功率100%，有效率100%，平均單井日增油6．3t，取得了較好的壓裂效果。

YD204－114井日產油1．67t，產水0．6m3，含水25%，壓裂層段為2926～2955．4／29．4m，砂體較厚，采用常規(guī)思路很難取得理想效果，因此采用以下壓裂技術對策：①采用大孔徑射孔彈對目前射孔段進行覆蓋射孔，降低孔眼摩阻，同時擠入混合油降粘處理；②壓前擠入TOP－J活性酶解堵劑及IPA環(huán)保酸等預處理液，降低壓裂液冷傷害；③該井壓裂層段砂體厚度較大，無隔層，為了達到充分改造效果，采用K344雙封機械封隔層內分段改造，并嚴格控制施工排量；④采用低前置液，低排量飽充填加砂技術思路，提高裂縫內導流能力，并采用混合陶粒，即20～40目陶粒＋16～30目大粒徑涂敷陶粒，提高縫口導流能力，達到防砂的目的；⑤儲層溫度75℃，采用中溫水基降粘壓裂液體系，對稠油壓裂的同時進行降粘，提高原油流動性能。

YD204－114于2011年5月24日成功實施壓裂施工，成功實施了層內分段改造，累計加砂52．4m3，16～30目大粒徑涂敷陶粒為36．6m3，壓后初期日產油11．5t，創(chuàng)歷年來稠油壓裂增產之最。

6 結論

1）大孔徑電纜射孔技術提高了稠油井的作業(yè)時效，提高了孔眼過流面積，提高了稠油井壓裂施工成功率。

2）壓前活性酶預處理技術，有效防止了壓裂液對地層造成的冷傷害，提高了壓裂效果。

3）形成了厚層層內分段改造、大粒徑支撐劑高壓充填、降粘壓裂液體系等稠油配套壓裂工藝技術，并取得較好的效果，為吐哈深層稠油壓裂改造技術提供了技術支持。

［1］趙健，徐君，崔英懷，等．吐哈盆地吐玉克超深層稠油油田開發(fā)方式研究［J］．新疆石油地質，2000，21（4）：323～325．

［2］過海．稠油滲流特征及改善開發(fā)效果研究［J］．江漢石油科技，2008，18（4）：18～22．

［編輯］ 蕭 雨

TE357

A

1000－9752（2012）05－0132－03

2011－06－28

宋其偉（1969－），男，1991年承德石油?？茖W校畢業(yè)，2005年中國石油大學（華東）畢業(yè)，工程師，長期從事采油工藝技術的研究與應用。