大港油田小10-16區(qū)塊壓裂技術(shù)研究與應(yīng)用

趙廣天，付大其，宋友貴，王 嵐，楊衛(wèi)華，楊 濤

（1.中國石油大港油田公司采油工藝研究院，天津大港 300280；2.中國石油大港油田公司石油工程研究院）

大港油田小10-16區(qū)塊壓裂技術(shù)研究與應(yīng)用

趙廣天1，付大其2，宋友貴1，王 嵐1，楊衛(wèi)華1，楊 濤1

（1.中國石油大港油田公司采油工藝研究院，天津大港 300280；2.中國石油大港油田公司石油工程研究院）

小10-16區(qū)塊主要開采層位棗Ⅳ、棗Ⅴ屬于低孔低滲油藏，儲層物性較差，若直接投產(chǎn)則產(chǎn)量較低，與地質(zhì)配產(chǎn)有一定的差距，必須通過壓裂改造措施來實現(xiàn)高效經(jīng)濟(jì)開發(fā)的目的。但這些儲層存在井深、溫度高、壓裂井段長、儲層水敏性強等特點，給壓裂工藝提出了新的挑戰(zhàn)。為確保壓裂井的有效改造及實施效果，優(yōu)化了壓裂工藝、壓裂液體系，采取液氮助排、壓采聯(lián)作一次管柱等技術(shù)，實現(xiàn)了儲層多層改造一次性投產(chǎn)，共投產(chǎn)的22口井初期平均日產(chǎn)液24.9 m3，日產(chǎn)油20.4 t，取得了良好增產(chǎn)效果。

大港油田；低滲油藏；壓裂技術(shù)；小10-16區(qū)塊

1 區(qū)塊概況

1.1 油藏特征

大港油田小10-16斷塊位于河北省滄縣劉家廟鄉(xiāng)，南鄰官161和官162斷塊，北部為官39斷塊，處在孔東構(gòu)造和小集構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶上，疊合含油面積3.2 km2，合計地質(zhì)儲量820.80×104t。小10-16區(qū)塊儲層埋深3 400～3 700 m，物性為低孔、低滲，客觀上存在壓裂改造、改善油層物性、提高地層滲流能力的需要，見表1。

表1 小10-16區(qū)塊儲層物性統(tǒng)計

1.2 儲層溫度和壓力

小10-16斷塊儲層溫度為在130℃ ，溫度梯度為3.07～3.11℃／100 m，壓力系數(shù)1.07～1.16，屬正常溫壓系統(tǒng)。

1.3 儲層流體性質(zhì)

棗Ⅳ油組：原油密度0.883 6 g／cm3，原油黏度56.19 MPa·s，含蠟21.86%，膠質(zhì)瀝青25.77%，凝固點39.75°。

棗Ⅴ油組：原油密度0.879 2 g／cm3，原油黏度54.91 mPa·s，含蠟20.5%，膠質(zhì)瀝青25.68%，凝固點36℃。棗Ⅴ和棗Ⅳ原油物性相似，儲層流體性質(zhì)屬于中質(zhì)中黏高黏原油。

2 工藝優(yōu)化研究［1-6］

2.1 優(yōu)選壓裂工藝，實現(xiàn)目標(biāo)層段的有效改造

棗Ⅳ、Ⅴ油組的油層厚度100～150 m，油層跨度達(dá)200～400 m，造成下部油層與上部油層的破裂壓力相差較大，將達(dá)5～10 MPa；另一方面，由于各小層間物性差異較大，非均質(zhì)性較強，同一壓力系統(tǒng)下，難以實現(xiàn)所有油層的改造動用。因此根據(jù)壓裂井段長，油層跨度大，層多且薄，非均質(zhì)性較強的特點，采用分層壓裂工藝，保證所有目的層都能得到有效改造和動用。

2.2 壓裂液體系優(yōu)選

從儲層巖性特征分析來看（表2），沙泥巖交互明顯，棗Ⅳ油組尤為明顯，泥質(zhì)含量達(dá)7%～8%，黏土礦物以伊／蒙混層、高嶺石為主，其中，伊／蒙混層平均含量為74.6%，從本區(qū)塊儲層敏感性實驗結(jié)果看，儲層水敏性為中強特征。為此需要合理優(yōu)化改造工藝，強化油層配伍性措施和技術(shù)手段。

從壓裂液性能指標(biāo)對比來看（表3），無殘渣和超級胍膠壓裂液體系均好于普通胍膠壓裂液體系。但由于無殘渣壓裂液費用高且不適用于高溫地層，因此該區(qū)塊優(yōu)選超級胍膠壓裂液體系。

2.3 采用液氮助排、壓采聯(lián)作技術(shù)，實現(xiàn)快速投產(chǎn)

壓后及時排液，強制裂縫閉合。應(yīng)用微膠囊延遲破膠劑，施工時盡可能拌注液氮，增能助排，加強分流和降濾作用，自噴排液，施工后依據(jù)壓力控制油嘴，防止支撐劑回流，促使壓裂液快速、徹底破膠，及時返排。應(yīng)用壓采聯(lián)作技術(shù)，可以節(jié)省一次起下管柱施工，可提前投產(chǎn)1～2天。

表2 小10-16區(qū)塊儲層敏感性實驗結(jié)果

2.4 支撐劑選擇

為獲得高的裂縫導(dǎo)流能力，保證壓后長期、穩(wěn)定的增產(chǎn)效果，選用中-高強度陶粒砂做為壓裂支撐劑。考慮到油層井段跨度大，油層多且薄，形成的縫較窄，易造成加砂困難，因此借鑒前期施工成功經(jīng)驗，采用0.400～0.700 mm 和0.425～0.850 mm支撐劑粒徑組合，降低施工風(fēng)險，提高改造規(guī)模和改造程度，達(dá)到增大處理層泄油面積的目的（圖1）。

表3 壓裂液性能指標(biāo)對比

圖1 中密度支撐劑導(dǎo)流能力對比曲線

2.5 在既定井網(wǎng)的情況下優(yōu)化油層改造縫網(wǎng)

小10-16區(qū)塊是近年來油田內(nèi)發(fā)現(xiàn)儲量較大的低滲區(qū)塊，地質(zhì)開發(fā)部署要求同期注水和油層改造，提高單井產(chǎn)量。國內(nèi)外低滲油田“注水＋油層改造”開發(fā)經(jīng)驗證實：合理的注采井網(wǎng)和油層有效的改造動用是提高采油速度、采出程度的基礎(chǔ)。為此，如何優(yōu)化注采井網(wǎng)或如何在即定井網(wǎng)上優(yōu)化改造規(guī)模、是延長低含水采油期、提高采收率的關(guān)鍵；根據(jù)井段長度、層間差異，如何優(yōu)選改造工藝，是實現(xiàn)全部潛力油層有效動用的前提。

小10-16區(qū)塊通過裂縫方位測試結(jié)果顯示（表4），裂縫方向為北東走向。

通過整體壓裂軟件，合理優(yōu)化縫長、穿透比，結(jié)果表明（圖2，圖3），在裂縫有利位置上，優(yōu)化穿透比為0.40～0.45，不利位置上穿透比為0.25～0.30。

表4 小10-16區(qū)塊裂縫方位測試結(jié)果

圖2 壓裂裂縫方位不利

圖3 壓裂裂縫方位有利

3 實施效果

（1）應(yīng)用分層壓裂工藝，保證了儲層的有效改造和動用。從小9-38井井溫曲線的變化和產(chǎn)出剖面的解釋結(jié)果可知：主要形成三條裂縫：第一條以131層為主；第二條142層～152層；第三條154～160層。159層和160層雖然未產(chǎn)液，但從井溫曲線的變化可知已被壓開，改造率90%以上。因此，應(yīng)用分層壓裂工藝能夠適應(yīng)長井段多層改造的需要，達(dá)到了改造油層的目的。

（2）采取壓裂投產(chǎn)，實現(xiàn)了區(qū)塊的高效開發(fā)。實施的壓裂井初期平均產(chǎn)能達(dá)到20.4 t，增產(chǎn)2倍以上，保證了該區(qū)塊的整體開發(fā)效果，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、高效開發(fā)的目的（表5）。

表5 小10-16區(qū)塊壓裂投產(chǎn)情況

4 結(jié)論及建議

（1）對于大港油田小10-16的低孔低滲區(qū)塊，實施先期壓裂措施，可以保證區(qū)塊的高效開發(fā)。

（2）應(yīng)用分層壓裂改造工藝，可以實現(xiàn)對長井段多層改造一次投產(chǎn)的目的。

（3）采用超級胍膠壓裂液體系、液氮助排、壓采聯(lián)作等低傷害改造技術(shù)，提高了壓裂液的返排率，減輕了對儲層的傷害。

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As the main producing layers of small 10-16 block，Zao IV and Zao V，belong to low porosity and low permeability reservoir，with poor physical properties.If directly put into production，there must be a certain gap between geological proration.Therefore，fracturing stimulation should be carried out to achieve the purpose of efficient economic development.However，the reservoirs have the characteristics of deep depth，high temperature，long fracturing well section and strong water sensitivity，which brings new challenges for fracturing technology.In order to ensure effective fracturing stimulation，fracturing technology and fracturing fluid system should be optimized；the liquid nitrogen cleanup technology and pressure mining group as a string technology

91 Research and application of fracturing technology in small 10-16 block of Dagang oilfield

Zhao Guangtian et al（Production Engineering Research Institute of Dagang Oilfield Comopany，PetroChina，Dagang，Tianjin 300280）

TE357

A

1673-8217（2012）06-0091-03

2012-05-30

趙廣天，工程師，1985年生，2008年畢業(yè)于長江大學(xué)，現(xiàn)從事油田開發(fā)方面的研究工作。

李金華