機械分壓在大牛地氣田的應用實施

趙 楠，張永春，何 青

(中石化華北分公司工程技術研究院增產(chǎn)測試研究所，河南 鄭州 450006)

機械分壓在大牛地氣田的應用實施

趙 楠，張永春，何 青

(中石化華北分公司工程技術研究院增產(chǎn)測試研究所，河南 鄭州 450006)

分析了大牛地氣田的地質(zhì)特征、機械分壓的工藝原理和特點，對機械分壓在大牛地氣田的實施應用情況進行了研究?，F(xiàn)場應用表明，機械分壓在大牛地氣田取得較理想的增產(chǎn)效果，充分說明壓裂是提高產(chǎn)量的有效措施。

大牛地氣田;機械分壓；壓裂

1 大牛地氣田的地質(zhì)特征

大牛地氣田位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡東北部,區(qū)域構造為一平緩的西傾單斜[1-2]。大牛地氣田儲層屬于上古生界，為低孔、低滲儲集層且儲層總體厚度薄，主要位于下石盒子組、山西組及太原組，自下而上發(fā)育分別是下石盒子組的盒3段、盒2段和盒1段，山西組的山2段、山1段以及太原組的太2段和太1段。其中盒3段儲層物性相對最好，平均孔隙度10.27%、平均滲透率1.36×103μm2；其次為盒2段、太2段，盒1段、山2段、山1段儲層物性相對較差,埋深2100～3100m。氣層層系多，組合關系復雜，縱向上交錯疊合發(fā)育，平面上分片展布，儲層非均質(zhì)性較強，氣藏內(nèi)部差別較大。7套儲層均有天然裂縫發(fā)育，但裂縫發(fā)育程度總體較弱以垂直縫為主，占裂縫總數(shù)的96.17%，極少量斜交裂縫。儲層的喉道類型主要為粒間縫、溶蝕粒間縫、晶間縫等，氣層喉道細小，導致毛管壓力高，因此，壓裂改造時，水鎖對儲層產(chǎn)生嚴重的傷害[3-4]。

各套氣層均為低滲氣層，有效滲透率小于0.5×103μm2，氣藏溫度79～91.6℃，氣藏平均壓力系數(shù)0.92，基本屬同一壓力系統(tǒng)，氣層都需經(jīng)過壓裂改造方可達到工業(yè)產(chǎn)能。

2 機械分壓的工藝原理及特點

壓裂工藝技術是影響壓裂增產(chǎn)效果的一個重要因素。針對油層特點和井筒狀況，采取與之相適應的壓裂工藝技術，保證壓裂設計的順利執(zhí)行和取得較好的增產(chǎn)效果。具體要求是要認真分析油藏、結(jié)合油藏特點并根據(jù)井的具體情況、施工設備狀況等制定合理的壓裂施工工藝。

2.1機械分壓工藝原理

機械分壓的工藝原理是根據(jù)壓開層位吸液能力高的特點，在一個壓裂層段內(nèi)壓開第1層后，在低壓下投球?qū)⒁褖洪_層的層段堵住，提高泵壓壓開第2層，然后再堵第2層再壓第3層，這樣可在一個層段內(nèi)形成多條裂縫[5]。

2.2工藝特點

其工藝特點是不受完井工藝的限制，單層處理強度低，有利于重復壓裂?？捎糜诔Ｒ?guī)射孔井，也可用于重復壓裂，達到一井壓多段，一段壓多層，提高油氣井產(chǎn)能。也可用于油井和注水井調(diào)整出油剖面和吸水剖面，能有效地挖掘常規(guī)射孔完井中低滲透率薄油層的潛力，是高含水期常規(guī)射孔井低滲透薄油層挖潛的重要措施[6-7]。

機械分壓不僅適用于已投產(chǎn)的多油層的油層改造，而且還可以作為多而薄、夾層小、滲透性差、產(chǎn)能低的一種完井措施，并且可以在同一口井、同一層內(nèi)重復應用[8]。除此之外，還是用于固井質(zhì)量差，無法用封隔器封隔的層段，也適用于裸眼井的油層改造。

3 現(xiàn)場應用

以D66-150井為例具體說明施工應用情況,D66-150井位于陜西省榆林市榆陽區(qū)小壕兔鄉(xiāng)沙則汗村一組。構造位置是鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東北部，盒3目的層段測錄井解釋均為氣層-含氣層，盒1段目的層段解釋為氣層-含氣層-差氣層，山2和太2目的層段解釋為氣層-差氣層。地質(zhì)要求采用電纜射孔方式進行壓裂試氣作業(yè)，盒3段、盒1段、山2段、太2段氣層多層合采投產(chǎn)，盒3段、盒1段、山2段、太2段加大壓裂規(guī)模；其次施工作業(yè)時采取氣層保護措施。

現(xiàn)場施工方根據(jù)壓裂設計要求，對施工現(xiàn)場壓裂車輛設備認真檢查,運轉(zhuǎn)正常；各儀表,儀器校驗合格,性能良好；其他附件及高、低壓管匯試壓合格的情況下現(xiàn)場壓裂施工開始。 以太1段施工情況來具體說明：①09∶50開始試壓，試壓70MPa,管線無刺漏，試壓合格；②10∶00開始低替，低替10m3后提高排量坐封封隔器，封隔器坐封排量為1.2m3/min，此時油壓31.2MPa；③10∶16開始注入前置液，期間按要求加入一個砂量為2m3的段塞；11∶02開始加砂，加砂62m3；④12∶15開始頂替，頂替2m3后投球，等頂替液還差2m3到位時，排量降至1m3/min，等球到位，打落山2段+盒1段滑套，壓力為39.7MPa，太1段施工結(jié)束。

圖1 D66-150井壓裂施工曲線

同樣方法繼續(xù)施工，盒3段氣層于1∶12開始頂替，頂替7.8m3后停泵，停止施工。

壓裂施工曲線如圖1所示。

該井于9月23日試氣結(jié)束，試氣6d，期間油壓11～10.7MPa，套壓12.6～12.4MPa，中部流壓15.391MPa/2698m，地層中部流溫80.727℃/2698m，無阻流量91478m3/d，放噴求產(chǎn)期間累計產(chǎn)氣達302477m3。

試氣結(jié)果顯示該井經(jīng)壓裂后取得較好的效果，可見機械分壓在大牛地氣田取得較理想的增產(chǎn)效果。

4 結(jié) 論

1)由于大牛地氣田先天的低滲致密儲層物性條件限制以及在鉆井過程中的鉆井液污染等原因，氣井射孔后自然產(chǎn)能低，開采效益差，必須經(jīng)過壓裂才能投入正常生產(chǎn)。因此，壓裂技術在大牛地氣田增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)中作用發(fā)揮越來越大。

2)低滲致密氣藏壓裂增產(chǎn)技術在大牛地氣田施工成功率高，達到了提高氣井產(chǎn)量的目的。壓裂增產(chǎn)技術的發(fā)展和成熟為大牛地氣田的儲量升級和產(chǎn)能建設提供了有力的技術保障。

3)機械投球分壓的技術，就是應用封隔器和滑套分隔不同油氣層，通過逐級關閉實現(xiàn)分層壓裂，從而達到一趟作業(yè)管柱分開壓裂多個目的層的目的，可減少作業(yè)工序，縮短作業(yè)工期，降低多次作業(yè)對儲層的傷害，從而保障壓裂增產(chǎn)效果。該項技術的成功應用，為大牛地氣田多層氣井的增產(chǎn)改造提供了技術支撐。

[1]蔣延學.重復壓裂選井選層的模糊識別方法[J].石油鉆采工藝，1997，19(3):60-62.

[2]劉兆江.低滲致密氣藏壓裂增產(chǎn)技術[J].斷塊油氣藏，2008，15(5)：58-60.

[3]Pitoni E.Polymer-free fracturing fluid revives shut-in oil well[J].World Oil，1999，220(9)：77-82.

[4]萬仁博.采油技術手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，1998.

[5]羅英俊.壓裂酸化工藝技術[M].北京：石油工業(yè)出版社，1998.

[6]Mathew S.Viscoelastic surfactant fracturing fluid：applications in low permeability reservoirs[J].SPE 60322，2000.

[7]盧修峰，劉鳳琴.投球分壓的理論驗證與實例分析[J].石油鉆采工藝，1994，19(3):60-62.

[8]Alleman D，Qi Q.The Development and Successful Field Use of Viscoelastic Surfactant-based Diverting Agents for Acid Stimulation[J].SPE80222，2003.

[編輯] 易國華

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.06.029

TE357.12

A

1673-1409(2012)06-N088-02