油藏整體壓裂改造措施的應(yīng)用

姜佳悅(遼河油田分公司鉆采工藝研究院, 遼寧 盤錦 124010)

油藏整體壓裂改造措施的應(yīng)用

姜佳悅(遼河油田分公司鉆采工藝研究院, 遼寧 盤錦 124010)

隨著低滲透和致密油藏的開發(fā)，壓裂改造成為增產(chǎn)增效的重要措施。油藏整體壓裂開發(fā)技術(shù)按照設(shè)計要求盡量壓開油藏高滲流方向，產(chǎn)生滲流通道。充分考慮儲層構(gòu)造、裂縫存在情況、斷層分布、油層連通情況，優(yōu)化壓裂后的裂縫分布，改善區(qū)塊整體開發(fā)效果，大幅度提高油藏的采收率。

遼河油田;低滲透;壓裂;整體壓裂;采收率;裂縫

1 整體壓裂開發(fā)技術(shù)綜述

隨著油田開發(fā)的不斷深入，面臨措施潛力井層條件變差，重復(fù)壓裂井逐年增多，措施效果逐年降低的諸多困難，急需攻克以下管理難題：一是壓裂油層條件明顯變差。油井壓裂措施挖潛對象已由主力油層向非主力油層、由厚油層向薄差層、由富集油層向剩余油層轉(zhuǎn)移。二是壓前含水不斷升高。三是重復(fù)壓裂井所占比例逐年升高。

油藏壓裂設(shè)計的目的，是打破滲流屏障，改善流體的流動性，增加油井產(chǎn)能，提高區(qū)塊采收率。設(shè)計過程中考慮現(xiàn)有井網(wǎng)分布、注水情況，對壓裂進行優(yōu)化組合，整體實施，達(dá)到動用難采儲量的目的。

(1)構(gòu)造應(yīng)力場與分層應(yīng)力 遼河油田開采的區(qū)塊多為復(fù)雜區(qū)塊，油水關(guān)系復(fù)雜，斷層較多，多種構(gòu)造并存，設(shè)計前充分摸清區(qū)塊地質(zhì)情況，深入開展構(gòu)造普查，進行地應(yīng)力巖心試驗以及現(xiàn)場水力壓裂測量分析，注水區(qū)塊的轉(zhuǎn)驅(qū)時機、儲層物性、注采參數(shù)等影響，新轉(zhuǎn)井組生產(chǎn)效果差異較大，因此必須分析研究儲層特征、操作參數(shù)等與開發(fā)效果的關(guān)系，收全資料，優(yōu)選合適數(shù)值模擬進行壓裂的配套描述。

通過固有模型改造為基礎(chǔ)，以計算機為手段，運用各種數(shù)學(xué)地質(zhì)統(tǒng)計方法，將石油地質(zhì)、測井、沉積巖石學(xué)、層序地層學(xué)、儲層地質(zhì)學(xué)及油層物理等多學(xué)科有機地結(jié)合，取長補短、互相驗證，最終得到了符合地下實際情況的地質(zhì)模型。

(2)壓裂施工工藝 綜合構(gòu)造特征、沉積特征、儲層特征、四性關(guān)系、測井資料二次解釋、密閉取心飽和度分析等研究成果，運用多種地質(zhì)統(tǒng)計方法，研究了本區(qū)油層的分布特征、控制因素、油水組合關(guān)系和油藏類型，為壓裂井選擇提供了地質(zhì)依據(jù)。通過裂縫要求、儲層壓力、漏失情況選擇壓裂改造方式。對隔層較好，縱向上開采矛盾突出的，優(yōu)選分層壓裂，通過封隔器卡層、投球，提升滲流效果。在薄層、多層系使用限流壓裂模型。在隔層薄，分層壓裂實施不了的情況下，采用轉(zhuǎn)向壓裂，控制壓裂后的縫高。低壓區(qū)塊的壓裂伴隨助排增產(chǎn)措施，低壓注水區(qū)塊，優(yōu)選井底富集區(qū)實施重復(fù)壓裂，改造裂縫方向。出砂區(qū)塊伴隨暫堵措施，優(yōu)選支撐介質(zhì)，分步加砂改造儲層。

(3)整體壓裂改造優(yōu)化設(shè)計 整體改造設(shè)計以 “壓裂開發(fā)井網(wǎng)”、壓裂油藏模擬、壓裂模擬為基礎(chǔ)，以經(jīng)濟優(yōu)化和最終采收率為目標(biāo)，優(yōu)化油水井壓裂方案及工作制度。按照“改善產(chǎn)液剖面、優(yōu)化改造半徑、避免同層壓裂和主壓開新裂縫”的原則，堅持壓裂工藝方式與儲層條件、改造目標(biāo)相匹配的工作標(biāo)準(zhǔn)。

2 整體壓裂開發(fā)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

①整體壓裂數(shù)值模擬技術(shù)現(xiàn)狀。根據(jù)油藏特點選擇合理的模型，重點將壓裂后的縫長、滲流能力、裂縫分布納入模型中。運用等值滲流阻力法和等連通系數(shù)法進行有效模擬。目前應(yīng)用的模型有低滲砂巖壓裂模型、雙滲油藏模型、單滲油藏模型、水平井壓裂模型。即使是同一區(qū)塊也應(yīng)用到多種模型的組合，以適應(yīng)區(qū)塊整體壓裂模型的需要。②整體壓裂數(shù)值模擬在方案設(shè)計中的重要性。壓裂改造對象的井層條件差異越來越大，不同區(qū)塊壓裂井對壓裂改造方式有著不同的設(shè)計要求，改造技術(shù)的合理性對壓裂效果起決定性的作用。

3 整體壓裂在裂縫性油藏和深層壓裂的應(yīng)用

①井底破裂壓力高。井底破裂壓力一般主要受地應(yīng)力及巖性的控制。一般說來絕大多數(shù)地層井底破裂壓力的絕對值隨地層深度的加深而增加。②壓裂管路沿程摩阻高。對于選定的壓裂液配方系列和管柱結(jié)構(gòu)，井段越深，沿程摩阻損失越大，摩阻的增加，直接減少了作用于地層的實際有效作用力。因此，對降低摩阻提出了更高的要求。 ③壓裂液性能要求高。有些區(qū)塊井深埋深大，壓力、溫度高，要選擇高溫、摩阻低、剪切性強的壓裂液。④壓裂支撐劑性能要求高。由于壓裂井段深，地層閉合壓力大，要求支撐劑具有高強度、高導(dǎo)流能力，一般都選用強度較高的成都陶粒作為支撐劑。 ⑤施工過程中易出現(xiàn)砂堵。壓裂過程中縫寬小、裂縫的高濾失都可能導(dǎo)致砂堵，引起砂堵原因有兩種：近井帶脫砂；裂縫端部脫砂。這兩種脫砂在施工曲線上有不同特征。近井筒摩阻大，主裂縫難以有效延伸。

4 整體壓裂改造技術(shù)的實施

通過運用經(jīng)濟評價和分析的方法，開展適合壓裂條件的各項技術(shù)界限分析，確定不同開發(fā)區(qū)塊在不同油價下，油井壓裂必須滿足的預(yù)增油量最低界限，并結(jié)合精細(xì)地質(zhì)研究成果，測定滿足預(yù)增油量界限的壓裂選井條件。

①大密度射孔，降低地層破裂壓力，在地層評估的基礎(chǔ)上對壓裂的施工規(guī)模，水力裂縫的幾何尺寸，水力裂縫在垂向和水平方向的延伸進行預(yù)測。從油藏整體出發(fā)，研究水力裂縫對油氣產(chǎn)量及掃油效率的影響，以及注水對生產(chǎn)動態(tài)的影響。 ②在合理的模型下進行壓裂的選擇，最大限度減少壓裂液對地層的傷害，使用優(yōu)質(zhì)、低聚合物、清潔壓裂液、變配方壓裂液體系。③油層壓裂后，增產(chǎn)的幅度取決于所壓開裂縫的大小及產(chǎn)液量，即穿透半徑和導(dǎo)流能力的大小。

5 結(jié)語

整體壓裂的實施是按照“實現(xiàn)開發(fā)與效益雙贏、突出個性化設(shè)計、實施措施過程控制、堅持壓裂效果硬考核”的原則，以提高油井壓裂質(zhì)量效益和工作效率為突破口，通過對油井壓裂項目不斷完善參數(shù)界限分析、工藝方案優(yōu)選、實施過程監(jiān)管和措施效果考評等四大體系，進一步規(guī)范有利于壓裂選井準(zhǔn)確、壓裂設(shè)計有效、壓裂過程可控和壓裂評價可行的工作制度和標(biāo)準(zhǔn)，增強油井壓裂工程管理的高效性，以取得更好的開發(fā)效益和經(jīng)濟效益。