水平井無工具分段酸壓方法在塔河油田的應(yīng)用

宋志峰，胡雅潔，2，吳庭新

（1.中國石化西北油田分公司石油工程技術(shù)研究院，烏魯木齊830011；2.中國地質(zhì)大學(xué)資源學(xué)院，武漢430074；3.中國石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司井下作業(yè)公司，新疆克拉瑪依834000）

水平井無工具分段酸壓方法在塔河油田的應(yīng)用

宋志峰1，胡雅潔1，2，吳庭新3

（1.中國石化西北油田分公司石油工程技術(shù)研究院，烏魯木齊830011；2.中國地質(zhì)大學(xué)資源學(xué)院，武漢430074；3.中國石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司井下作業(yè)公司，新疆克拉瑪依834000）

塔河油田低品位油藏地質(zhì)儲(chǔ)量大，但存在前置液酸壓改造單井產(chǎn)能低、水平井工具分段酸壓工藝成本高等問題，不能滿足此類油藏的經(jīng)濟(jì)開發(fā)。通過縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)集層無工具暫堵分段酸壓方法的應(yīng)用，即采用轉(zhuǎn)向酸和可降解纖維等材料在縫口形成阻擋層，迫使裂縫從下一段起裂溝通其他儲(chǔ)集體，從而改變前置液酸壓溝通單一縫洞模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)單井多個(gè)儲(chǔ)集層一次酸壓全部高效動(dòng)用?，F(xiàn)場實(shí)施結(jié)果表明，采用水平井無工具分段酸壓模式，可使單井平均單段酸壓費(fèi)用降低47.8%，單井產(chǎn)能提高至鄰井的1.8倍，從而大幅提高了開發(fā)效益。

塔河油田；低品位油藏；碳酸鹽巖油藏；水平井；無工具分段酸壓；高效開發(fā)

碳酸鹽巖油藏大多數(shù)井需通過酸壓改造投產(chǎn)，塔河油田碳酸鹽巖油藏76%以上的油井需通過酸壓投產(chǎn)[1]，新井年產(chǎn)量中酸壓的貢獻(xiàn)比占50%以上。隨著塔河油田開發(fā)目標(biāo)逐漸轉(zhuǎn)向低品位油藏，碳酸鹽巖儲(chǔ)集層酸壓改造面臨著單井產(chǎn)油能力下降、單井酸壓效益保持難等挑戰(zhàn)。酸壓作為油氣增產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)手段[2]，如何通過技術(shù)創(chuàng)新，為企業(yè)贏得新的發(fā)展空間，是目前亟需解決的難題。

水平井分段酸壓改造具有增加泄油面積、加大溝通縫洞機(jī)率的優(yōu)勢，是有效提升單井產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)低品位油藏開發(fā)的有效手段。目前國內(nèi)外水平井分段酸壓改造技術(shù)，機(jī)械工具分段主要有可鉆式橋塞、封隔器+滑套、不動(dòng)管柱逐層噴射等多種技術(shù)[3-4]，但因塔河油田水平井超深（≥5 400 m）、高溫（≥120℃），采用機(jī)械工具分段酸壓風(fēng)險(xiǎn)大、效益低。無工具分段酸壓主要采用有機(jī)凍膠[5-6]、化學(xué)顆粒[7-8]及纖維[9-10]等暫堵劑，但在超深碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的酸壓施工中應(yīng)用較少。

1　水平井多段酸壓改造模式的必要性

塔河油田低品位油藏主要位于阿克庫勒凸起的斜坡低隆區(qū)，地質(zhì)儲(chǔ)量巨大，但與阿克庫勒凸起高部位的主體油藏相比，儲(chǔ)集層發(fā)育程度差，單井產(chǎn)能低（表1）。

前置液酸壓在裸眼井段一般只能溝通單一縫洞[11]，單井產(chǎn)能及酸壓建產(chǎn)率低限制了低品位油藏油氣開發(fā)效益。

水平井多段酸壓可有效提升單井產(chǎn)能，但鑒于塔河油田儲(chǔ)集層具有超深、高溫等特點(diǎn)，前期水平井分段酸壓改造主要采用封隔器+滑套裸眼機(jī)械工具分段酸壓[4]，但此方法存在工具留井，滑套無法自由開關(guān)，后期生產(chǎn)高含水后不能進(jìn)行修井或分段措施管理等問題；另外，此方法完井下入工具較多，管柱組合復(fù)雜，存在施工風(fēng)險(xiǎn)高、完井周期長、工具施工成本費(fèi)用高等問題。統(tǒng)計(jì)表明，其平均噸油成本在8 727元以上，酸壓經(jīng)濟(jì)效益低（表2）。

在前置液酸壓單井產(chǎn)能低、水平井機(jī)械工具分段酸壓改造成本高、投資回報(bào)率低的形勢下，為提高塔河油田油氣開發(fā)效益，降低單井酸壓成本，實(shí)現(xiàn)低品位油藏高效開發(fā)的目標(biāo)，亟需轉(zhuǎn)變技術(shù)思路，研究探索新的經(jīng)濟(jì)可靠的水平井分段酸壓方法。

表1　塔河油田低品位油藏與主體油藏儲(chǔ)集層縫洞發(fā)育情況及開發(fā)情況對(duì)比

表2　塔河油田水平井機(jī)械工具分段酸壓效益分析

2　水平井無工具分段酸壓原理及施工方法

2.1無工具分段酸壓方法原理

針對(duì)水平井長裸眼井段（400 m以內(nèi)）一般存在多套儲(chǔ)集體，無工具分段酸壓施工通過井筒不下入機(jī)械分段工具，而是采用可降解纖維及顆粒等材料，在人工裂縫溝通一套縫洞后暫堵其縫口，迫使裂縫從下一段起裂，溝通其他有利儲(chǔ)集體，并依次溝通一段堵一段，施工完成后，縫口纖維材料完全溶解返排至地面，人工裂縫全部打開產(chǎn)油，實(shí)現(xiàn)一次酸壓溝通多套儲(chǔ)集體的目的。

2.2暫堵工藝思路

塔河油田碳酸鹽巖儲(chǔ)集層應(yīng)力破裂差值大（大于7 MPa），為加強(qiáng)暫堵效果，采用“轉(zhuǎn)向酸預(yù)暫堵+纖維及顆?；旌现鲿憾?線性纖維低滲封堵”暫堵工藝思路。首先，利用轉(zhuǎn)向酸[12]在人工裂縫縫口與巖石反應(yīng)形成高黏度凝膠填充縫口，降低纖維向縫內(nèi)濾失，形成預(yù)暫堵層；其次，通過線性纖維+顆粒纖維混合注入，在轉(zhuǎn)向酸形成的預(yù)暫堵層基礎(chǔ)上架橋，形成承壓較高的主暫堵層；最后，采用較高濃度的線性纖維注入，形成高密度低滲透的纖維層，進(jìn)一步加強(qiáng)主暫堵層的封堵效果。

2.3無工具分段酸壓方法優(yōu)化

綜合分析油藏、儲(chǔ)集層及工程實(shí)施等3方面條件因素，確定水平井分段需求和實(shí)施條件如下。

（1）初步分段根據(jù)油藏特點(diǎn)，確定水平井分段酸壓改造的需求，初步分段。大斷裂廣泛發(fā)育斷溶體，內(nèi)有多套縫-洞體發(fā)育且縫洞相連，油氣運(yùn)移通道暢通，油氣充注較高，具有多個(gè)改造目標(biāo)以及多分段增大泄流面積，提高產(chǎn)能的需求。

（2）優(yōu)化分段根據(jù)儲(chǔ)集層特征，確定井筒周圍多個(gè)有利儲(chǔ)集體空間展布特征，考察是否具有一次改造多段儲(chǔ)集層動(dòng)用的條件，進(jìn)一步優(yōu)化分段。沿井筒方位須分布多段或多甜點(diǎn)有利儲(chǔ)集體，水平井裸眼井筒方位與水平主應(yīng)力方向夾角呈大角度（大于45°），使酸壓形成橫切縫，有利于多縫的分段改造。

（3）確定酸壓分段數(shù)分析長裸眼井筒上地層破裂薄弱點(diǎn)與有利儲(chǔ)集層段的對(duì)應(yīng)關(guān)系，最終確定酸壓分段數(shù)。裂縫一般在近井筒地層破裂薄弱點(diǎn)起裂并形成裂縫，若在裂縫延伸方向上與有利儲(chǔ)集層段有較好的方位和距離耦合關(guān)系，可以大大提高裂縫溝通多個(gè)縫洞的機(jī)率。

3　單井實(shí)例效果分析

3.1現(xiàn)場實(shí)施

TP-1H井儲(chǔ)集層為典型斷溶體，裸眼井段長達(dá)355 m，存在多個(gè)破裂薄弱點(diǎn)，且與有利儲(chǔ)集層發(fā)育段對(duì)應(yīng)，利于多段溝通；井軌跡方向與最大水平主應(yīng)力斜交75°，井筒方位利于形成橫切縫分段改造。

現(xiàn)場實(shí)施酸壓規(guī)模1 735 m3，加入線性纖維材料1.2 t，暫堵纖維顆粒0.35 t，最大排量7.4 m3/min，酸壓實(shí)施暫堵2次，分3段酸壓施工（圖1），酸蝕溝通有利縫洞，效果明顯。2次暫堵泵壓上漲分別為6.6 MPa，7.0 MPa，滿足分段暫堵壓差的要求；且各段酸壓泵壓曲線注酸溝通壓降存在明顯差異，分段溝通不同儲(chǔ)集體。

3.2增油效益分析

TP-1H井實(shí)施無工具分段酸壓完井后高產(chǎn)，初期日產(chǎn)油達(dá)108.3 t，與同地質(zhì)單元內(nèi)具有相似油藏特征的鄰井TP-2XCH井和TP-3井對(duì)比，TP-2XCH側(cè)鉆水平井和TP-3直井均為前置液酸壓，初期日產(chǎn)油分別為61.0 t和65.0 t（表3）。TP-1H井無工具分段酸壓日產(chǎn)油是前置液酸壓井的1.8倍。

圖1　TP-1H井無工具分段酸壓施工曲線

表3　TP-1H井無工具分段酸壓與鄰井前置液酸壓效果對(duì)比

3.3施工成本分析

TP-1H井與TH-2H井均為分3段酸壓改造，相比TH-2H井機(jī)械工具分段酸壓，TP-1H井采用無工具分段酸壓方式，平均單段酸壓費(fèi)用降低47.8%（扣除材料及設(shè)備動(dòng)遷費(fèi)用）。在完井工具費(fèi)用方面，TP-1H井使用纖維暫堵材料比機(jī)械工具酸壓完井降低成本67%，完井周期縮短達(dá)22 d，完井效率提高50%（表4）。通過實(shí)施無工具分段酸壓技術(shù)，水平井分段酸壓施工成本降低50%，完井時(shí)間效率提高1倍。

表4　不同方式分段酸壓成本對(duì)比

4　結(jié)論

塔河油田共實(shí)施暫堵分段酸壓7井次，共計(jì)15段，累計(jì)增油41 525 t，噸油施工成本886.2元（含完井費(fèi)用），比機(jī)械工具分段酸壓降低89.9%，有效提高增油效果，降低酸壓成本。

塔河油田低品位油藏儲(chǔ)量達(dá)4.57×108t，開發(fā)潛力巨大。相比前置液酸壓和機(jī)械工具分段酸壓2種模式，水平井無工具多段酸壓無需分段工具，具有實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)低、完井周期短、壓后井筒通暢、便于后期措施治理等優(yōu)點(diǎn)，在低品位油藏開發(fā)中具有較好的技術(shù)優(yōu)勢及經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

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（編輯楊新玲）

Application of Tool?Free Staged Acid Fracturing Technology in Horizontal Wells,Tahe Oilfield

SONG Zhifeng1,HU Yajie1,2,WU Tingxin3
(1.Research Institute of Petroleum Engineering and Technology,Northwest Oilfield Company,Sinopec,Urumqi,Xinjiang 830011,China; 2.School of Resources,China University of Geosciences,Wuhan,Hubei 430074,China; 3.Downhole Operation Company,Xibu Drilling Engineering Co.Ltd,CNPC,Karamay,Xinjiang 834000,China)

Abundant OOIP is discovered in the low?quality reservoirs of Tahe oilfield.But this kind of reservoirs can’t be economically de?veloped because of low well productivity after preflush acid?fracturing and high cost of staged acid fracturing with tools in horizontal wells. Tool?free,temporary?plugging staged acid fracturing method is used in fracture?cave carbonate reservoirs,that is using steering acid and de?gradable fiber at fissure vents as barriers,which could force fracture initiation from the next section and then the reservoirs could be con?nected with each other.Thus the single fracture?cave pattern of preflush acid?fracturing is changed and several reservoirs in a single well can be produced effectively through one?time acid fracturing.Field application result shows that the average acid fracturing cost for a single section in one well can be reduced by 47.8%and well productivity can be increased to 1.8 times of that in neighboring wells.Consequently, the development benefit is significantly improved.

Taheoilfield;lowqualityreservoir;carbonatereservoir;horizontalwell;tool?freestagedacidfracturing;high?efficientdevelopment

TE357.1

A

1001-3873（2016）06-0738-03

10.7657/XJPG20160619

2016-03-23

2016-07-19

國家科技重大專項(xiàng)（2016ZX05053-014）

宋志峰（1983-），男，河南滑縣人，工程師，油氣田開發(fā)，（Tel）15099697896（E-mail）zhifengsong@126.com