致密油儲層多次加砂縫網體積壓裂技術研究

趙玉東（大港油田石油工程研究院，天津300280）

致密油儲層多次加砂縫網體積壓裂技術研究

趙玉東（大港油田石油工程研究院，天津300280）

致密油儲層必須大大提高儲層的泄油面積、并提高原油流動能力，才能達到增產目的。儲層壓裂裂縫體積要求形成較復雜的、以主干為主的網狀裂縫。本文通過研究不同加砂方式、不同的壓裂規(guī)模，優(yōu)化網絡裂縫參數，提高支撐裂縫的導流能力，經過G108的現場應用表明該項技術可有效提高致密油儲層的開發(fā)效果。

致密油;數值模擬;排量;裂縫形態(tài)

1 致密油儲層對儲層改造的需求

油氣對體積改造要求：形成密集網狀裂縫，縫面極大。主、干裂縫要求：一定密度的主裂縫及1、2級支干裂縫（毫米級），需要加砂保證裂縫的導流能力。分支裂縫要求：與支干裂縫相連的密集裂縫網絡，尺寸為微米級（1-1000μm），不可能，也沒必要加砂填充裂縫。

根據達西定律，在不考慮啟動壓力的條件下，天然氣的滲流速度是油的約900～3300倍。因此對于致密油而言，微米級裂縫網絡對改善泥頁巖儲層的滲流能力作用有限，同時對主、干支撐裂縫的導流能力要求遠遠高于頁巖氣。

致密油儲層必須大大提高儲層的泄油面積、并提高原油流動能力，才能達到增產目的。儲層壓裂縫體積要求：形成較復雜的、以主干為主的網狀裂縫（。主、干縫要求：一定密度的主裂縫及1、2級支干裂縫（毫米級），需要較高濃度的支撐劑保證裂縫的導流能力；分支縫要求：與支干裂縫相連的密集裂縫網絡，尺寸為微米級（1-1000μm），不刻意追求其數量。

2 致密油儲層特點

G108井位于王官屯油田,Ek2以泥質粉細砂巖為主，分選差，物性差，粗砂～礫成斑狀分布，具半深湖區(qū)重力流沉積的典型特征。儲集空間主要有粒間殘余孔、溶蝕擴大孔（致密砂巖）；鑄模孔、層間縫（泥頁巖）；晶間孔（碳酸鹽巖）與微裂縫，縫洞含油普遍。措施102、103、104#層，射孔厚度26.1m/3層，總體符合致密油儲集層的物性指標。本次壓裂目的層礦物組成為：石英9%～46%，平均48.4%；粘土礦物含量2%～21%，平均8.5%；鐵白云石0%～63%，平均10%；利用泥頁巖儲層可壓裂性軟件計算的礦物脆性指數為52.7。根據XAMC測井數據計算官108-8井的地應力參數，計算出地應力差異系數0.1～0.31之間。

3 高導流能力加砂方式研究

根據加砂方式的不同，可分為一次連續(xù)加砂及多級加砂方式。儲層原油粘度較高，壓裂時在獲得較大改造體積的同時，還需要考慮縫網帶導流能力對原油流動能力的影響。國內某區(qū)塊進行了不同液量、不同砂量、不同排量下的單次注入及多次注入縫網壓裂先導試驗；典型單級注入液量2660m3，排量10m3/min，分2-3級注入。從結果上看：液量直接影響改造體積，砂量直接影響改造體積內的裂縫導流能力，多次注入改造體積及縫網導流能力均有增加。

以G108地質參數建立壓裂地質模型，儲層段滲透率為2.3mD。一次加砂施工累計液量814m3，累計砂量56m3，施工排量9m3/min。在相同砂量、相同液量下模擬了兩級間歇停泵加砂，級間停泵60分鐘。

通過對比模擬相同砂量、相同液量下模擬結果得到如下認識：一次連續(xù)注入雖然較二次停泵加砂方式的改造體積大，但其導流能力較二次加砂低。二次加砂明顯改善了支撐劑在儲層中的鋪置狀況，鋪砂濃度增加，裂縫導流能力增加，整個高滲帶內的等效滲透率得到明顯增加。針對油儲層，要求在獲得一定改造體積的同時獲得與儲層巖性、物性相匹配的導流能力，因此推薦采用二次停泵加砂方式。

表1 間歇停泵與1次連續(xù)注入加砂模擬結果對比

4 工藝設計優(yōu)化及應用

4.1 壓裂規(guī)模優(yōu)化

通過軟件模擬分析，計算不同加砂強度下單井的裂縫增產倍數，從而優(yōu)選合適的加砂強度。看出隨著加砂強度的增大，裂縫半長也增加，但是增產倍數幅度越來越小，最優(yōu)裂縫長度為160m左右，對應加砂強度為2.7m3/m，能起到改造和認識儲層的目的。

4.2 加砂方式及排量

采用二次加砂工藝，通過前次壓裂形成裂縫對地應力的干擾，降低水平地應力差異系數，提高形成縫網的程度。在地面施工壓力允許條件下，盡可能大排量施工，設計排量為7.0～8.0m3/min。

4.3 現場應用

壓裂過程第一次泵注結束后，停泵60min，共泵入液體1181m3，兩次共加入陶粒93m3。壓前恢復液面，折日產液7.45L，壓后日出水23.46m3，出油9.42m3。

[1] 翁定為，雷群等.縫網壓裂技術及其現場應用[J].石油學報,2011，32（2）：280-284.

[2] 周祥，張士誠，鄒雨時等.致密油藏水平井體積壓裂裂縫擴展及產能模擬[J].西南石油大學學報,2015，30（4）：53-58.

趙玉東，男，碩士，2011年畢業(yè)于東北石油大學油氣田開發(fā)工程專業(yè)，現在大港油田石油工程研究院工作，工程師，主要從事儲層改造技術研究。