吉木薩爾凹陷致密儲(chǔ)層水平井壓裂井間干擾分析

封 猛，胡廣文，丁心魯，劉 慧，胡 智，盧德唐

（1．中國石油西部鉆探工程有限公司試油公司，新疆克拉瑪依834000；2．中國石油新疆油田分公司勘探事業(yè)部；3．中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代力學(xué)系）

吉木薩爾凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地東部隆起的西南部，主要以二疊系蘆草溝組為目的層系，平均厚度為200～350 m。根據(jù)油氣顯示情況，儲(chǔ)層劃分為上、下兩個(gè)甜點(diǎn)，上甜點(diǎn)儲(chǔ)層在覆壓條件下巖心實(shí)驗(yàn)平均孔隙度9.4%、平均滲透率0.063 7×10–3μm2；下甜點(diǎn)儲(chǔ)層在覆壓條件下巖心實(shí)驗(yàn)平均孔隙度 9.3%，平均滲透率 0.023 1×10–3μm2；整體上儲(chǔ)層物性極差，具有極低的滲透性[1]。借鑒國內(nèi)外叢式井開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，在移動(dòng)平臺(tái)上部署叢式水平井組，采取批量鉆井、批量壓裂作業(yè)方式降低開發(fā)成本[2]。由于井間距離短、改造規(guī)模大，壓裂井間存在干擾的問題，影響正常生產(chǎn)[3-9]。

壓裂井間干擾可為壓力波干擾和壓裂形成的縫間干擾，目前判斷井間干擾主要是根據(jù)井口壓力和產(chǎn)量的變化。由于井口壓力變化必然會(huì)引起產(chǎn)量的變化，所以利用井口壓力和產(chǎn)量變化無法判斷具體是哪種類型的干擾。本文提出利用壓后排采時(shí)的裂縫流特征分析壓裂干擾類型，對(duì)井距、改造規(guī)模、改造施工等設(shè)計(jì)方案具有一定的指導(dǎo)意義。

1 壓裂水平井裂縫線性流特征

吉木薩爾凹陷蘆草溝組地層壓力系數(shù)為 1.27，屬異常高壓壓力系統(tǒng)；水平井空井筒測壓困難，井底流壓數(shù)據(jù)較少；由于氣油比較低（18左右），利用井口油壓代替井底壓力可滿足分析要求。

J172H井周圍5 km范圍內(nèi)無壓裂井，該井壓裂后分別采用2，3，3.5，4 mm油嘴排液，壓力-累產(chǎn)量圖（圖1）顯示，到達(dá)①時(shí)，曲線為一條直線段，斜率m為一個(gè)定值，裂縫線性流穩(wěn)定；早期更換排采制度，引起了壓力和產(chǎn)量波動(dòng)，但未對(duì)m值影響，即未改變儲(chǔ)層的裂縫線性流狀態(tài)。

圖1 J172H井和J36井壓力-累產(chǎn)量關(guān)系

J36H井周圍5 km范圍內(nèi)無壓裂井，壓裂后先采用2 mm油嘴排液，出口見較多的壓裂砂。生產(chǎn)20天后，更換2.5 mm油嘴，壓力上升，產(chǎn)量增加。分析認(rèn)為水平段前端可能受到沉砂影響而堵塞球座，更換生產(chǎn)制度后，生產(chǎn)壓差增大，堵塞被解除。在生產(chǎn)曲線圖（圖2）上，曲線分為兩段直線，但兩條曲線斜率一致，被堵塞的層段解堵后，壓力和液體同時(shí)向井筒供給，儲(chǔ)層的裂縫線性流狀態(tài)不變。

圖2 J172H井生產(chǎn)曲線

2 判斷井間干擾類型的原理

根據(jù)壓力與累產(chǎn)量的關(guān)系圖，判斷出裂縫線性流狀態(tài)；根據(jù)流動(dòng)狀態(tài)是否改變，可以分析井間干擾的類型。

假設(shè)A井先壓裂，B井后壓裂。第一種情況，兩口井壓裂裂縫溝通：B井壓裂后高壓區(qū)的壓力和液體均與A井聯(lián)通，A井的壓力和產(chǎn)量均增大，由于裂縫溝通，壓力在A井泄壓較快，對(duì)A井的裂縫線性流產(chǎn)生短暫的影響后又能恢復(fù)到原來的流動(dòng)狀態(tài)。第二種情況，兩口井壓力波干擾：B井壓裂后高壓區(qū)的壓力會(huì)擴(kuò)散到A井，由于致密儲(chǔ)層孔滲性差，液體擴(kuò)散慢，所以A井只有壓力增大，而產(chǎn)量不變，所以裂縫線性流斜率m會(huì)改變；A、B兩井間的壓力場達(dá)到平衡需要較長時(shí)間，B井高壓區(qū)始終影響 A井的壓力，干擾影響后，使A井形成了一個(gè)新的裂縫線性流狀態(tài)。

3 現(xiàn)場實(shí)踐與效果評(píng)價(jià)

完鉆叢式水平井19口（JHW001～JHW019），井間距300 m（圖3），為降低風(fēng)險(xiǎn)，采取分步實(shí)施“工廠化”壓裂，首先實(shí)施上甜點(diǎn)體4口井（JHW001，JHW003，JHW005，JHW007）的壓裂。

圖3 平臺(tái)1#，2#，3#井眼軌跡

JHW001與JHW003壓裂后，關(guān)井?dāng)U散，于10月3日兩口井同時(shí)排液（表1）。JHW005壓裂后，關(guān)井?dāng)U散期間， JHW003壓力異常上升，3天后JHW001壓力也異常上升。JHW007壓裂時(shí)，降低了壓裂規(guī)模和排量，壓完后JHW005井未見壓力上升。

表1 JHW001，JHW003，JHW005，JHW007壓裂排液時(shí)間

由井下微地震裂縫監(jiān)測可以看出（圖 4），JHW005井與 JHW003井有部分微震事件疊加，兩井交叉重復(fù)壓裂范圍大，可能存在壓裂裂縫溝通；JHW005井與JHW001無微震事件疊加；JHW003與JHW001有極少量微震事件疊加；JHW007與JHW005有較少量微震事件疊加。

利用壓力-累產(chǎn)量變化特征進(jìn)行分析，JHW003井為兩段直線，但斜率不變，反映JHW005井壓裂時(shí)，壓力及壓裂液均波及到JHW003井，兩井干擾類型為壓裂裂縫溝通。JHW001井斜率發(fā)生改變，說明僅有壓力波及到 JHW001井。JHW005井為直線型，井口也未見壓力異常，JHW005井未受到JHW007井的壓裂干擾。壓力-累產(chǎn)量變化特征分析結(jié)果與井下微地震監(jiān)測結(jié)果吻合性較好（圖5）。

圖4 井下微地震監(jiān)測結(jié)果

圖5 JHW003—JHW001—JHW005井壓力-累產(chǎn)量特征

后期依次對(duì)JHW015井，JHW019井，JHW017井 “工廠化”壓裂。 JHW017壓裂期間， JHW015井井口壓力異常上升，JHW019井井口壓力未見異常。

JHW015井壓力-累產(chǎn)量特征曲線斜率改變，說明僅有壓力波及到JHW015井，JHW015與JHW017兩井壓裂裂縫未溝通（圖6）。

圖6 JHW015井壓力-累產(chǎn)量關(guān)系

地面微地震監(jiān)測顯示，JHW017井與JHW015井、JHW017井與JHW019井有較少部分微震事件疊加，相鄰兩井交叉重復(fù)壓裂范圍較小，裂縫溝通可能性小。地震監(jiān)測結(jié)果與壓力-累產(chǎn)量方法分析結(jié)果相吻合（圖7）。

圖7 JHW015—JHW017—JHW019地面微地震監(jiān)測結(jié)果

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）微地震監(jiān)測結(jié)果驗(yàn)證了壓裂井間干擾裂縫線性流特征分析方法的可靠性，解決了井間干擾類型是壓裂裂縫溝通干擾還是壓力波及干擾的分辨問題。

（2）準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)井間干擾類型，可為優(yōu)化井距、壓裂規(guī)模、施工排量等參數(shù)提供重要依據(jù)。

（3）本文利用到的數(shù)據(jù)均是每天的井口壓力和產(chǎn)量。為提高分析的精度，建議采用地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，自動(dòng)記錄每小時(shí)的井口壓力和產(chǎn)量。

[1] 章敬，李佳琦，史曉川，等．吉木薩爾凹陷致密油層壓裂工藝探索與實(shí)踐[J]．新疆石油地質(zhì)，2013，34（6）：710–712．

[2] 張茂林，謝飛龍，段江，等．吉木薩爾致密油平臺(tái)3工廠化鉆井實(shí)踐[J]．鉆采工藝，2015，38（1）：11–14．

[3] 張家由，滕小蘭，邱玲，等．加密井壓裂間干擾實(shí)例分析及技術(shù)對(duì)策[J]．石油地質(zhì)與工程，2011，25（1）：95–97．

[4] 徐曉峰．壓裂井干擾分析及建議[J]．內(nèi)蒙古石油化工，2012，22（19）：64–66．

[5] 吳奇，胥云，王曉泉，等．非常規(guī)油氣藏體積改造技術(shù)—內(nèi)涵、優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．石油勘探與開發(fā)，2012，39（3）：352–358．

[6] 樊建明，楊子清，李衛(wèi)兵，等．鄂爾多斯盆地長 L 致密油水平井體積壓裂開發(fā)效果評(píng)價(jià)及認(rèn)識(shí)[J]．中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版)，2015，39（4）：103–110．

[7] 馬兵，李憲文，劉順，等．致密油層體積壓裂人工裂縫與天然微裂縫相互作用研究[J]．西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版)，2015，30（2）：44–48．

[8] 何應(yīng)付，高慧梅．具有多條壓裂裂縫雙重介質(zhì)油藏壓力動(dòng)態(tài)分析[J]．石油天然氣學(xué)報(bào)，2019，31（3）：130–133．

[9] 查文舒，李道倫，盧德唐，等．井間干擾條件下PEBI網(wǎng)格劃分研究[J]．石油學(xué)報(bào)，2008，29（5）：742–745．