直井縫網(wǎng)壓裂改造技術(shù)在低滲透油田中的應(yīng)用

李鴻飛

摘要：對于低滲透油田為儲層物性差的致密油藏，目前井網(wǎng)條件下難以建立有效驅(qū)替體系，注不進采不出問題突出，油井受效差，單井產(chǎn)量低，制約著油田的有效開發(fā)，如何經(jīng)濟有效動用這些區(qū)塊成為亟待解決的問題。本文分析總結(jié)了油田直井縫網(wǎng)壓裂實施效果和認識，搞清了不同儲層、不同縫網(wǎng)規(guī)模以及不同注水政策對單井產(chǎn)量變化規(guī)模的影響，明確了直井縫網(wǎng)壓裂技術(shù)的推廣潛力，為特低滲透油田開發(fā)調(diào)整起到指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：低滲透油田;有效驅(qū)替;直井;縫網(wǎng)壓裂

隨著油田的深入開發(fā)，低效區(qū)塊逐漸增多，特別是特低滲透致密儲層開發(fā)效果逐漸變差，目前常規(guī)技術(shù)開發(fā)效果不明顯，如何建立有效驅(qū)替，提高單井產(chǎn)量，改善區(qū)塊開發(fā)效果是這些油田亟待解決的問題。區(qū)塊進行了重復(fù)壓裂試驗，僅依靠單一的壓裂主縫很難取得較好的壓裂效果，有效期短，效果不理想。近年來，特低滲透致密儲層開展了直井縫網(wǎng)壓裂試驗，提高了單井產(chǎn)能，取得了較好的效果，新的壓裂技術(shù)和開發(fā)調(diào)整技術(shù)的進一步結(jié)合，有望成為外圍油田提高儲層動用程度、提高單井產(chǎn)量、控制遞減的有效方式。

為此，優(yōu)選了儲量基數(shù)大、開發(fā)效果差的A區(qū)塊低滲透油層進行先導(dǎo)性直井縫網(wǎng)壓裂試驗。通過直井縫網(wǎng)壓裂技術(shù)大排量、大液量施工，壓開復(fù)雜的網(wǎng)狀裂縫，擴大裂縫波及體積，提高儲層滲流能力，將井與井之間的驅(qū)替轉(zhuǎn)變?yōu)榫c縫網(wǎng)之間的驅(qū)替，縮短注采距離，實現(xiàn)有效驅(qū)替。在試驗取得較好效果的基礎(chǔ)上，開展直井縫網(wǎng)壓裂擴大試驗。

1.縫網(wǎng)壓裂

隨著油田的開發(fā)，油田已經(jīng)進入中高含水期，而新投產(chǎn)井地質(zhì)條件也越來

越差，保持穩(wěn)產(chǎn)越來越難，壓裂成為實現(xiàn)油井增產(chǎn)增效的主要措施之一。但是隨著措施井?dāng)?shù)的逐年增多，可供壓裂的潛力井越來越少，而且井層條件變差，增油效果也在變差，因此必須精細措施挖潛，拓展選井選層空間，優(yōu)化壓裂工藝，提高增油效果。

1.1縫網(wǎng)壓裂的機理

在水力壓裂過程中，當(dāng)裂縫延伸凈壓力大于兩個水平主應(yīng)力的差值與巖石

的抗張強度之和時，容易產(chǎn)生分叉縫，多個分叉縫就會形成“縫網(wǎng)”系統(tǒng)。其中，以主裂縫為“縫網(wǎng)”系統(tǒng)的主干，分叉縫可能在距離主裂縫延伸一定長度后，又恢復(fù)到原來的裂縫方位，最終形成以主裂縫為主干的縱橫“網(wǎng)狀縫”系統(tǒng)，這種實現(xiàn)“網(wǎng)狀”裂縫系統(tǒng)效果的壓裂技術(shù)稱為“縫網(wǎng)壓裂”技術(shù)。

1.2縫網(wǎng)壓裂與常規(guī)壓裂對比

常規(guī)壓裂形成的裂縫單一，滲流面積小，只擴大了井控面積;縫網(wǎng)壓裂可以形成多條裂縫，擴大泄油面積，降低儲層滲流阻力，提高滲流能力，改善開發(fā)效果。由于縫網(wǎng)壓裂要求井厚度大、施工規(guī)模大、現(xiàn)場要求高、施工費用高，僅在C油層試驗中開展，無法在厚度薄的A油層中開展。因此借鑒常規(guī)壓裂和縫網(wǎng)壓裂優(yōu)點，在適合常規(guī)壓裂的井施工中提高排量，加大施工規(guī)模，開展小規(guī)?？p網(wǎng)壓裂，改善開發(fā)效果。

2.區(qū)塊開發(fā)狀況

油田A區(qū)塊投產(chǎn)以來，雖然不斷加強注水調(diào)整，但受儲層物性差影響，目前井網(wǎng)條件下難以建立有效驅(qū)替體系，主要表現(xiàn)在一下幾個方面：一是受儲層物性影響，區(qū)塊注水受效差，低效、無效注水比例高，無效注水比例高達40%。二是油井受效差，單井產(chǎn)量低，常規(guī)增產(chǎn)增注措施效果差。A區(qū)塊投產(chǎn)初期單井日產(chǎn)油2.0t，目前日產(chǎn)油僅0.4t，受效井比例38.2%，地層壓力9.55MPa，長關(guān)和低效井占油井總數(shù)的48.2%。為了改善開發(fā)效果，開展了重復(fù)壓裂，效果較差，有效期僅7個月左右，平均單井累積增油230t。

3.直井縫網(wǎng)壓裂方案設(shè)計

根據(jù)油田目前井網(wǎng)現(xiàn)狀及存在的矛盾，確定試驗區(qū)直井縫網(wǎng)壓裂的總原則是：以建立有效注采驅(qū)替系統(tǒng)為核心，利用現(xiàn)有井網(wǎng)，結(jié)合大規(guī)模壓裂技術(shù)，通過大排量、大液量壓裂施工，增加裂縫與儲層接觸面積，減少液體向裂縫中的滲流距離和阻力，提高單井產(chǎn)量，延長措施有效期;縱向上兼顧非主力油層，根據(jù)應(yīng)力及巖性遮擋條件優(yōu)化壓裂層段，對隔層小于3米層進行合壓，最大程度提高各類儲層動用程度。

綜合考慮試驗區(qū)儲層發(fā)育狀況、注水狀況及工廠化施工要求，確定井區(qū)優(yōu)選原則：

一是為保證試驗效果，優(yōu)選儲量豐度高，有一定儲量基礎(chǔ);

二是試驗井周圍水井滿足注水條件，便于后期注水能量補充，同時井區(qū)油井受效差且無見水井，降低大規(guī)模壓裂后見水的風(fēng)險;

三是試驗井盡量集中，滿足工廠化施工要求，降低試驗成本。綜合以上因素，優(yōu)選臺A和茂A井區(qū)進行直井縫網(wǎng)壓裂試驗，通過壓裂改造，提高單井產(chǎn)量。

A區(qū)塊根據(jù)油田最大主應(yīng)力方向以及人工裂縫監(jiān)測結(jié)果，同時考慮井區(qū)斷層走向，最大主應(yīng)力取NE80°，計算100-300m半縫長條件下壓裂后驅(qū)替井距均在有效驅(qū)動井距以內(nèi)。為擴大壓裂后縫網(wǎng)控制面積，提高儲層動用程度，設(shè)計壓裂半縫長300m，微縫延伸寬度為200m，壓裂后距離近端水井驅(qū)替井距為72m;距離遠端水井驅(qū)替井距為136m，使壓裂井與周圍所有注水井（2口注水井）均能建立有效驅(qū)替。

4.直井縫網(wǎng)壓裂效果

統(tǒng)計先導(dǎo)性實施2口井，壓后初期單井日增油4.2t，目前單井日增油1.1t，單井累積增油1086t。在先導(dǎo)性試驗取得較好效果的基礎(chǔ)上，開展了擴大試驗，共實施老井直井縫網(wǎng)壓裂5口，壓后初期單井日增油4.0t，目前單井日增油3.1t，單井累積增油810t。

5.直井縫網(wǎng)壓裂試驗認識

從壓裂實施效果看，取得了以下三點認識：

一是與常規(guī)壓裂對比，注水開發(fā)井區(qū)縫網(wǎng)壓裂初期單井增油強度、累計增油量分別提高到3.5和8.1倍，投入產(chǎn)出比高。

二是形成的縫網(wǎng)未達到設(shè)計規(guī)模，縫網(wǎng)形態(tài)與儲層物性有關(guān)。從井下微地震監(jiān)測結(jié)果看，縫長達到設(shè)計規(guī)模，縫寬小于設(shè)計規(guī)模。二是壓裂后增加新的產(chǎn)液層，主力層貢獻比例大?？p網(wǎng)壓裂前僅主力油層產(chǎn)液，壓裂后增加新的產(chǎn)液層，壓前主產(chǎn)層液量增加幅度較高;生產(chǎn)一段時間后，儲層較差層基本不產(chǎn)液。

三是物性好、吸水好的儲層能夠持續(xù)產(chǎn)液。從注水井連續(xù)三次產(chǎn)液剖面看，物性好、連通水井吸水好的層產(chǎn)液保持較高水平。

6.應(yīng)用前景

目前油田每年有上百口井進行壓裂增產(chǎn)改造，試驗區(qū)可實現(xiàn)油層經(jīng)濟有效開發(fā)，將為全面動用低滲透油層提供有力措施，能夠使探明未動用的上億噸儲量得到有效經(jīng)濟動用，為全面開發(fā)低滲透油層提供技術(shù)保障。

7.結(jié)論與認識

（1）地應(yīng)場的矩形井網(wǎng)、裂縫參數(shù)的一體化研究，為特低滲透油藏井網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)和手段。

（2）與常規(guī)壓裂比直井縫網(wǎng)壓裂增油效果明顯，A區(qū)塊低滲透油層直井縫網(wǎng)壓裂初期單井增油強度、累計增油量分別提高到3.8和8.7倍。

（3）直井縫網(wǎng)壓裂微地震監(jiān)測結(jié)果顯示，人工裂縫規(guī)模較方案設(shè)計小，下步有必要進一步優(yōu)化壓裂施工參數(shù)，使壓裂縫網(wǎng)規(guī)模達到方案設(shè)計要求。

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