油田老區(qū)裂縫性油藏體積壓裂技術(shù)研究

張浩 陳夢(mèng)思 梁疆嶺 劉子恒 張志全 紀(jì)國(guó)法

吳奇老師編著的《水平井體積壓裂改造技術(shù)》一書(shū)分析了當(dāng)前油井增產(chǎn)改造現(xiàn)狀及水平井改造技術(shù)發(fā)展，全面總結(jié)了水平井壓裂優(yōu)化方法、封隔器、噴砂、測(cè)試及修井等相關(guān)技術(shù)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)老油區(qū)試驗(yàn)井改造實(shí)例展示了不同技術(shù)理論的具體應(yīng)用。本書(shū)敘述詳實(shí)實(shí)用性較強(qiáng)，可為我國(guó)從事低滲透油氣田開(kāi)發(fā)增產(chǎn)增注技術(shù)研究的相關(guān)人員提供一定參考。

體積壓裂改造技術(shù)是基于常規(guī)水力壓裂方式及體積改造理論，結(jié)合裂縫延伸變化機(jī)理及裂縫區(qū)應(yīng)力場(chǎng)變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)原油層不同程度發(fā)育的天然裂縫與人工裂縫的互相交錯(cuò)，形成最終的水平井體積縫網(wǎng)，也就是原油在儲(chǔ)層空間內(nèi)流動(dòng)的“高速公路網(wǎng)”，進(jìn)而擴(kuò)大油層改造體積，達(dá)到增產(chǎn)增注目的。體積壓裂技術(shù)形成的地質(zhì)體積縫網(wǎng)主要受脆性指數(shù)、兩相應(yīng)力、施工排量及液體性質(zhì)等因素影響。巖石脆性密切影響體積壓裂的實(shí)施，內(nèi)脆性指數(shù)主要采用Rickman等建立的彈性模量及泊松比進(jìn)行估算，評(píng)價(jià)時(shí)需結(jié)合巖石力學(xué)基礎(chǔ)理論，對(duì)剖面及脆性指數(shù)進(jìn)行評(píng)估。體積縫網(wǎng)形成受實(shí)際工程因素影響，如工作液粘度、液體排注量及地層施工條件等。液體粘度決定壓裂液的濾失性，影響裂縫延伸生長(zhǎng)。液體表面張力與粘滯阻力及注排壓力密切相關(guān)，注液壓力取決于地面設(shè)備。

油田應(yīng)用體積壓裂技術(shù)不僅需儲(chǔ)層自身發(fā)育有天然裂縫，還需賦存巖石具一定脆性，儲(chǔ)層在外界作用力下發(fā)生剪切破壞，形成裂縫。地層壓力場(chǎng)決定裂縫的形成結(jié)構(gòu)，應(yīng)力場(chǎng)影響裂縫形態(tài)，產(chǎn)生的裂縫改變應(yīng)力。壓裂過(guò)程中地層應(yīng)力場(chǎng)受儲(chǔ)層滲透率及流體流動(dòng)特性影響，體積裂縫在滲流場(chǎng)及應(yīng)力耦合作用下延伸拓展。分支裂縫的形成一定程度上取決于壓力差的作用。壓裂產(chǎn)生的裂縫頂端處應(yīng)力集中，一定條件下形成主裂縫周邊部分誘導(dǎo)裂縫的出現(xiàn)，進(jìn)一步演化為體積縫網(wǎng)中的一部分。縫內(nèi)凈壓力及地層應(yīng)力場(chǎng)共同作用于釋放縫，決定是否形成體積縫網(wǎng)，通過(guò)人為控制液體排量及規(guī)模調(diào)控。支撐劑使裂縫內(nèi)滲透率相對(duì)維持較高，增強(qiáng)導(dǎo)流能力，有利于壓裂液體的有效進(jìn)入，有助于體積縫網(wǎng)的延伸。

老油區(qū)在長(zhǎng)時(shí)間的注增開(kāi)發(fā)中總體產(chǎn)量連續(xù)下降，其中單井產(chǎn)能迅速降低且地層壓力降至較低值。國(guó)內(nèi)對(duì)體積壓力技術(shù)的應(yīng)用多集中于新型油氣田開(kāi)發(fā)，近年來(lái)各大油田開(kāi)始注重老油區(qū)體積壓裂技術(shù)的應(yīng)用，如松遼盆地的八面臺(tái)老油區(qū)、長(zhǎng)慶A3區(qū)塊致密油田及大慶油田扶楊油層等。其中八面臺(tái)老油區(qū)通過(guò)兩口先導(dǎo)性老井的試驗(yàn)改造，表明體積壓裂技術(shù)可顯著增加壓裂改造體積，提高單井產(chǎn)液能力;長(zhǎng)慶A3油區(qū)結(jié)合老井暫堵混合水體積壓裂技術(shù)，試驗(yàn)實(shí)施100多口井，結(jié)果顯示單井平均日產(chǎn)量可提高2.1 t以上，取得較好效果。大慶扶楊油層共對(duì)12口井進(jìn)行體積壓裂改造，壓裂初期產(chǎn)量最高達(dá)同區(qū)塊直井23倍，是日常穩(wěn)產(chǎn)的7倍，說(shuō)明體積壓裂技術(shù)對(duì)大慶油田老區(qū)增產(chǎn)改造具顯著促進(jìn)作用。

上述內(nèi)容在《水平井體積壓裂改造技術(shù)》一書(shū)詳細(xì)敘述，未來(lái)我國(guó)在致密低滲油層水平井體積壓裂技術(shù)方面，應(yīng)基于實(shí)際水平兩相壓力差，分析地層分支縫產(chǎn)生的主要影響因素，探究裂縫產(chǎn)生機(jī)理及形成規(guī)律，確定最終體積縫網(wǎng)的主控因素，為老油區(qū)裂縫壓裂改造技術(shù)提供一定理論依據(jù)。我國(guó)老油區(qū)進(jìn)行裂縫性體積壓裂改造時(shí)，需根據(jù)油田實(shí)際情況確定壓裂方式及改造方案，還需結(jié)合一定施工保護(hù)，如油層保護(hù)、地層低傷害破膠技術(shù)及支持縫處理技術(shù)等;對(duì)油層物性較差或進(jìn)行初次裂縫改造的老油區(qū)，應(yīng)結(jié)合裂縫產(chǎn)生機(jī)理，提前利用應(yīng)力模型估算、物理測(cè)試及井下監(jiān)測(cè)等方式預(yù)估體積縫網(wǎng)的延伸方式及生長(zhǎng)規(guī)律。