多段多簇體積壓裂技術(shù)在水平井開發(fā)中的研究與應(yīng)用

陳曉波　白項(xiàng)松　梁輝

摘 要：水平井技術(shù)是油氣田開發(fā)、提高采收率的一項(xiàng)新型技術(shù)，在油田低滲難采儲(chǔ)量開發(fā)中有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，而常規(guī)的壓裂技術(shù)，由于形成的壓裂裂縫單一，導(dǎo)流能力差，很難獲得理想的開發(fā)效果，為充分挖潛水平井潛能，研究應(yīng)用多段多簇體積壓裂技術(shù)。本文從水平井地質(zhì)篩選、射孔技術(shù)優(yōu)化、體積壓裂技術(shù)和效果評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行多段多簇體積壓裂技術(shù)的研究與試驗(yàn)，實(shí)施5口井，單井日增油1.9噸，應(yīng)用效果顯著，為老油田水平井技術(shù)二次開發(fā)打開了一片新領(lǐng)域，對(duì)同類油田水平井挖潛提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：水平井;低滲透儲(chǔ)層;多段多簇射孔;體積壓裂;效果評(píng)價(jià)

前 言

吉林油田新木采油廠為低孔低滲斷塊油氣藏，轄區(qū)51個(gè)斷塊，目前已滾動(dòng)開發(fā)42個(gè)斷塊，特別從2006年以來，應(yīng)用水平井技術(shù)成功整體開發(fā)2個(gè)低滲難采斷塊，有5個(gè)斷塊地面受限區(qū)難采儲(chǔ)量實(shí)現(xiàn)很好動(dòng)用，截止目前，已投產(chǎn)水平井25口，平均井深1560米，井斜角平均43℃，水平段長(zhǎng)度396m，平均泵掛885m，初期單井日產(chǎn)液20.8t，日產(chǎn)油8.2t，為周邊同期直井的3.1倍，已累油7.21*10^4t，不僅實(shí)現(xiàn)油藏難采儲(chǔ)量有效動(dòng)用，且效果明顯，對(duì)于油田上產(chǎn)非常重要，水平井技術(shù)作為低滲特低滲油氣藏開發(fā)一項(xiàng)有效技術(shù)。

隨著水平井的生產(chǎn)，人工壓裂裂縫逐漸閉合，產(chǎn)量下降，目前25口水平井單井日產(chǎn)液8.4t，日產(chǎn)油1.2t，僅為周圍直井2.1倍，甚至有些水平井產(chǎn)量還低于周圍直井產(chǎn)量，這與其水平油層段長(zhǎng)，動(dòng)用程度低，剩余油富集極不匹配，因此，有必要開展水平井剩余油挖潛技術(shù)研究與應(yīng)用，充分挖掘水平井剩余潛能。

2018年以來，研究應(yīng)用多段多簇射孔分層體積壓裂技術(shù)，實(shí)施效果取得突破，探索一條提高老油田水平井剩余油挖潛技術(shù)的新途徑新方法。

1? 水平井挖潛技術(shù)研究思路對(duì)策

挖潛依據(jù)：水平井鉆遇率高，水平段長(zhǎng)，平均358米，存在未動(dòng)用層，動(dòng)用層基本以一次為主，存在較大挖潛發(fā)揮空間;同時(shí)，水平井投產(chǎn)后整體表現(xiàn)初產(chǎn)較好，遞減快，穩(wěn)產(chǎn)差，低產(chǎn)，挖潛治理余地大。

挖潛思路：深化認(rèn)識(shí)，針對(duì)實(shí)際，研究應(yīng)用新型壓裂技術(shù)，提高挖潛增效，提高水平井產(chǎn)能、開發(fā)水平，提高采收率。

2? 水平井射孔壓裂技術(shù)研究

針對(duì)水平井儲(chǔ)層特點(diǎn)及開發(fā)現(xiàn)狀，研究應(yīng)用水平井新型壓裂技術(shù)，形成多裂縫，增加泄油面積，提高壓裂的針對(duì)性和有效性，充分發(fā)揮各段潛能。

2.1 水平井定向射孔技術(shù)研究與探討

（1）射孔參數(shù)對(duì)產(chǎn)能影響

研究表明，對(duì)于均質(zhì)儲(chǔ)層，產(chǎn)能比90相位最好，其次為60、120、45、180、0 相位。螺旋、平面、交錯(cuò)布孔格式對(duì)產(chǎn)能影響區(qū)別不大。

（2）布孔格式與方位選擇

目前水平井布孔方位一般有3種（360、180、120℃）。采用全角360℃、夾角60℃布孔，垂直方向不射孔，能完善射開程度，提高射孔油井產(chǎn)能，和降低出砂影響等。

總之，結(jié)合油層與井身特點(diǎn)，研究確定水平井射孔參數(shù)：

射孔槍型：95或89

射孔彈型：95或102

射孔孔密：16孔/m

射孔相位：4相位或6相位

射孔方式：每段射開4-6簇，每簇射開0.6-1.0m、簇間距15-30m

2.2 水平井壓裂改造技術(shù)研究與探討

壓裂改造是低滲水平井挖潛關(guān)鍵技術(shù)。

2.2.1 水平井裂縫優(yōu)化設(shè)計(jì)

①人工裂縫條數(shù)的優(yōu)化分析

研究表明，隨著裂縫條數(shù)的增加，產(chǎn)量也相應(yīng)增加，3條和4條時(shí)增加最明顯。

②裂縫導(dǎo)流能力的優(yōu)化

研究表明，導(dǎo)流能力30um^2.cm為產(chǎn)量增長(zhǎng)快與慢的拐點(diǎn)。根據(jù)裂縫模擬結(jié)果計(jì)算，當(dāng)平均砂液比35-40%，裂縫鋪置濃度達(dá)到6.5kg/m^2，此時(shí)使用通遼石英砂可獲得最佳裂縫導(dǎo)流能力30um^2.cm。

③水力及天然裂縫方位分析，

根據(jù)差應(yīng)變分析（DSA）測(cè)試，確定最大主應(yīng)力相對(duì)標(biāo)志線的方位。

說明地層構(gòu)造水平最大地應(yīng)力方位為NE92度左右，人工裂縫方位近似東西方向，斷層附近有變化。

結(jié)論：考慮井身結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)層特征、井網(wǎng)關(guān)系、滲流距離，縫間干擾等因素，優(yōu)化如下：

水平段長(zhǎng)度：300-600m，橫向裂縫

最佳 裂縫：3—6條

裂縫 長(zhǎng)度：120—150 m

導(dǎo)流 能力：140—160 D.cm

縫段 間距：45～60m

水平段方向：與東西向縫斜交、平行

2.2.3多段多簇射孔體積壓裂技術(shù)

該技術(shù)是采用分段、多簇集中式限流射孔法壓裂，對(duì)泄油儲(chǔ)層實(shí)施立體改造，即壓開形成一條或多條主裂縫的同時(shí)基礎(chǔ)上，應(yīng)用新方式方法，提高凈壓力，加寬主縫、產(chǎn)生新縫、滋生多支次生裂縫（分叉縫）及無數(shù)微裂縫，隨著裂縫進(jìn)一步加粗、延長(zhǎng)、分叉、增多及轉(zhuǎn)向，最后與原縫（天然裂縫和人工裂縫）連接溝通，形成以主裂縫為主干，與無數(shù)次生裂縫等，交織成縱橫三維有效孔隙儲(chǔ)集體“裂縫網(wǎng)絡(luò)”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)泄油儲(chǔ)層長(zhǎng)、寬、高三維方向的“立體改造”，具有油氣滲流阻力最小，滲析距離最短，溝通儲(chǔ)層滲流通道充分，可極大地提高儲(chǔ)層整體滲透率及壓后導(dǎo)流能力，大幅度提高單井產(chǎn)能，達(dá)到深部體積改造挖潛的目的，實(shí)現(xiàn)“立體網(wǎng)狀”改造效果的壓裂技術(shù)。

分段、多簇射孔：每段射開3-5簇，每簇射開0.6-1.0m，簇間距 15-30m，孔密16孔/米，六相位，通過縫間干擾，促裂縫轉(zhuǎn)向，交織形成網(wǎng)狀裂縫，實(shí)現(xiàn)體積改造。

3? 水平井挖潛應(yīng)用實(shí)例及效果

新木油田從2018年以來應(yīng)用多段多簇體積壓裂技術(shù)補(bǔ)壓施工5口井，全部有效，統(tǒng)計(jì)3口井初期、穩(wěn)產(chǎn)、目前日增油是常規(guī)直井的1.8、1.9、2.7倍，累增油1047噸，且壓后產(chǎn)量遞減減緩（月回歸遞減4.3%），較直井4.7%，效果更明顯。

4? 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

4.1水平井多段多簇體積壓裂技術(shù)在新木油田老區(qū)水平井挖潛成功應(yīng)用，技術(shù)可行，效果優(yōu)于直井，是提高難采油藏單井產(chǎn)能的重大突破，為水平井推廣應(yīng)用打開了一片新領(lǐng)域，為同類油田提供可借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

4.2 高含水油藏水平井射孔井段及加砂規(guī)模要與油藏精細(xì)認(rèn)識(shí)、井網(wǎng)研究相匹配，多段多簇體積壓裂是提高效果的重要手段。

4.3 在直井挖潛效果逐漸變差的情況下，老區(qū)水平井挖潛是油田新的挖潛方向及手段。

4.4下步繼續(xù)優(yōu)化完善射孔技術(shù)和開展打撈工具的研究與攻關(guān)，完善配套多段多簇體積壓裂技術(shù)，擴(kuò)大施工規(guī)模，提高水平井產(chǎn)能。

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作者簡(jiǎn)介：

陳曉波（1973-），女，1995年畢業(yè)干吉林省石油學(xué)校石油地質(zhì)專業(yè)，現(xiàn)從事油田采油生產(chǎn)工作，采油高級(jí)技師。