新溝嘴組深層油藏壓裂優(yōu)化技術(shù)研究與應(yīng)用

付利琴

（中國(guó)石化江漢油田分公司石油工程技術(shù)研究院，湖北 潛江 433100）

1 壓裂裂縫形態(tài)研究

下面從三個(gè)條件論證裂縫形態(tài)：

1）巖石脆性指數(shù)研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出，虎渡河儲(chǔ)層脆性指數(shù)較高，具備可壓性，儲(chǔ)層易起裂。

2）水平應(yīng)力差異系數(shù)研究，聲發(fā)射凱塞爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)可以測(cè)量野外巖石曾經(jīng)承受過(guò)的最大壓應(yīng)力。該實(shí)驗(yàn)可測(cè)定單向應(yīng)力。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，水平應(yīng)力差異系數(shù)在小于0.3范圍內(nèi)，具有產(chǎn)生復(fù)雜裂縫條件。

3） 巖心天然裂縫發(fā)育研究，本區(qū)措施井距離斷層較近，通過(guò)W12井、H7井小型壓裂測(cè)試數(shù)據(jù)，從G函數(shù)曲線看，G函數(shù)隆起占比相當(dāng)大，儲(chǔ)層天然裂縫發(fā)育。

從三種能產(chǎn)生復(fù)雜縫基本條件來(lái)看，江陵凹陷深井儲(chǔ)層，具有產(chǎn)生復(fù)雜縫的基本條件。

2 壓裂改造難點(diǎn)分析

2.1 施工壓力高，加砂難度大

江陵凹陷新溝嘴組深層油藏屬構(gòu)造巖性油藏，地層埋深3300～4200m，施工壓力高，主要集中在85MPa以上，加砂窗口小，施工困難，有效縫長(zhǎng)短，裂縫有效控制難度大，改造效果差。

2.2 儲(chǔ)層孔隙吼道小，壓裂液傷害大

儲(chǔ)層以微/細(xì)喉道為主，即使孔隙發(fā)育良好，由于微/細(xì)喉道的控制，基質(zhì)滲透性及可動(dòng)性較差。孔隙吼道細(xì)小，壓裂液殘?jiān)葘?duì)儲(chǔ)層基質(zhì)產(chǎn)生傷害。

3 深層壓裂優(yōu)化技術(shù)研究

3.1 老井重復(fù)壓裂降壓優(yōu)化研究

從如下3個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化：

1）優(yōu)化配置大通徑管柱結(jié)構(gòu)以降低施工摩阻，采用31/2油管+51/2套管做壓裂管柱，能減少摩阻，降低施工壓力；

2）應(yīng)用壓前預(yù)處理技術(shù)以降低施工砂堵風(fēng)險(xiǎn),酸液與地層中鉆井液、濾液和地層中的可酸蝕成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到清除地層孔隙中污染和擴(kuò)大孔隙的作用，酸化作用破壞了井眼附近地層巖石結(jié)構(gòu)，綜合考慮酸液反應(yīng)時(shí)間和溶蝕率，研究采用土酸前置降低破裂壓力。

3）優(yōu)選小粒徑高強(qiáng)度支撐劑以降低加砂難度，通過(guò)激光粒度儀測(cè)試，30/60目、40/70目支撐劑平均粒徑分別為336.54μm、431.26μm，深井采用40/70目支撐劑更利于縫內(nèi)傳送，通過(guò)提高縫內(nèi)砂濃度可提高導(dǎo)流能力。

隨著深井閉合壓力增大，支撐劑破碎率逐漸增大，通過(guò)調(diào)研，支撐劑覆膜之后有利于降低其破碎率，覆膜陶粒破碎率＜低密度陶粒。同時(shí)，支撐劑覆膜之后，密度減小，在減阻水和膠液中的沉降速率降低,施工過(guò)程中利于輸送[1]。

3.2 高溫低傷害壓裂液體系研究

從壓裂工藝和儲(chǔ)層保護(hù)兩個(gè)方面入手，研究?jī)?yōu)化了壓裂液體系。

1）低黏液體研究。低黏度液體能在地層里有效擴(kuò)散開(kāi)啟天然裂縫并進(jìn)行有效支撐，形成網(wǎng)狀縫，擴(kuò)大泄流面積[2]。進(jìn)行了減阻水性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)以及與地層水、原油配伍性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，減阻水滿足施工要求。常規(guī)胍膠壓裂液0.4%的濃度在儲(chǔ)層高溫條件下剪切黏度為62 mPa·s，滿足攜帶粉陶能力。

2）高溫高效防膨壓裂液體研究。措施儲(chǔ)層黏土礦物含量較高，且平均孔吼小，伊利石膨脹易堵塞孔吼，常規(guī)壓裂液具有一定傷害，需加強(qiáng)儲(chǔ)層保護(hù)。

形成的高效防膨液從CST試驗(yàn)看出，黏土礦物膨脹對(duì)增產(chǎn)存在一定影響，CST值越小，液體對(duì)巖石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定作用更強(qiáng)，對(duì)提高措施效果有利。

3.3 直井復(fù)雜縫壓裂工藝

復(fù)雜縫壓裂需要解決兩個(gè)技術(shù)問(wèn)題：首先，前置液階段采用高黏液體造主縫，為加砂提供通道。利用低黏液體易進(jìn)入天然裂縫的特性，促使天然裂縫擴(kuò)展，同時(shí)以粉陶進(jìn)行充填。上述步驟重復(fù)實(shí)施多次，邊造縫邊充填，最大限度提高液體效率。液體效率提高后，造縫更加充分，加砂通道更為順暢，從而能夠保證施工成功率大幅上升，改造體積大幅提高。同時(shí)液體效率提升后，裂縫縫長(zhǎng)能大幅增長(zhǎng)，根據(jù)增產(chǎn)倍數(shù)理論，低滲透油藏通過(guò)提升縫長(zhǎng)能夠更好地實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)倍數(shù)的增長(zhǎng)[3-4]。

其次，攜砂液階段通過(guò)高黏液體攜帶組合粒徑支撐劑進(jìn)入次生裂縫及主裂縫，讓支撐劑有選擇性地進(jìn)入與其粒徑相匹配的多尺度裂縫系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)多級(jí)裂縫飽充填，擴(kuò)大泄油面積。

復(fù)雜縫壓裂工藝方法在儲(chǔ)層中形成了多尺度的裂縫系統(tǒng)，達(dá)到增加單井控油面積的目的[5]。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

本壓裂工藝技術(shù)成功應(yīng)用于H2井的重復(fù)壓裂施工。

該次壓裂，采取JRC射孔彈復(fù)射3384.6～3388m，前置10方緩速酸，提高施工成功率，并采取全套140MPa型井口及配套設(shè)備。主支撐劑設(shè)計(jì)采用耐壓等級(jí)86MPa，40/70目覆膜陶粒，利于輸送。設(shè)計(jì)加砂20m3，實(shí)際加砂20m3。該井壓裂成功后，日增油1.1t/d。。

5 結(jié)語(yǔ)

1）新溝嘴組油藏深層油井周圍均無(wú)注水井，依靠天然能力開(kāi)發(fā)，壓裂需要轉(zhuǎn)變壓裂理念，以單一向復(fù)雜裂縫轉(zhuǎn)變；2）深井地層應(yīng)力高，高延伸壓力是地層的固有屬性，老井降壓從管柱優(yōu)化配置、前置酸、支撐劑通過(guò)性及高導(dǎo)流性等多方面能有效完成深井施工；3）自主研發(fā)高溫高效防膨壓裂液體系，能滿足儲(chǔ)層保護(hù)需求。