直井縫網(wǎng)壓裂技術(shù)在低滲透油田儲(chǔ)層改造中的應(yīng)用

賈海濤

摘要：隨著油田的開發(fā)，油田已經(jīng)進(jìn)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(shí)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(xì)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。

關(guān)鍵詞：低滲透油田;有效驅(qū)替;直井縫網(wǎng)壓裂

油田進(jìn)入中高含水期，措施挖潛難度不斷加大，且新投產(chǎn)井地質(zhì)條件越來越差，選井選層越來越困難，增油效果也逐漸變差。為提高增油效果，必須精細(xì)措施挖潛，拓展選井選層空間，優(yōu)化壓裂工藝。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(chǔ)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。本文分析總結(jié)了直井縫網(wǎng)壓裂實(shí)施效果和認(rèn)識(shí)，搞清了不同儲(chǔ)層、不同縫網(wǎng)規(guī)模以及不同注水政策對(duì)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。

儲(chǔ)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(jìn)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(jì)有效動(dòng)用這些區(qū)塊成為亟待解決的問題。區(qū)塊進(jìn)行了重復(fù)壓裂試驗(yàn)，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。近年來在特低滲透致密儲(chǔ)層開展了直井縫網(wǎng)壓裂試驗(yàn)，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(jìn)一步結(jié)合，有望成為提高儲(chǔ)層動(dòng)用程度、提高單井產(chǎn)量、控制遞減的有效方式。為此開展直井縫網(wǎng)壓裂試驗(yàn)。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(kuò)大裂縫波及體積，提高儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)有效驅(qū)替。在試驗(yàn)取得較好效果的基礎(chǔ)上，開展直井縫網(wǎng)壓裂擴(kuò)大試驗(yàn)。

1.縫網(wǎng)壓裂的機(jī)理

在水力壓裂過程中，當(dāng)裂縫延伸凈壓力大于兩個(gè)水平主應(yīng)力的差值與巖石的抗張強(qiáng)度之和時(shí)，容易產(chǎn)生分叉縫，多個(gè)分叉縫就會(huì)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(shí)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)。

常規(guī)壓裂形成的裂縫單一，滲流面積小，只擴(kuò)大了井控面積;縫網(wǎng)壓裂可以形成多條裂縫，擴(kuò)大泄油面積，降低儲(chǔ)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(fèi)用高，僅在C油層試驗(yàn)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(diǎn)，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)模縫網(wǎng)壓裂，改善開發(fā)效果。

2.區(qū)塊開發(fā)狀況

某油田A區(qū)塊投產(chǎn)以來，雖然不斷加強(qiáng)注水調(diào)整，但受儲(chǔ)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(gè)方面：一是受儲(chǔ)層物性影響，區(qū)塊注水受效差，低效、無效注水比例高。A區(qū)塊共有水井136口，累計(jì)注采比3.55，無效注水比例高達(dá)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2004年投產(chǎn)，初期單井日產(chǎn)油2.0t，目前日產(chǎn)油僅0.4t，注水開發(fā)15年，受效井比例38.2%，地層壓力9.55MPa，長關(guān)和低效井為186口，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(gè)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(jì)

根據(jù)油田目前井網(wǎng)現(xiàn)狀及存在的矛盾，確定試驗(yàn)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(chǔ)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(duì)隔層小于3米層進(jìn)行合壓，最大程度提高各類儲(chǔ)層動(dòng)用程度。

綜合考慮試驗(yàn)區(qū)儲(chǔ)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(yàn)效果，優(yōu)選儲(chǔ)量豐度高，有一定儲(chǔ)量基礎(chǔ);二是試驗(yàn)井周圍水井滿足注水條件，便于后期注水能量補(bǔ)充，同時(shí)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(xiǎn);三是試驗(yàn)井盡量集中，滿足工廠化施工要求，降低試驗(yàn)成本。綜合以上因素，優(yōu)選臺(tái)A和茂A井區(qū)進(jìn)行直井縫網(wǎng)壓裂試驗(yàn)，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(shí)考慮井區(qū)斷層走向，最大主應(yīng)力取NE80°，計(jì)算100-300m半縫長條件下壓裂后驅(qū)替井距均在有效驅(qū)動(dòng)井距以內(nèi)。為擴(kuò)大壓裂后縫網(wǎng)控制面積，提高儲(chǔ)層動(dòng)用程度，設(shè)計(jì)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(yuǎn)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(jì)先導(dǎo)性實(shí)施4口井，壓后初期單井日增油4.8t，目前單井日增油1.3t，單井累積增油1786t。在先導(dǎo)性試驗(yàn)取得較好效果的基礎(chǔ)上，2015-2017年開展了擴(kuò)大試驗(yàn)，共實(shí)施老井直井縫網(wǎng)壓裂8口，壓后初期單井日增油4.1t，目前單井日增油3.5t，單井累積增油850t。

5.直井縫網(wǎng)壓裂試驗(yàn)認(rèn)識(shí)

從壓裂實(shí)施效果看，取得了以下三點(diǎn)認(rèn)識(shí)：一是與常規(guī)壓裂對(duì)比，注水開發(fā)井區(qū)縫網(wǎng)壓裂初期單井增油強(qiáng)度、累計(jì)增油量分別提高到3.8和8.7倍，投入產(chǎn)出比高。二是形成的縫網(wǎng)未達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模，縫網(wǎng)形態(tài)與儲(chǔ)層物性有關(guān)。從井下微地震監(jiān)測結(jié)果看，縫長達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模，縫寬小于設(shè)計(jì)規(guī)模。二是壓裂后增加新的產(chǎn)液層，主力層貢獻(xiàn)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(shí)間后，儲(chǔ)層較差層基本不產(chǎn)液。三是物性好、吸水好的儲(chǔ)層能夠持續(xù)產(chǎn)液，保持較高水平。

6.結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（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(jì)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)塊直井縫網(wǎng)壓裂初期單井增油強(qiáng)度、累計(jì)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(jì)小，下步有必要進(jìn)一步優(yōu)化壓裂施工參數(shù)，使壓裂縫網(wǎng)規(guī)模達(dá)到方案設(shè)計(jì)要求。

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