低滲透油藏水平井壓裂理論及現(xiàn)場工藝探討

王曉峰 閆保安 官小虎

摘要：為了提高對(duì)低滲透油藏的開發(fā)程度，所進(jìn)行的現(xiàn)場壓裂通常是對(duì)水平井井筒壓開多條裂縫，水平井壓裂現(xiàn)場工藝有很多種方法，對(duì)其進(jìn)行總結(jié)歸納為分段壓裂和限流法壓裂。

關(guān)鍵詞：低滲透油藏水平井;水平井壓裂理論;壓裂現(xiàn)場工藝;

壓裂水平井段長度與壓裂水平井產(chǎn)量的關(guān)系處于相統(tǒng)一狀態(tài)，隨著壓裂水平井段的段長長度增長，壓裂水平井的產(chǎn)量增多。裂縫導(dǎo)流能力來自于裂縫長度的增加，對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量有一定阻礙作用。

一、低滲透油藏壓裂水平井模型

一般來說，在進(jìn)行低滲透油藏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析和計(jì)算時(shí)，有兩種方法可供使用，分別是五點(diǎn)法和七點(diǎn)法，通過這兩種方法建立基本數(shù)據(jù)理論模型，對(duì)模型進(jìn)行觀察和研究，分析低滲透油藏水平井的特點(diǎn)。通過低滲透油藏基本數(shù)據(jù)建立模型有利于加強(qiáng)對(duì)低滲透油藏水平井壓裂理論的研究程度，對(duì)油藏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究模擬建立低滲透油藏壓裂水平井注采井網(wǎng)模型。

二、產(chǎn)量遞減規(guī)律研究

1、裂縫長度對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量的影響

裂縫長度對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量有一定的影響，裂縫和壓裂水平井產(chǎn)量成正比，裂縫越長，壓裂水平井產(chǎn)量越高，同時(shí)，裂縫長度增長對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量增長幅度也有一定影響，隨著裂縫長度的增長，壓裂水平井產(chǎn)量增加幅度逐漸變小，產(chǎn)量增長和裂縫長度之間并不是簡單的直屬關(guān)系，與裂縫的導(dǎo)流能力有關(guān)，導(dǎo)流能力指隨著裂縫長度增加，裂縫內(nèi)部的阻力隨之增大，對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量有一定的阻礙。

2、裂縫導(dǎo)流能力對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量的影響

裂縫導(dǎo)流能力來自于裂縫長度的增加，對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量有一定阻礙作用。當(dāng)導(dǎo)流能力越大的時(shí)候，壓裂水平井產(chǎn)量下降幅度越大，下降速度越快，同時(shí)，裂縫導(dǎo)流能力的增長，使壓裂水平井產(chǎn)量增長幅度變小。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因在于油層的供給能力，裂縫導(dǎo)流能力降低，但油層供給能力增強(qiáng)，促使流體在裂縫處聚集，聚集后的流體對(duì)于整個(gè)壓裂水平井的阻力增強(qiáng)。這樣一來，裂縫導(dǎo)流能力與油層的供給能力相關(guān)聯(lián)，裂縫導(dǎo)流能力增加導(dǎo)致阻力增大。過度增加裂縫導(dǎo)流能力，使裂縫導(dǎo)流能力達(dá)到一定程度時(shí)，導(dǎo)致油層供給能力不能與導(dǎo)流能力相適應(yīng)，會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)流能力增加，而油層供給能力降低的抽空現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)量增長幅度變小。發(fā)生這樣的情況，需要調(diào)整裂縫導(dǎo)流能力，提高裂縫導(dǎo)流能力與油層供給能力的適應(yīng)度，將導(dǎo)流能力與油層供給能力優(yōu)化至同一程度。

三、水平井段長度對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量的影響

壓裂水平井段長度與壓裂水平井產(chǎn)量的關(guān)系處于相統(tǒng)一狀態(tài)，隨著壓裂水平井段的段長長度增長，壓裂水平井的產(chǎn)量增多。但是水平井段長長度的增長對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量的影響局限于開發(fā)前期，在開發(fā)后期段長的增長對(duì)產(chǎn)量沒有太大的影響。對(duì)于低滲透油藏壓裂水平井來說，大部分的產(chǎn)量集中于開發(fā)前期，這時(shí)產(chǎn)量降低的幅度和速度比較快，在后期降低速度會(huì)變慢，逐漸處于穩(wěn)定狀態(tài)，產(chǎn)量的增幅和降幅變化不大。由此可以看出，在開發(fā)前期階段，裂縫周圍的阻力比較小，所以導(dǎo)致壓裂水平井產(chǎn)量高。在開發(fā)過程中，隨著阻力的增大，導(dǎo)致油層泄露的程度變大，導(dǎo)致產(chǎn)量逐漸變小，導(dǎo)致前期出現(xiàn)降幅速度快的現(xiàn)象，而后期逐漸變慢。在對(duì)井網(wǎng)進(jìn)行開采的時(shí)候，地下的土層具有一定的能量，能量能夠通過對(duì)壓裂水平井進(jìn)行能量補(bǔ)充從而降低產(chǎn)量的降幅速度，控制產(chǎn)量降幅的周期，從而使提高壓裂水平井產(chǎn)量。三、水平井壓裂現(xiàn)場工藝研究

不同地面的地應(yīng)力不同，水平井的地理位置不同，在進(jìn)行水平井壓裂現(xiàn)場工作的時(shí)候，所形成的裂縫的形狀和深度不同，一般來說，壓裂水平井裂縫有兩種，分別是橫向裂縫和豎向裂縫?？v向裂縫主要是沿著水平井的垂直深度進(jìn)行延伸，垂直的方向與主要地應(yīng)力方向相統(tǒng)一，橫向裂縫主要是垂直于井筒，在此之上進(jìn)行延伸，并且沿著垂直深度可以壓開多條橫向裂縫，可以同時(shí)或者前后壓開。在實(shí)際中進(jìn)行水平井壓裂時(shí)，所采用的裂縫并不屬于常規(guī)的縱向裂縫和橫向裂縫，所使用的是轉(zhuǎn)向裂縫和扭曲裂縫，轉(zhuǎn)向裂縫主要是通過水力裂縫和水平井之間形成的夾角進(jìn)行轉(zhuǎn)向，這種裂縫承受地應(yīng)力的能力大于主要裂縫產(chǎn)生的應(yīng)力，這樣一來，使施工的泵壓增大，泵壓增大導(dǎo)致水平井提前出砂，影響水平井壓裂的效果，對(duì)水平井的產(chǎn)量也有一定影響。為了提高對(duì)低滲透油藏的開發(fā)程度，所進(jìn)行的現(xiàn)場壓裂通常是對(duì)水平井井筒壓開多條裂縫，多條裂縫相較于一條裂縫來說，所面臨的問題多，需要保證裂縫之間互不干擾，每條裂縫處于獨(dú)立狀態(tài)。水平井壓裂現(xiàn)場工藝有很多種方法，對(duì)其進(jìn)行總結(jié)歸納為分段壓裂和限流法壓裂。

四、限流法壓裂工藝

限流法壓裂工藝主要涉及的內(nèi)容是射孔炮眼，射孔炮眼的數(shù)量和直徑對(duì)于水平井壓裂的效果有一定影響，加強(qiáng)對(duì)射孔炮眼的數(shù)量和直徑的控制，提高射孔炮眼數(shù)量的排量，對(duì)第一個(gè)被壓開的炮眼進(jìn)行流量限制，提高水平井帶來的壓力，從而使壓裂流量分流，增強(qiáng)對(duì)水平井的壓力，從而使裂縫全部壓開。限流法工藝主要是通過提高水平井井底的壓力對(duì)流量進(jìn)行限制，在實(shí)際作業(yè)中，這種工藝對(duì)于施工來說比較簡單，方便實(shí)施，且施工時(shí)間比較短，可以一次性將裂縫全部壓開，對(duì)于油層的損害程度小。但是射孔孔眼對(duì)壓裂的影響程度大，且孔眼具有回壓能力，只適用于多條裂縫，難以控制單條裂縫，對(duì)于施工能力有一定的要求，較長的水平井井段的裂縫數(shù)量比較多，單條裂縫孔數(shù)比較少，在進(jìn)行改造的時(shí)候難度大。

五、分段壓裂工藝

分段壓裂工藝主要應(yīng)用于無法進(jìn)行一次性限流改造的施工目的層，這種目的層一般是因?yàn)樗骄乃蕉伍L比較長，需要進(jìn)行改造的油層數(shù)量比較多，所以不能進(jìn)行一次性全部改造。分段壓裂主要是通過對(duì)封隔器在水平井中進(jìn)行一段一個(gè)壓裂，形成多個(gè)裂縫段。這種工藝的主要技術(shù)在于對(duì)壓裂工具的運(yùn)用，所使用的壓裂工具要合理，適用于壓裂施工，對(duì)工藝方法準(zhǔn)確把握，對(duì)于其他設(shè)備要緊密配合，從而優(yōu)化施工改造。

結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量的影響要素的分析，可以了解到裂縫長度、裂縫導(dǎo)流能力和水平井段長對(duì)產(chǎn)量都有一定的影響，對(duì)影響的原因做系統(tǒng)化總結(jié)，提出了兩種現(xiàn)場壓裂工藝，分別是分段壓裂工藝和限流法壓裂工藝，這兩種工藝適用于現(xiàn)場壓裂作業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐嚴(yán)波.齊桃.楊風(fēng)波.壓裂后水平井產(chǎn)能預(yù)測新模型[J].石油學(xué)報(bào).2017.27（1）