廊固凹陷壓裂工藝和壓裂液體系適用性研究

侯光宗 朱亞昆 劉晶 張民義 馬莉

摘要：廊固凹陷地質(zhì)條件復(fù)雜，油藏類型多樣，構(gòu)造破碎，儲層滲透性差。壓裂是油層改造、提高產(chǎn)能的有效手段之一，但隨著老油田開發(fā)到中后期壓裂選井的難度越來越大。井下技術(shù)狀況日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)壓裂工藝不能滿足需求;同時，儲層敏感性強(qiáng)容易造成地層傷害，對于壓裂液提出了更高的要求。因此，對廊固凹陷開展壓裂工藝和壓裂體系適用性進(jìn)行評價研究至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)條件;壓裂工藝;壓裂液體系;裂縫監(jiān)測

廊固凹陷油氣藏類型豐富，砂巖油氣藏表現(xiàn)為地質(zhì)條件復(fù)雜、構(gòu)造破碎、儲層物性差的特征，碳酸鹽巖潛山油氣藏，表現(xiàn)為非均質(zhì)性強(qiáng)、儲層致密的特征。經(jīng)過壓裂改造后均能獲得較高的工業(yè)油流，但隨著老油田開發(fā)到中后期壓裂選井的難度越來越大，井下技術(shù)狀況日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)壓裂工藝不能滿足需求。通過對廊固凹陷近五年實施壓裂井的效果進(jìn)行跟蹤分析，結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識和剩余油潛力對壓裂工藝、壓裂液體系適應(yīng)性進(jìn)行綜合評價研究，為選井選層提供依據(jù)，為下步壓裂工作的開展明確方向，也為廊固凹陷增儲上產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1壓裂工藝不斷創(chuàng)新

經(jīng)過多年發(fā)展，壓裂工藝由簡單的大段籠統(tǒng)壓裂方式發(fā)展到如今的多級多段分層壓裂、大粒徑投球分層壓裂、重復(fù)壓裂、水力噴射壓裂、大規(guī)模體積壓裂、酸化壓裂、防砂壓裂等多種工藝技術(shù)。

1.1跨度大、層間差異大的籠統(tǒng)壓裂效果不明顯。

Q67井對井段1602.4-1770.4米，168米跨度內(nèi)的13個小層進(jìn)行籠統(tǒng)壓裂，用壓裂液230方，加砂25.2方，壓裂前日產(chǎn)油1.6噸，壓裂后日產(chǎn)油1.8噸，由于層內(nèi)非均質(zhì)性強(qiáng)，層間物性差異大，造成大跨度籠統(tǒng)壓裂效果不明顯。

1.2同一口井分層重復(fù)壓裂效果顯著。

AN4井籠統(tǒng)壓裂后自噴投產(chǎn)，初期日產(chǎn)油14噸，后期遞減至2噸。該井儲層表現(xiàn)為反韻律特征，物性較好的上部儲層為主產(chǎn)層，對應(yīng)注水井上部儲層也為主吸水層。

經(jīng)過地質(zhì)再認(rèn)識，該井下部儲層動用程度低，剩余油潛力較大，因此針對下部儲層開展分層重復(fù)壓裂，加大對下部儲層的壓裂改造規(guī)模，壓裂后日產(chǎn)油升至9噸，長期穩(wěn)產(chǎn)。

1.3縱向上避免壓竄水層適合采用水力噴射壓裂。

J102井壓裂層段上部套變縮徑，下封隔器進(jìn)行多級多段分層壓裂無法實現(xiàn)，并且壓裂層段離下部水層較近，隔層僅7米，常規(guī)壓裂容易造成水竄。為實現(xiàn)分層壓裂，同時控制縫高，水平方向造長縫，采用水力噴射壓裂方式進(jìn)行壓裂，該井壓裂后日增油4噸，不含水。

1.4致密油采用大規(guī)模體積壓裂方式。

C9-1井鉆遇多套頁巖、炭質(zhì)泥巖，為低孔特低滲致密儲層，滲透率0.1-0.3mD，有效孔隙度僅3.4-12.3%，表現(xiàn)為致密油藏特征，常規(guī)射孔無法獲得工業(yè)油流，通過大規(guī)模體積壓裂方式，形成復(fù)雜的網(wǎng)狀裂縫系統(tǒng)。該井壓裂施工施工時最大排量達(dá)到12.4m3/min，壓裂后自噴投產(chǎn)，日產(chǎn)液15.3方，日產(chǎn)油6.9噸，非常規(guī)儲層獲得新突破。

2壓裂液體系不斷改進(jìn)

壓裂液體系從早期田菁、魔芋發(fā)展到胍膠體系，再到目前研發(fā)了清潔、環(huán)保型壓裂液體系;支撐劑從早期的果殼、核桃殼到石英砂、陶粒，再到中、高、低密度陶粒;酸液從早期緩速酸、自生酸、復(fù)合酸、固體硝酸粉末、稠化酸、乳化酸等體系到現(xiàn)在的自轉(zhuǎn)向酸、高溫乳化酸等。

2.1同斷塊、同層位井壓裂，清潔壓裂液好于胍膠。

A69斷塊用常規(guī)水基壓裂液壓裂3井次，壓后增產(chǎn)效果不好;對A69斷塊改為應(yīng)用清潔壓裂液技術(shù)進(jìn)行整體壓裂優(yōu)化，11口井壓裂后口口自噴，增產(chǎn)效果顯著。A69-3井、A69-5井為A69斷塊2019年的兩口新鉆井，生產(chǎn)相同層位，斷塊儲層具有水敏性特征。兩口井分別使用胍膠和清潔壓裂液兩種壓裂液體系進(jìn)行壓裂，清潔壓裂液壓裂效果要明顯好于胍膠。

2.2碳酸鹽巖儲層適合大型酸化壓裂。

AT井區(qū)鉆遇奧陶系地層厚度850-1000米，其中峰峰組-亮甲山組是本區(qū)的主要含油層系。由于冶里組地層較薄（30-40米），峰峰組-亮甲山組地層厚度占奧陶系地層總厚度的95%。儲層巖性主要為泥晶灰?guī)r、泥粉晶云巖兩大類，其中泥晶灰?guī)r分布最廣，所占比例較大，為67%。儲集空間主要為基質(zhì)孔（晶間孔、晶間溶孔）、裂縫，構(gòu)造縫、構(gòu)造-溶蝕縫在云巖、灰?guī)r段皆有發(fā)育，是溝通潛山內(nèi)部儲層的有效通道。碳酸鹽巖儲層適合大型酸化壓裂，造長縫、形成復(fù)雜縫網(wǎng)，溝通遠(yuǎn)端儲層。AT8井施工總液量3000m3，其中酸液500m3，凍膠1000m3，滑溜水1500m3，施工排量在2-9m3/min之間，施工最高壓力85MPa。經(jīng)酸化壓裂改造后日產(chǎn)油30噸，日產(chǎn)氣10萬方，產(chǎn)量和壓力均長期保持穩(wěn)定。

3壓裂裂縫監(jiān)測技術(shù)

裂縫微地震監(jiān)測技術(shù)屬于油藏地球物理的范疇，是運(yùn)用無源地震的微地震三分量數(shù)據(jù)，進(jìn)行多波（縱波和橫波）振幅屬性分析，并采用相關(guān)體數(shù)據(jù)計算處理方法，得出監(jiān)測期內(nèi)各時間域三維空間體地下儲層巖石破裂和高壓流體活動釋放的能量分布情況。

裂縫微地震監(jiān)測技術(shù)能夠?qū)毫言斐傻目p高、縫長、縫寬，縫網(wǎng)體積進(jìn)行定性定量描述。AT8井裂縫微地震監(jiān)測到了54個微地震事件，縫網(wǎng)長為304米，縫網(wǎng)寬為149米，縫網(wǎng)高為75米，裂縫方位為北西36度。

4結(jié)論與建議

根據(jù)廊固凹陷的地質(zhì)條件和儲層特征，總結(jié)出配套的壓裂施工工藝和壓裂液體系。多段分層壓裂效果要好于大段籠統(tǒng)壓裂;致密油儲層適合大排量體積壓裂;碳酸鹽巖儲層適合大規(guī)模酸化壓裂，造長縫、形成復(fù)雜縫網(wǎng);敏感性強(qiáng)的儲層，適合清潔壓裂液體系;注采完善，有能量補(bǔ)充的壓裂井效果好，有效期長。

同時，為保證壓裂效果，施工過程中和壓裂后放噴時還應(yīng)當(dāng)做到壓裂井筒準(zhǔn)備避免使用壓裂橋塞，盡量對下部地層采用填砂保護(hù);提高安全接頭的可靠性，減少砂埋管柱后的處理管柱時間;水力噴射壓裂施工過程中廢液不能重復(fù)使用，減少砂埋管柱幾率;壓裂后下泵施工避免壓井，減少返排液、壓井液在井周及井筒內(nèi)反應(yīng)，污染地層，堵塞通道;壓裂后要適當(dāng)延長放噴前關(guān)井時間，控制油嘴放噴，避免砂卡。

參考文獻(xiàn)

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