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重復(fù)壓裂技術(shù)及其應(yīng)用效果
【論文關(guān)鍵詞】老井 重復(fù)壓裂技術(shù) 效果
【論文摘要】分析了薩中油田重復(fù)壓裂措施改造效果日益變差的現(xiàn)狀，結(jié)合精細(xì)地質(zhì)研究成果，在分析重復(fù)壓裂井失效原因的基礎(chǔ)上，通過合理選擇壓裂井層和壓裂時(shí)機(jī)，完善重復(fù)壓裂井施工工藝，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果顯著，為今后重復(fù)壓裂井改造提供技術(shù)支持。
薩中油田特高含水期，隨著措施改造程度的不斷提高，可選井層物性條件日益變差，重復(fù)壓裂井?dāng)?shù)越來越多（占年壓裂井?dāng)?shù)的24%）。目前，基礎(chǔ)井網(wǎng)壓裂井?dāng)?shù)比例達(dá)86.76%，壓裂厚度達(dá)74.5%；調(diào)整井網(wǎng)壓裂井?dāng)?shù)比例達(dá)84.5%，壓裂厚度達(dá)80.3%；高臺(tái)子油層壓裂改造井?dāng)?shù)比例達(dá)95.6%，壓裂厚度達(dá)84.5%。而壓裂措施效果也在逐年降低，單井初期日增油由6.4t降到5.1t；單井累計(jì)增油由以前的1046t降到600t以內(nèi)。因此，提高老井重復(fù)壓裂措施效果對(duì)油田的可持續(xù)發(fā)展變得尤為重要。
1.原縫壓裂失效機(jī)理
以往原縫重復(fù)層壓裂措施有效率為40%左右，有效井壓后初期平均單井日增油僅為平均壓裂井增油效果的1/3，平均有效期只有3個(gè)月。分析原因有五個(gè)方面。
（1）壓裂選井選層不合理。對(duì)井層認(rèn)識(shí)不準(zhǔn)，壓裂層段物性差、地層能量低或注采不完善導(dǎo)致壓后低效和高含水；
�。�2）二是壓裂時(shí)機(jī)選擇不當(dāng)。改造時(shí)間相對(duì)超前，上次增產(chǎn)改造未得到充分發(fā)揮，改造時(shí)間滯后，不能及時(shí)接替產(chǎn)量，造成增油量的損失；
�。�3）三是施工規(guī)模和砂量不夠。由于重復(fù)壓裂裂縫長(zhǎng)度、砂量不足，原裂縫未能得到有效擴(kuò)展，裂縫導(dǎo)流能力變化不大，原裂縫內(nèi)石英砂破碎產(chǎn)生的堵塞不能得到解除；
（4）支撐劑鑲嵌到裂縫壁面，減小了裂縫寬度，使導(dǎo)流能力下降，其影響達(dá)到20%以上；同時(shí)對(duì)裂縫壁面產(chǎn)生壓實(shí)作用，加大了地層流體進(jìn)入裂縫的滲流阻力；
（5）化學(xué)結(jié)垢和沉積引起堵塞。此外，膠質(zhì)、瀝青等重質(zhì)烴組分沉積也將堵塞裂縫及附近地層。
2.重復(fù)壓裂措施效果技術(shù)
2.1壓裂井選井選層技術(shù)
�。�1）油井必須具有足夠的剩余儲(chǔ)量和地層能量。一般油井靜壓應(yīng)在7MPa以上。
�。�2）有足夠的地層系數(shù)。地層系數(shù)過低，地層供油能力弱，必須加大施工規(guī)模，增加裂縫長(zhǎng)度；地層系數(shù)過大，必須有很高的裂縫導(dǎo)流能力，宜采用端部脫砂壓裂技術(shù)。一般要求ｋｈ>0.5×10-3μm2。
�。�3）優(yōu)先選擇前次壓裂由于施工原因造成施工失敗（如早期脫砂）井；前次改造規(guī)模不夠的壓裂井；前次改造對(duì)裂縫支撐不夠的井；改造后支撐劑破碎的井。
�。�4）選井要注意井況，應(yīng)選擇套管狀況及強(qiáng)度具備條件，最好距邊底水、氣頂有一定距離，有較好遮擋層的井層。
�。�5）用模糊識(shí)別原理進(jìn)行定量選井選層。模糊識(shí)別原理的應(yīng)用綜合權(quán)衡各種因素，得出理想壓裂井層的特征參數(shù)，計(jì)算出重復(fù)壓裂井層的歐氏貼近度。歐氏貼近度數(shù)值與重復(fù)壓裂有效期呈正比關(guān)系， 其中薩爾圖油層歐式貼近度應(yīng)高于0.58，高臺(tái)子應(yīng)高于0.5，葡萄花應(yīng)高于0.6。
2.2重復(fù)壓裂時(shí)機(jī)的確定
壓裂投產(chǎn)后油氣井的生產(chǎn)特征一般分為3個(gè)階段。
�。�1）線型流階段。此階段原油從支撐裂縫前緣流向井筒，為壓后高產(chǎn)階段，不過產(chǎn)量下降較快。
�。�2）擬徑向流階段。此階段原油一方面從支撐裂縫前緣流向井筒，另一方面也從裂縫兩側(cè)基巖流入井筒。此時(shí)產(chǎn)量已低于第一階段產(chǎn)量，但生產(chǎn)能力仍高于油層未經(jīng)過壓裂改造前的產(chǎn)量，此階段產(chǎn)量較穩(wěn)定。
（3）徑向流階段。此階段支撐裂縫已失去了高導(dǎo)流能力，生產(chǎn)能力已恢復(fù)到壓前水平。壓裂井經(jīng)過線型流、擬徑向流直至徑向流，增產(chǎn)期即告結(jié)束，此時(shí)，原油處于經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)下限，應(yīng)考慮重復(fù)壓裂。
�。�4）重復(fù)壓裂間隔時(shí)間確定
統(tǒng)計(jì)以往壓裂井措施效果，其增液有效期一般在16-20個(gè)月之間，擬徑向流階段在壓后4到20個(gè)月之間。根據(jù)壓裂裂縫失效時(shí)間一般在2年左右和達(dá)到徑向流階段時(shí)間20個(gè)月，確定復(fù)壓時(shí)間間隔為22個(gè)月以上。此外，用壓裂模擬軟件和油藏模擬軟件對(duì)重復(fù)壓裂后日增油量與復(fù)壓前地層壓力系數(shù)的關(guān)系進(jìn)行模擬發(fā)現(xiàn)，當(dāng)復(fù)壓井層壓力系數(shù)為0.7～1.3時(shí)，是獲得復(fù)壓效果的最佳區(qū)間。
2.3重復(fù)壓裂施工工藝優(yōu)化
�。�1）壓裂液的優(yōu)選。針對(duì)重復(fù)壓裂井層低壓、低滲的特點(diǎn)，為減輕壓裂液的傷害，全部應(yīng)用殘?jiān)鼮?34mg/l的低配比胍膠壓裂液，其流變性、濾失性能均能滿足指標(biāo)要求。此外，對(duì)于修后壓裂、污染嚴(yán)重和地層壓力相對(duì)低的井應(yīng)用高效助排劑提高返排率，最大限度降低壓裂液污染。
�。�2）壓裂工藝的優(yōu)化。①原縫改造工藝。原層段壓裂改造針對(duì)初次壓裂施工規(guī)模和效果，采用增大壓裂施工規(guī)模和高砂比，通過延長(zhǎng)裂縫長(zhǎng)度和提高導(dǎo)流能力保證措施效果。②層段內(nèi)壓開新裂縫。對(duì)于層段性質(zhì)差異較大，或部分層含水高的井，采取暫堵壓裂工藝封堵原層段，壓開中低滲透層；對(duì)非均質(zhì)厚油層，通過補(bǔ)射非主力油層和層段重新組合，壓開新裂縫提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度。③酸洗裂縫。對(duì)于低滲透井層（平均單層滲透率51X10-3um2）采用酸洗裂縫工藝提高和恢復(fù)裂縫壁面的導(dǎo)流能力，解除由于鑲嵌、壓實(shí)堵塞產(chǎn)生的傷害。
3.現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
截至2008年底，累計(jì)重復(fù)壓裂施工59口井，平均單井射開砂巖厚度13.3m、有效厚度4.3m。初期平均單井日增液38.7t，日增油6.2t，有效率91.5%。2008年以前壓裂的55口井平均有效期已達(dá)16.4個(gè)月，平均單井累計(jì)增油1769t。
�。�1）原層段原縫改造。原層段原縫壓裂改造28口井、75個(gè)層，平均單層射開砂巖3.9m，有效1.1m，平均單層加砂量由原來的6.7m3提高到8.6m3（增加幅度28%），加砂半徑由原來的26.3m提高到29.9m（增加幅度13.7%）。壓后平均日增液35.7t，日增油6.5t。到目前平均有效期為16.9個(gè)月，平均單井累計(jì)增油1974t。
�。�2）層段內(nèi)壓開新裂縫。原層段開新縫27口井77個(gè)層，平均單層射開砂巖3.58m，有效1.67m，平均單層加砂量由原來的6.5m3提高到7.9m3（增加幅度21%），加砂半徑由原來的25.9m提高到28.7m。單縫加砂量由原來的4.5m3提高到6.1m3（增加幅度35%），加砂半徑由原來的22.3m提高到25.3m（增加幅度10.8%）。壓后平均單井日增液41.7t，日增油5.9t，到目前平均有效期為15.8個(gè)月，平均單井累計(jì)增油1558t。
（3）酸洗裂縫。酸洗裂縫6口井19個(gè)層（其中原層段原縫酸洗4口，原層段開新縫酸洗2口），平均單層射開砂巖4.3m，有效1.1m。層段滲透率最高110×10-3μm2，平均單層滲透率僅為47×10-3μm2 ，措施后初期平均單井日增液35.8t，日增油5.3t。平均單井已累計(jì)增油1181t，平均有效期已達(dá)13.7個(gè)月。
4.結(jié)束語
石英砂破碎率逐漸增加、支撐劑鑲嵌到裂縫壁面以及微粒運(yùn)移引起堵塞都可以減小了裂縫的滲透率，使導(dǎo)流能力下降，重復(fù)壓裂井的井層優(yōu)選和壓裂時(shí)機(jī)確定是提高措施效果重要影響因素。原縫重復(fù)壓裂改造應(yīng)優(yōu)化施工參數(shù)并適當(dāng)增加施工規(guī)模，以確保措施效果和獲取較高的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于低滲透井層或污染嚴(yán)重的井層，可采用酸洗裂縫工藝和應(yīng)用高效助排劑，解除由于鑲嵌、壓實(shí)堵塞和壓裂液污染產(chǎn)生的傷害。
參考文獻(xiàn)：
[1] 陳濤平，胡靖邦.石油工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，2002.
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