張軍濤 申 峰，吳金橋，陶紅勝

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西 西安 710075)

水平井壓裂技術(shù)在特低滲油藏中的應(yīng)用

張軍濤 申 峰，吳金橋，陶紅勝

水平井壓裂技術(shù)是特低滲透油田開(kāi)發(fā)非常有效的一項(xiàng)開(kāi)采技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)多年的發(fā)展已日趨成熟，但在施工過(guò)程中也存在一些難題。以延長(zhǎng)石油特低滲油藏的薛平1井為例，重點(diǎn)介紹了降破壓技術(shù)、覆膜石英砂和連續(xù)混配供液技術(shù)在該井的應(yīng)用，并結(jié)合油藏實(shí)際效果，分析了這3項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用效果和前景。

水平井壓裂；降破壓；覆膜石英砂；連續(xù)混配

薛平1井為延長(zhǎng)石油特低滲儲(chǔ)層長(zhǎng)6層的一口水平井，該井在壓裂施工的過(guò)程中為了取得好的壓裂效果，針對(duì)壓裂施工存在的難題［1-2］采取了一系列針對(duì)性的措施。如為了降低施工中的破壓采用了降破壓技術(shù)，為了降低壓后出水選用了覆膜石英砂作為支撐劑，為解決施工場(chǎng)地限制的問(wèn)題采取了連續(xù)混配供液技術(shù)，通過(guò)這些技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)施工順利，并取得了較好的改造效果。

1 裂縫優(yōu)化

依據(jù)薛平1井井身軌跡報(bào)告，水平段井筒方位NE142～146°，與最大水平主應(yīng)力方向(據(jù)5-28井壓裂資料主裂縫77°)有約65°左右的夾角，這樣裂縫延伸方向與井筒方位有比較大的偏移，因此，在水平井段將形成橫向延伸裂縫。

依據(jù)延長(zhǎng)油田長(zhǎng)6儲(chǔ)層水平井裂縫數(shù)目與產(chǎn)量地質(zhì)模型及水平井生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，得出裂縫條數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系確定了該井的裂縫條數(shù)。水平井試驗(yàn)資料說(shuō)明，縫間距對(duì)產(chǎn)量有明顯影響，縫間干擾突顯在中間裂縫［3］，根據(jù)不同裂縫間距組合情形下壓裂水平井累計(jì)產(chǎn)量的優(yōu)化研究結(jié)果，結(jié)合實(shí)際測(cè)井解釋資料，對(duì)薛平1井的縫間距進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)裂縫優(yōu)化的結(jié)果，運(yùn)用FracProPT10.3三維壓裂軟件分別對(duì)水平段各裂縫進(jìn)行模擬優(yōu)化。

2 降破壓技術(shù)

在同一區(qū)塊，同等埋深情況下，水平井的破裂壓裂往往高于直井的破裂壓力。高的破裂壓力會(huì)增加壓裂施工的難度，甚至導(dǎo)致壓裂施工的失敗(由于壓力過(guò)高而未壓開(kāi)儲(chǔ)層)。因此，對(duì)于水平井壓裂技術(shù)來(lái)說(shuō)，降破壓技術(shù)至關(guān)重要。目前，較為常用的降破壓技術(shù)有2種：一種是采用特殊的射孔方式，另外一種是在壓裂前向儲(chǔ)層注入降破壓劑來(lái)降低破裂壓力。薛平1井所處區(qū)塊長(zhǎng)6層的深度為2000m左右，破裂壓力較高，為了降低該井的破裂壓力，在射孔時(shí)針對(duì)性的采用了油管傳輸液壓引爆重力定位工藝技術(shù)和120+180°射孔相位［4］，發(fā)射率均達(dá)到了100%。同時(shí)，在壓裂前向儲(chǔ)層注入了專(zhuān)門(mén)針對(duì)該區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層研制的降破壓劑，對(duì)近井地帶進(jìn)行了處理，以達(dá)到降低了破裂壓力的目的。破裂壓力的降低不僅保證了壓裂施工的成功，而且減少了壓裂過(guò)程中過(guò)高的壓力可能對(duì)封隔器的損壞，有利于壓裂施工的安全。

3 覆膜石英砂

根據(jù)薛平1井所處區(qū)塊壓裂施工資料，預(yù)測(cè)長(zhǎng)6儲(chǔ)層的閉合應(yīng)力在小于28MPa；根據(jù)該區(qū)生產(chǎn)資料，長(zhǎng)6層部分油井出水，大部分出水的油井產(chǎn)量較低。為了達(dá)到儲(chǔ)層的要求和防止壓裂后出水，支撐劑優(yōu)選為覆膜石英砂。覆膜石英砂是用不可溶的惰性樹(shù)脂薄膜將石英砂粒包裹起來(lái)的一種支撐劑。包層厚度約為0.025mm，占總重量的5%以下。其顆粒相對(duì)密度為2.55，體積密度1.60g/cm3，比石英砂略輕。壓裂后，閉合壓力作用在這些表面積較大的樹(shù)脂包層上，降低了砂粒承受點(diǎn)負(fù)荷的能力，提高了抗壓能力。

在密閉容器中，相同壓力下，原油在覆膜石英砂中滲流流量是在陶粒中流量的2倍左右。采用油、水2種介質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，在相同驅(qū)替壓力下，油在覆膜石英砂中滲流流量是水的3倍左右，可見(jiàn)，該產(chǎn)品具有一定的透油阻水作用［5］。壓裂后，由于樹(shù)脂膜親油憎水的特性，在儲(chǔ)層油水同時(shí)存在的情況下，降低了油相滲流的阻力，增大了水相滲流的阻力，能為裂縫提供一個(gè)暢通的油流通道。總的來(lái)說(shuō)，使用覆膜石英砂具有以下優(yōu)點(diǎn)：①提高了石英砂的抗壓強(qiáng)度；②具有一定的透油阻水的作用，有利于壓裂增產(chǎn)；③較低的密度有利于壓裂液懸砂；④覆膜石英砂顆粒間的捏合力遠(yuǎn)大于陶粒和石英砂，可以防止壓后出砂［6］；⑤覆膜石英砂在施工過(guò)程中對(duì)壓裂用油管沖刷、打磨損害作用小，可以延長(zhǎng)油管使用壽命。

4 連續(xù)混配供液技術(shù)

延長(zhǎng)石油所處油區(qū)大多為山地或林地，井場(chǎng)的大小收到自然條件和政策的限制，往往很難滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。水平井壓裂由于壓裂段較多，現(xiàn)場(chǎng)配液需要準(zhǔn)備大量的配液罐和壓裂設(shè)備，需要井場(chǎng)場(chǎng)地較大。薛平1井所在區(qū)塊為山地，井場(chǎng)大小受其影響，很難一次備齊壓裂液，如果多次配液，則會(huì)大大延長(zhǎng)單井的壓裂周期，影響壓裂效果。而且，配好的壓裂液，在井場(chǎng)放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易導(dǎo)致壓裂液性能變差。為了解決這些問(wèn)題，壓裂采用了連續(xù)混配供液技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)只要備足清水，就可以壓裂。該技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：①解決了井場(chǎng)過(guò)小的問(wèn)題；②壓裂液性能可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，有利于壓裂工藝的現(xiàn)場(chǎng)控制；③壓裂前不需要配液，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度；④縮短了作業(yè)周期，有利于儲(chǔ)層保護(hù)；⑤現(xiàn)場(chǎng)不留壓裂液殘液，有利于環(huán)保［7］。

5 效果分析

1)壓裂施工情況 2010年5月，對(duì)薛平1井進(jìn)行了壓裂，壓裂施工順利，壓裂施工參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 薛平1井壓裂施工參數(shù)

表2 薛平1井鄰井日產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表(2011)

2)增產(chǎn)效果 對(duì)薛平1井的產(chǎn)量和鄰井同層的產(chǎn)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2和圖1。

從表2和圖1可知，薛平1井目前的平均產(chǎn)油量為6.2m3/d，鄰井的平均產(chǎn)油量只有0.8m3/d；薛平1井目前的平均含水率為9%，鄰井的平均含水率為16%。截止2011年6月，薛平1井累計(jì)產(chǎn)油達(dá)4270.8m3，增產(chǎn)效果明顯。

6 結(jié) 論

1)降破壓技術(shù)在水平井的壓裂中的使用有效的降低了儲(chǔ)層的破裂壓力，同時(shí)，低的破裂壓力減少了壓裂過(guò)程中對(duì)封隔器的損壞，有利于壓裂施工的順利進(jìn)行。

2)覆膜石英砂的透油阻水的作用，可以降低壓后產(chǎn)水，有利于壓裂增產(chǎn)。

圖1 薛平1井月平均產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表

3)連續(xù)混配供液技術(shù)不僅克服了井場(chǎng)小的問(wèn)題，還縮短了壓裂周期，有利于組織施工和保護(hù)儲(chǔ)層。

4)薛平1井現(xiàn)場(chǎng)施工的成功和較好的改造效果說(shuō)明了這3項(xiàng)技術(shù)適合延長(zhǎng)石油特低滲油藏的水平井壓裂改造，具有推廣價(jià)值。

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10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.07.021

TE358

A

1673-1409(2012)07-N065-03

2012-03-23

張軍濤(1981-)，男，2004年大學(xué)畢業(yè)，工程師，碩士生，現(xiàn)主要從事石油天然氣工程方面的研究工作。

［編輯］ 易國(guó)華