何妮娟

摘 要：裂縫性?xún)?chǔ)層無(wú)需人工裂縫，能否溝通更多的儲(chǔ)層區(qū)域和天然裂縫是保證油井壓后產(chǎn)量和效率的關(guān)鍵。同時(shí)，還應(yīng)有效控制壓裂液向天然裂縫的濾失，以保障裂縫性?xún)?chǔ)層水力壓裂處在最適宜的水平。該文主要介紹了支撐劑優(yōu)選，壓裂液優(yōu)化，施工工藝優(yōu)化等這幾方面的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)此三項(xiàng)問(wèn)題的研究，并以遼河油田為例，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐，優(yōu)化了施工參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了較理想的效果，對(duì)裂縫性?xún)?chǔ)層壓裂工藝技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：天然裂縫 壓裂 支撐劑

中圖分類(lèi)號(hào)：TE35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）10（a）-0033-01

實(shí)踐表明，水力壓裂是提高低滲油氣藏高產(chǎn)高效的一項(xiàng)重要手段。誠(chéng)然，雖然天然裂縫的發(fā)育有利于溝通儲(chǔ)集層，增加滲流面積，但大多數(shù)低滲油氣藏儲(chǔ)層的天然裂縫發(fā)育程度不盡相同，從而大大增加了作業(yè)施工難度。

1 不同裂縫性?xún)?chǔ)層壓裂的特性

通常來(lái)講，低滲透裂縫性?xún)?chǔ)層壓裂在改造過(guò)程中易形成脫砂、砂堵的現(xiàn)象，難以順利完成施工。低滲透裂縫性?xún)?chǔ)層因其天然裂縫構(gòu)造應(yīng)力各有不同，故而壓裂施工時(shí)可能產(chǎn)生不同的狀況，具體情況有以下幾種。

1.1 閉合天然裂縫儲(chǔ)層

閉合天然裂縫發(fā)育的儲(chǔ)層在泵入前置液時(shí)，其施工壓力能夠保持正常工作狀態(tài)。該類(lèi)儲(chǔ)層大部分處于構(gòu)造應(yīng)力非松弛區(qū)，且受壓裂液濾失構(gòu)造應(yīng)力的影響，當(dāng)加砂后砂濃度提高時(shí)，在沒(méi)有降濾失措施的情況下，將會(huì)大大增加壓裂液對(duì)地層產(chǎn)生的濾失，砂堵便由此形成。據(jù)此分析，結(jié)合遼河油田巖心的實(shí)際情況，以及以往壓裂施工的表現(xiàn)，有研究表示遼河油田天然裂縫即屬于此類(lèi)閉合天然裂縫發(fā)育儲(chǔ)層。

1.2 張性天然裂縫儲(chǔ)層

處在張性天然裂縫發(fā)育階段的儲(chǔ)層大部分位于構(gòu)造應(yīng)力的松弛區(qū)域，因此，這樣的儲(chǔ)層壓裂具有施工壓力較低、地層破裂壓力不明顯等特點(diǎn)，與此同時(shí)，天然裂縫還控制著壓裂液的濾失，在進(jìn)行壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)難以準(zhǔn)確預(yù)計(jì)。

1.3 復(fù)雜天然裂縫儲(chǔ)層

該類(lèi)型儲(chǔ)層的特點(diǎn)是構(gòu)造應(yīng)力復(fù)雜，且受各種構(gòu)造應(yīng)力的影響程度較大，從而施工形成多裂縫的幾率有所增加，裂縫形態(tài)嚴(yán)重扭曲，裂縫摩阻增加，這使得砂堵在加砂早期便會(huì)產(chǎn)生。

2 壓裂的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 支持劑優(yōu)選

針對(duì)裂縫性?xún)?chǔ)層而言，壓裂井的生產(chǎn)能力很大程度上取決于主裂縫溝通的天然裂縫系統(tǒng)所控制區(qū)域的大小。裂縫性?xún)?chǔ)層壓裂改造后，短期的產(chǎn)能來(lái)自高導(dǎo)流的主裂縫，而長(zhǎng)期的產(chǎn)能則主要靠溝通的天然裂縫。所以，要想提高壓裂井的改造效果，主裂縫的導(dǎo)流能力可以做次之處理，重要的是溝通更廣泛的儲(chǔ)層區(qū)域和更遠(yuǎn)的天然裂縫。

對(duì)此再次關(guān)注遼河油田的儲(chǔ)層狀況可以發(fā)現(xiàn)，遼河油田地層過(guò)于破碎，地層應(yīng)力分布較為復(fù)雜，極易出現(xiàn)裂縫彎曲，同時(shí)人工裂縫的寬度相對(duì)較窄，大粒徑支撐劑縫內(nèi)輸送較為困難，容易在裂縫狹窄處形成橋堵。

2.2 低傷害壓裂液的優(yōu)化

2.2.1 稠化劑濃度的優(yōu)化

增加稠化劑的濃度可以保證壓裂液的過(guò)濾性，但是這會(huì)對(duì)儲(chǔ)層造成更大的傷害。為了優(yōu)選稠化劑濃度，分別選取不同濃度的稠化劑做了巖心傷害實(shí)驗(yàn)和抗濾實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后總結(jié)出了最適宜的稠化劑，即濃度為0.45%的稠化劑。

2.2.2 降濾失材料的優(yōu)化

裂縫性?xún)?chǔ)層壓裂施工成功的必要因素之一是控制壓裂液向天然裂縫的濾失量，提高壓裂液效率。由于粉砂本身不可溶解于地層中，且在運(yùn)移過(guò)程中可能對(duì)支撐裂縫造成傷害，故而選擇LB-2降濾失劑。LB-2是一種油溶性降濾失劑，在水、酸液中不可溶解，仍能保持固體顆粒的特性。在煤油中溶解量大，能夠保證在排液投產(chǎn)后無(wú)固體顆粒殘留物堵塞油流通道。在實(shí)際施工中，若在壓裂液中加入LB-2降濾失劑，降濾劑的比例設(shè)為2%，可滿(mǎn)足裂縫性地層壓裂施工要求，降濾效果顯著。

2.3 施工參數(shù)優(yōu)化

2.3.1 前置液量

在確定前置液的使用量時(shí)，應(yīng)將地層吸收能力，壓裂液性質(zhì)，濾失狀況等因素充份考慮其中。就普通儲(chǔ)層而言，在保障造縫和濾失的情況下，為進(jìn)一步降低對(duì)儲(chǔ)層的傷害，應(yīng)盡量降低前置液的使用量。

2.3.2 砂比的確定

施工砂比是裂縫導(dǎo)流能力的間接反映，當(dāng)砂比增高時(shí)，填砂裂縫的導(dǎo)流能力所會(huì)有所提高，壓后的產(chǎn)量提高。因此，對(duì)于低滲透地層，在造長(zhǎng)縫的前提下應(yīng)可能地提高施工砂比。提高施工砂比時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)縫口的寬度加以限制時(shí)，即便是有足夠長(zhǎng)的裂縫，也應(yīng)確保瞬時(shí)砂比不超過(guò)臨界值，以免造成縫口脫砂。

壓裂施工表明，當(dāng)施工砂比提高到30%左右時(shí)，砂堵便會(huì)產(chǎn)生。有時(shí)壓裂壓力對(duì)砂濃度極為敏感時(shí)，砂堵甚至發(fā)生在砂比在10%左右的時(shí)刻。因此在設(shè)置砂比時(shí)，應(yīng)以低砂比、小量增加，同時(shí)控制最高砂比為主要原則。在實(shí)際施工設(shè)計(jì)中建議開(kāi)始砂比取5%～8%，砂比增量取5%，最高砂比一般不超過(guò)30%。

2.3.3 施工排量的確定

在針對(duì)施工排量進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)考慮到四方面因素：井口限壓、支撐劑沉降、地層的濾失情況、裂縫垂向延伸等。針對(duì)那些濾失較大的微裂縫發(fā)育儲(chǔ)層壓裂的施工情況，當(dāng)裂縫不斷延伸時(shí)，濾失也會(huì)隨之持續(xù)發(fā)生改變。當(dāng)泵入地層的液體無(wú)法持續(xù)彌補(bǔ)地層濾失時(shí)，則應(yīng)在壓裂施工壓力動(dòng)態(tài)情況的基礎(chǔ)上，對(duì)泵注排量做進(jìn)一步優(yōu)化。

3 遼河油田裂縫性油藏施工特點(diǎn)

遼河油田壓裂施工早期地層破碎，壓裂施工時(shí)隱性裂縫開(kāi)啟，液體的濾失量偏大，壓裂液無(wú)法充分造縫，裂縫寬度普遍不理想，致使遼河油田施工難度較大，成功率較低。普通的陶粒進(jìn)入地層容易在低砂比段發(fā)生突發(fā)性的砂堵情況，施工較為困難；另外，砂泥巖保護(hù)層不利于縫高的控制，同樣會(huì)造成裂縫寬度偏窄，施工易砂堵。隨著我國(guó)壓裂技術(shù)的日益發(fā)展，裂縫性油藏的施工環(huán)境也在不斷改善，遼河油田也在盡量克服油層改造的難度，因地制宜，正在逐步發(fā)掘最適合的開(kāi)發(fā)方案。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐與完善，不斷優(yōu)化施工參數(shù)，遼河油田經(jīng)過(guò)了若干口井的壓裂施工后，成功率已由原來(lái)的44.3%提高到了92.8%，平均砂比由15%左右提高到23.4%，很大程度上攻克了施工中易砂堵的問(wèn)題。壓裂取得了較好的增產(chǎn)效果，并且有八口井獲得了高產(chǎn)油流，每口井平均日增產(chǎn)原油超過(guò)三噸?？梢?jiàn)，利用壓裂施工技術(shù)后，基本實(shí)現(xiàn)了增儲(chǔ)上產(chǎn)的預(yù)期目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述研究與實(shí)際應(yīng)用，可得出有關(guān)裂縫性?xún)?chǔ)層的注意事項(xiàng)如下：

（1）天然裂縫的發(fā)育程度、構(gòu)造應(yīng)力的不同，其施工壓力也不盡相同。

（2）應(yīng)發(fā)展更多的儲(chǔ)層區(qū)域，以及天然裂縫。

（3）應(yīng)有效降低天然裂縫的濾失。

（4）加強(qiáng)天然裂縫儲(chǔ)層壓裂的監(jiān)控與測(cè)試，以避免起裂延伸等技術(shù)難題。

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