曹雄科 白忠民 葉紅霞 王鈞(長(zhǎng)慶油田第八采油廠工藝研究所， 陜西 西安 710021)

在油田開發(fā)過程中，儲(chǔ)層改造是提高單井產(chǎn)量的有效手段，在低孔、低滲、低壓等特定條件下，由于儲(chǔ)集層基質(zhì)向裂縫供液能力太差，常規(guī)壓裂技術(shù)僅靠單一壓裂主縫很難取得預(yù)期的增產(chǎn)效果，因此新型的壓裂改造技術(shù)“體積壓裂技術(shù)”的提出具有深刻意義。然而體積壓裂能否形成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)裂縫，取得預(yù)期措施效果主要取決于儲(chǔ)集層的地質(zhì)條件和壓裂施工工藝兩個(gè)方面，因此措施井對(duì)象和壓裂施工參數(shù)的選擇是其措施效果好壞的關(guān)鍵。

1 體積壓裂作用機(jī)理及適用條件

1.1 體積壓裂作用機(jī)理

體積壓裂是通過高排量、大液量、低粘度液體壓裂的方式對(duì)儲(chǔ)層實(shí)施改造，在形成一條或者多條主裂縫的同時(shí)使天然裂縫不斷擴(kuò)張和脆性巖石產(chǎn)生剪切滑移，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然裂縫、巖石層理的溝通，以及在主裂縫的側(cè)向強(qiáng)制形成次生裂縫，并在次生利潤(rùn)分配上繼續(xù)分支形成二級(jí)次生裂縫，以此類推，形成天然裂縫與人工裂縫相互交錯(cuò)的裂縫網(wǎng)格，從而將可以進(jìn)行滲流的有效儲(chǔ)集體“打碎”，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)、寬、高三維方向的全面改造，使裂縫壁面與儲(chǔ)層基質(zhì)的接觸面積最大，使得油氣從任意方向的基質(zhì)向裂縫的滲流距離最短，能極大地提高儲(chǔ)層整體滲透率，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層在三維空間的立體改造。

1.2 適用條件

(1)地質(zhì)條件。①區(qū)塊地層物性具備混合水壓裂實(shí)施條件:油層展布穩(wěn)定，平均有效厚度15.0m以上，天然微裂縫較發(fā)育，巖石脆性指數(shù)較高(大于40%)，現(xiàn)有水平兩向應(yīng)力差小于儲(chǔ)隔層應(yīng)力差。②注采井網(wǎng)完善，地層壓力保持水平較高(85-120%)，井組內(nèi)油井未見注入水或見水程度低，井組剩余油富集，采出程度低于20%。③對(duì)應(yīng)注水井未采取過壓裂措施，實(shí)施井裂縫性水淹可能性較小。④油水關(guān)系相對(duì)簡(jiǎn)單，多層(多段)開發(fā)井無明顯單層注入水突進(jìn)現(xiàn)象。

(2)井筒條件。①全井套管完好，無破損、變形、錯(cuò)斷、穿孔等，能夠滿足混合水壓裂施工時(shí)全井套管承受內(nèi)壓力的要求。②油層上下50m固井質(zhì)量良好，鉆井及前期試油過程中未發(fā)生過井漏、卡鉆事故。③井筒暢通，無井下落物等。

(3)井場(chǎng)條件。①井場(chǎng)大小必須滿足大規(guī)模壓裂的施工條件，能容納壓裂施工所需儲(chǔ)罐和10～15臺(tái)大型車輛、設(shè)備的擺放。②井場(chǎng)道路暢通，外協(xié)條件良好，能夠保證施工期間大型車輛的正常通行。

2 體積壓裂效果對(duì)比分析

2.1 體積壓裂措施推廣初期應(yīng)用效果

201 2 年在姬塬油田姬15和鐵邊城長(zhǎng)8區(qū)試油性開展混合水體積壓裂措施，通過措施跟蹤對(duì)比，措施效果較差，措施后液量下降快，措施有效期有待提高。

在現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過地質(zhì)條件、工藝技術(shù)、井筒條件、現(xiàn)場(chǎng)組織等方面進(jìn)行原因分析:

(1)地質(zhì)方面:部分措施井注采井組不完善，地層壓力保持水平低，井組內(nèi)個(gè)別油井出現(xiàn)水淹，采出程度高于20%;

(2)工藝方面:邊角井施工參數(shù)選用不當(dāng)，壓裂規(guī)模不合理，入井液液體體系不配套；

(3)井筒方面:部分井存在全井套管破損、變形、穿孔等問題，或油層上下50m固井質(zhì)量不合格，鉆井、試油過程中發(fā)生過井漏、卡鉆等事故；

(4)施工過程:未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求程序施工，支撐劑、施工水質(zhì)、入井液不符合設(shè)計(jì)要求、不達(dá)標(biāo)。

2.2 目前體積壓裂措施效果

按照“分類管理、示范引領(lǐng)、注重過程、確保效果”的工作思路，制定對(duì)策，建立“體積壓裂”試驗(yàn)區(qū)，以井組、井區(qū)為單元，按照“潛力區(qū)、培養(yǎng)區(qū)、實(shí)施區(qū)”的方向，立足油藏工程研究，通過優(yōu)化體積壓裂選井標(biāo)準(zhǔn)，精細(xì)工藝施工參數(shù)，優(yōu)化組織管理模式，完善技術(shù)管理思路，不斷提高混合水體積壓裂措施效果。通過分析目前實(shí)施的25口井體積壓裂措施效果，措施有效率92%，措施后平均單井日增油3.08t。

表1 姬15、鐵邊城長(zhǎng)8體積壓裂試驗(yàn)效果

表2 姬塬油田部分區(qū)塊混合水體積壓裂效果統(tǒng)計(jì)表

3 主要做法

3.1 根據(jù)不同區(qū)塊特征，優(yōu)化選井原則

在前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上，初步形成了以地層壓力、井網(wǎng)特征、儲(chǔ)層物性、水驅(qū)規(guī)律等為基礎(chǔ)的八項(xiàng)因素選井標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)充分結(jié)合“井網(wǎng)特征、儲(chǔ)層物性、水驅(qū)規(guī)律及剩余油分布”，對(duì)單井選井選層條件不斷改進(jìn)完善，重點(diǎn)針對(duì)措施后含水上升、提液幅度不大的井進(jìn)行分析，并初步形成了單井選井標(biāo)準(zhǔn)。

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3.2 結(jié)合“井網(wǎng)、儲(chǔ)層、水線及剩余油分布”，制定合理工藝參數(shù)

充分考慮儲(chǔ)層油水關(guān)系、剩余油分布特征，按照擴(kuò)大試驗(yàn)、培育推廣兩個(gè)層次、區(qū)別邊井和角井進(jìn)行壓裂參數(shù)優(yōu)化。

(1)邊井施工參數(shù)設(shè)計(jì):針對(duì)最小主應(yīng)力方向上天然微裂縫不發(fā)育、側(cè)向剩余油富集的特點(diǎn)，按照“三大一低”技術(shù)思路，實(shí)施大砂量、大液量、大排量、低砂比壓裂，提高裂縫復(fù)雜程度。

(2)角井施工參數(shù)設(shè)計(jì):針對(duì)最大主應(yīng)力方向上天然微裂縫發(fā)育，水驅(qū)前緣易突進(jìn)，主向井水淹風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)，按照“一大兩控一低”技術(shù)思路，實(shí)施大排量、控制砂量及液量、低砂比壓裂，提高裂縫復(fù)雜程度的同時(shí)控制縫長(zhǎng)，延長(zhǎng)見水周期。

(3)生產(chǎn)過程中含水上升較快的井:適當(dāng)控制壓裂規(guī)模，對(duì)綜合含水大于30%的油井，應(yīng)適當(dāng)控制縫長(zhǎng)，延伸縫高，復(fù)壓時(shí)以大排量、低砂量為主。若對(duì)應(yīng)注水井累計(jì)注水量過大，應(yīng)及時(shí)調(diào)整配注，采取溫和注水。

(4)混合水壓裂加砂規(guī)模應(yīng)結(jié)合區(qū)塊投產(chǎn)壓裂、重復(fù)壓裂加砂規(guī)模合理確定。

3.3 依據(jù)合理流壓，優(yōu)化工作制度，確保措施后長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)

一是以合理流壓為指導(dǎo)，排液結(jié)束后優(yōu)化工作制度，保持增產(chǎn)有效期；

二是結(jié)合已實(shí)施井效果，注重對(duì)周邊注水井的注水調(diào)整，同時(shí)對(duì)效果好的區(qū)域，加大測(cè)壓范圍，為下步選井提供依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

①混合水體積壓裂措施可有效提高油井單井產(chǎn)量，但選井標(biāo)準(zhǔn)不同、施工參數(shù)不同，效果不同。②混合水體積壓裂選井時(shí)對(duì)油層厚度、遮擋條件、儲(chǔ)隔層應(yīng)力差、壓力保持水平、兩向應(yīng)力差、儲(chǔ)層脆性指數(shù)、天然裂縫均有較高要求。③混合水體積壓裂時(shí)應(yīng)根據(jù)邊井、角井選用不同施工參數(shù)。④油井混合水體積壓裂后合理控制流壓，優(yōu)化工作制度，可延長(zhǎng)措施有效期。

[1]李憲文，張礦生，樊鳳玲，唐梅榮，卜向前，王文雄，李向平.鄂爾多斯盆地低壓致密油層體積壓裂探索研究及試驗(yàn)[J].石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)), 2O13.3(142.35-3).

[2]王慶孩,王勤.體積壓裂在超低滲油藏的開發(fā)應(yīng)用[J].中國(guó)石油與化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,(2)143.