萬榮暉，柴汝寬（.東北石油大學(xué) 提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 6338； .長安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 70064）

?

二類油藏油井壓裂措施研究

萬榮暉1，柴汝寬2
（1.東北石油大學(xué) 提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163318； 2.長安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710064）

摘要：二類油藏較一類油藏滲透率低、孔隙度不高、砂體發(fā)育厚度小、儲層物性差，但仍具有一定的開發(fā)潛力。為提高二類油藏聚驅(qū)采出程度，對其實(shí)施壓裂措施，以達(dá)到油田穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)。對壓裂井進(jìn)行產(chǎn)能預(yù)測是壓裂后油井經(jīng)濟(jì)評價(jià)的重要因素，同時(shí)也為現(xiàn)場油井壓裂設(shè)計(jì)和施工奠定基礎(chǔ)。將二類油藏細(xì)分為主力油層和薄差油層，分別對這兩類油層不同時(shí)期（含水下降期、含水穩(wěn)定期以及含水上升初期）進(jìn)行壓裂，以優(yōu)選出主力油層與薄差油層最佳的壓裂時(shí)期，為現(xiàn)場實(shí)施壓裂增產(chǎn)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：二類油藏；油井壓裂；主力油層；薄差油層；壓裂時(shí)期

目前，大慶油田已進(jìn)入高含水期，穩(wěn)產(chǎn)難度越來越大。大慶油田進(jìn)行聚合物驅(qū)油礦場試驗(yàn)以來，聚合物驅(qū)油已成為大慶油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要技術(shù)手段。隨著一類油層注聚面積的增大，目前一類油層均已進(jìn)入聚合物驅(qū)后續(xù)水驅(qū)階段，綜合含水達(dá)到90%以上，產(chǎn)油量逐年下降［1，2］。為實(shí)現(xiàn)油田穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)，需要大力開采二類油層。

二類油藏較一類油藏滲透率低、孔隙度低、砂體發(fā)育厚度小、儲層物性差，但仍具有一定的開發(fā)潛力［3］。為了改善這類油藏驅(qū)油效果，通常采用對油井進(jìn)行壓裂的措施，來達(dá)到增產(chǎn)的目的。

壓裂是聚合物驅(qū)開發(fā)過程中重要的增產(chǎn)措施，合理應(yīng)用可以取得增油挖潛和提高聚驅(qū)采收率的效果。在聚合物驅(qū)油開采過程中，隨著聚合物溶液注入量的增加，采出井的受效情況出現(xiàn)了較大的差異，為減緩井間矛盾，保證聚合物驅(qū)整體開發(fā)效果，有必要對油井進(jìn)行壓裂措施［4，5］。

1　試驗(yàn)區(qū)概況

薩南某試驗(yàn)區(qū)控制面積 0.24 km2，孔隙體積39.88×104m3，地質(zhì)儲量18.77×104t。試驗(yàn)區(qū)葡I5-7、葡II1-3油層縱向上可分6個(gè)小層、8個(gè)沉積單元，油層平均砂巖厚度13.3 m，有效厚度6.0 m，有效滲透率241×10-3μm2。各沉積單元發(fā)育狀況如表1所示。

試驗(yàn)區(qū)水驅(qū)結(jié)束后，累產(chǎn)油7.37×104t，采出程度為39.28%，剩余含油飽和度為50.82%，目的層綜合含水率達(dá)87.24%，處于高含水期開采階段。各沉積單元動用情況及剩余油儲量如表2所示。

2　油井壓裂措施

壓裂是聚合物驅(qū)開發(fā)過程中重要的增產(chǎn)措施，合理應(yīng)用可以取得增油挖潛和提高聚驅(qū)采收率的效果。然而，壓裂的時(shí)機(jī)和對象將會直接影響增產(chǎn)效果，為此，設(shè)計(jì)3種方案，開展數(shù)值模擬研究，對主力油層和薄差油層壓裂的時(shí)機(jī)與層位進(jìn)行優(yōu)化。其中，主力油層為PII2、PII3，薄差油層為PI5+61a、PI5+61b、PI62、PI7。

方案 1：在含水下降期對主力油層與薄差油層分別進(jìn)行壓裂；

方案 2：在含水穩(wěn)定期對主力油層與薄差油層分別進(jìn)行壓裂；

方案 3：在含水回升初期對主力油層與薄差油層分別進(jìn)行壓裂。

2.1主力油層壓裂研究

對主力油層（PII2、PII3）分別在含水下降期、含水穩(wěn)定期和含水上升初期進(jìn)行壓裂，不同時(shí)期壓裂裂縫的導(dǎo)流能力（裂縫閉合壓力下滲透率與裂縫寬度的乘積）均為100 μm2·cm，壓裂參數(shù)如表3所示，壓裂裂縫構(gòu)造如圖1所示。

表1　試驗(yàn)區(qū)單元厚度及滲透率統(tǒng)計(jì)表Table 1　Statistical table of unit thickness and permeability in test area

表2　水驅(qū)結(jié)束試驗(yàn)區(qū)各小層動用狀況及剩余儲量Table 2　The using condition and remaining reserves of each layer after water flooding

表3　主力油層壓裂參數(shù)Table 3　Main reservoir fracturing parameters

表4　不同時(shí)機(jī)主力油層壓裂計(jì)算結(jié)果Table 4　Calculation results of the main reservoir fracturing at different time

圖1　主力油層壓裂裂縫示意圖Fig.1 Schematic diagram of fracture crack in main reservoir

用NWM模塊進(jìn)行模擬壓裂計(jì)算，得出不同時(shí)期主力油層壓裂后的累產(chǎn)油（圖2）、含水率（圖3）以及日產(chǎn)油量，其壓裂計(jì)算結(jié)果如表4所示。

從表4可以看出，在含水下降期進(jìn)行壓裂，其累產(chǎn)油為7 701.17 m3，達(dá)到最大值，增油143.94 m3，采收率提高0.162%。因此，對于主力油層，在含水下降期進(jìn)行壓裂，效果最好。

另外，從圖3還發(fā)現(xiàn)，壓裂之后，最低含水值上升，且在含水穩(wěn)定期和含水上升初期壓裂的含水率上升速度加快。這也是由于壓裂之后，提高了近井地帶的滲流能力，使得壓裂后油井比正常受效時(shí)間提前受效；當(dāng)聚合物溶液推進(jìn)至近井地帶時(shí)，聚驅(qū)前緣易形成突進(jìn)，導(dǎo)致垂向上油層動用厚度減小，含水率升高，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間縮短，壓裂增產(chǎn)效果不理想［6］。

2.2薄差油層壓裂研究

對薄差油層（PI5+61a、PI5+61b、PI62、PI7）分別在含水下降期、含水穩(wěn)定期和含水上升初期進(jìn)行壓裂，各時(shí)期壓裂裂縫的導(dǎo)流能力（裂縫閉合壓力下滲透率與裂縫寬度的乘積）均為80 μm2·cm，壓裂參數(shù)如表5所示，壓裂裂縫構(gòu)造如圖6所示。

表5　薄差油層壓裂參數(shù)Table 5　Fracture parameters of thin-poor reservoir

圖2　主力油層各時(shí)機(jī)壓裂累產(chǎn)油對比Fig.2 Comparison of oil production in different time of main oil reservoir

圖3　主力油層各時(shí)機(jī)壓裂含水對比Fig.3 Comparison of water cut in different time of main oil reservoir

圖4　不壓裂聚驅(qū)后剩余油Fig.4 Residual oil after polymer flooding without fracturing

圖5　含水下降期壓裂聚驅(qū)后剩余油Fig.5 Residual oil after fracturing in the water decreasing stage

圖6　薄差油層壓裂裂縫示意圖Fig.6 Schematic diagram of fracture crack in thin-poor reservoir

用NWM模塊進(jìn)行模擬壓裂計(jì)算，得出不同時(shí)期薄差油層壓裂后的累產(chǎn)油（圖7）、含水率（圖8），其壓裂計(jì)算結(jié)果如表6所示。

從表6可以看出，在含水上升初期進(jìn)行壓裂，其累產(chǎn)油為 3 426.59 m3，達(dá)到最大值，增油量為403.62 m3，采收率提高0.534%。因此，對于薄差油層，在含水上升初期進(jìn)行壓裂，其采出效果最好。對比圖10和圖11發(fā)現(xiàn)，薄差層中心井裂縫附近的含油飽和度比不壓裂中心井附近含油飽和度底。所以，壓裂措施可以降低薄差層含油飽和度，提高聚驅(qū)效果。

表6　不同時(shí)機(jī)薄差油層壓裂計(jì)算結(jié)果Table 6　Calculation results of fracturing of thin-poor reservoir in different times

圖7　薄差油層各時(shí)機(jī)壓裂累產(chǎn)油對比Fig.7 Comparison of oil production in different time of thin-poor oil reservoir

圖8　薄差油層各時(shí)機(jī)壓裂含水對比Table 8　Comparison of water cut in different time of thin-poor oil reservoir

另外，從圖8還發(fā)現(xiàn)，薄差層壓裂之后，含水率立即下降，低于同時(shí)期不壓裂的含水率，但隨后含水率立即上升，且上升速度較快。壓裂薄差層，造成含水漏斗變小，使得在含水下降期和含水穩(wěn)定期壓裂的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間變短；相反，在含水上升初期進(jìn)行壓裂，由于壓裂前薄差層已經(jīng)達(dá)到最低含水值，壓裂后進(jìn)一步降低同時(shí)期含水率，反而延長了薄差層的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間，壓裂增產(chǎn)效果明顯。因此，薄差層在含水上升初期壓裂效果最好。

圖10　含水上升初期壓裂聚驅(qū)后剩余油Fig.10 Residual oil after fracturing in the water rising stage

3　結(jié) 論

（1）壓裂是聚合物驅(qū)開發(fā)過程中重要的增產(chǎn)措施，合理應(yīng)用可以取得增油挖潛和提高聚驅(qū)采收率的效果；

（2）壓裂之后，提高了近井地帶的滲流能力，油井受效時(shí)間提前，使得含水率上升速率加快，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間變短，壓裂增產(chǎn)效果不理想；

（3）主力油層應(yīng)在含水下降期進(jìn)行壓裂；薄差層見效晚，應(yīng)在含水上升初期進(jìn)行壓裂。

參考文獻(xiàn)：

［1］李清華.大慶油田聚合物驅(qū)油經(jīng)濟(jì)評價(jià)研究［D］.哈爾濱工程大學(xué)，2007.

［2］李朦.薩北開發(fā)區(qū)一類油層聚驅(qū)后期高濃度注聚方案優(yōu)化研究［D］.大慶石油學(xué)院，2010-03.

［3］朱煥來.二類抽層非均質(zhì)性評價(jià)方法研究［D］.大慶石油學(xué)院，2004.

［4］高愛利.南八區(qū)特高含水期壓裂效果預(yù)測模型研究［D］.大慶∶東北石油大學(xué).2013-05.

［5］T.Jiang，Lang Fang Branch RIPED，CNPC；Y.H.Ding，Lang Fang Branch

RIPED，CNPC et al.Systematic Fracturing Technology and its Application in the Development of Low-Permeability Reservoir［J］.Society of Petroleum Engineers，1998.

［6］羅慶，張連軍，楊寶俠等.聚合物驅(qū)壓裂時(shí)機(jī)確定及選井選層方法研究［J］.應(yīng)用研究，2005∶168-173.

Study on Oil Well Fracturing Measures of the Second Class Reservoir

WANG Rong-hui1，CHAI Ru-kuan2
（1.Northeast Petroleum University，Heilongjiang Daqing 163000，China；
2.College of Earth Science and Resources，Chang'an University，Shaanxi Xi'an 710064，China）

Abstract：Compared with the first class reservoir，the second class reservoir has low permeability，low porosity and sandbody thickness and poor reservoir physical property，but it still has certain development potential.To improve the degree of polymer flooding in the second class reservoir，the fracturing measures are always used to achieve stable production target of oilfield.Predicting the productivity of fractured well is the important factor of economic evaluation for oil well；it also lays the foundation for the design and construction of the oil well fracturing.In this paper，the second class reservoirs were subdivided into main reservoirs and thin poor reservoirs，it's pointed out that the two types of reservoirs should be fractured in different periods （water cut decline period，water cut stable period and the initial water cut increase period），the best fracturing period should be selected for main reservoirs and thin poor reservoirs.

Key words：The second class reservoir；Oil well fracturing；Main reservoirs；Thin-poor reservoirs；Fracturing period

中圖分類號：TE 122

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）01-0138-05

收稿日期：2015-07-24

作者簡介：萬榮暉（1991-），男，在讀研究生，研究方向：多相流體。E-mail：wanronghui001@126.com。