趙玉東（大港油田石油工程研究院，天津300280）

致密油儲(chǔ)層多次加砂縫網(wǎng)體積壓裂技術(shù)研究

趙玉東（大港油田石油工程研究院，天津300280）

致密油儲(chǔ)層必須大大提高儲(chǔ)層的泄油面積、并提高原油流動(dòng)能力，才能達(dá)到增產(chǎn)目的。儲(chǔ)層壓裂裂縫體積要求形成較復(fù)雜的、以主干為主的網(wǎng)狀裂縫。本文通過(guò)研究不同加砂方式、不同的壓裂規(guī)模，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)裂縫參數(shù)，提高支撐裂縫的導(dǎo)流能力，經(jīng)過(guò)G108的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明該項(xiàng)技術(shù)可有效提高致密油儲(chǔ)層的開(kāi)發(fā)效果。

致密油;數(shù)值模擬;排量;裂縫形態(tài)

1 致密油儲(chǔ)層對(duì)儲(chǔ)層改造的需求

油氣對(duì)體積改造要求：形成密集網(wǎng)狀裂縫，縫面極大。主、干裂縫要求：一定密度的主裂縫及1、2級(jí)支干裂縫（毫米級(jí)），需要加砂保證裂縫的導(dǎo)流能力。分支裂縫要求：與支干裂縫相連的密集裂縫網(wǎng)絡(luò)，尺寸為微米級(jí)（1-1000μm），不可能，也沒(méi)必要加砂填充裂縫。

根據(jù)達(dá)西定律，在不考慮啟動(dòng)壓力的條件下，天然氣的滲流速度是油的約900～3300倍。因此對(duì)于致密油而言，微米級(jí)裂縫網(wǎng)絡(luò)對(duì)改善泥頁(yè)巖儲(chǔ)層的滲流能力作用有限，同時(shí)對(duì)主、干支撐裂縫的導(dǎo)流能力要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于頁(yè)巖氣。

致密油儲(chǔ)層必須大大提高儲(chǔ)層的泄油面積、并提高原油流動(dòng)能力，才能達(dá)到增產(chǎn)目的。儲(chǔ)層壓裂縫體積要求：形成較復(fù)雜的、以主干為主的網(wǎng)狀裂縫（。主、干縫要求：一定密度的主裂縫及1、2級(jí)支干裂縫（毫米級(jí)），需要較高濃度的支撐劑保證裂縫的導(dǎo)流能力；分支縫要求：與支干裂縫相連的密集裂縫網(wǎng)絡(luò)，尺寸為微米級(jí)（1-1000μm），不刻意追求其數(shù)量。

2 致密油儲(chǔ)層特點(diǎn)

G108井位于王官屯油田,Ek2以泥質(zhì)粉細(xì)砂巖為主，分選差，物性差，粗砂～礫成斑狀分布，具半深湖區(qū)重力流沉積的典型特征。儲(chǔ)集空間主要有粒間殘余孔、溶蝕擴(kuò)大孔（致密砂巖）；鑄模孔、層間縫（泥頁(yè)巖）；晶間孔（碳酸鹽巖）與微裂縫，縫洞含油普遍。措施102、103、104#層，射孔厚度26.1m/3層，總體符合致密油儲(chǔ)集層的物性指標(biāo)。本次壓裂目的層礦物組成為：石英9%～46%，平均48.4%；粘土礦物含量2%～21%，平均8.5%；鐵白云石0%～63%，平均10%；利用泥頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性軟件計(jì)算的礦物脆性指數(shù)為52.7。根據(jù)XAMC測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算官108-8井的地應(yīng)力參數(shù)，計(jì)算出地應(yīng)力差異系數(shù)0.1～0.31之間。

3 高導(dǎo)流能力加砂方式研究

根據(jù)加砂方式的不同，可分為一次連續(xù)加砂及多級(jí)加砂方式。儲(chǔ)層原油粘度較高，壓裂時(shí)在獲得較大改造體積的同時(shí)，還需要考慮縫網(wǎng)帶導(dǎo)流能力對(duì)原油流動(dòng)能力的影響。國(guó)內(nèi)某區(qū)塊進(jìn)行了不同液量、不同砂量、不同排量下的單次注入及多次注入縫網(wǎng)壓裂先導(dǎo)試驗(yàn)；典型單級(jí)注入液量2660m3，排量10m3/min，分2-3級(jí)注入。從結(jié)果上看：液量直接影響改造體積，砂量直接影響改造體積內(nèi)的裂縫導(dǎo)流能力，多次注入改造體積及縫網(wǎng)導(dǎo)流能力均有增加。

以G108地質(zhì)參數(shù)建立壓裂地質(zhì)模型，儲(chǔ)層段滲透率為2.3mD。一次加砂施工累計(jì)液量814m3，累計(jì)砂量56m3，施工排量9m3/min。在相同砂量、相同液量下模擬了兩級(jí)間歇停泵加砂，級(jí)間停泵60分鐘。

通過(guò)對(duì)比模擬相同砂量、相同液量下模擬結(jié)果得到如下認(rèn)識(shí)：一次連續(xù)注入雖然較二次停泵加砂方式的改造體積大，但其導(dǎo)流能力較二次加砂低。二次加砂明顯改善了支撐劑在儲(chǔ)層中的鋪置狀況，鋪砂濃度增加，裂縫導(dǎo)流能力增加，整個(gè)高滲帶內(nèi)的等效滲透率得到明顯增加。針對(duì)油儲(chǔ)層，要求在獲得一定改造體積的同時(shí)獲得與儲(chǔ)層巖性、物性相匹配的導(dǎo)流能力，因此推薦采用二次停泵加砂方式。

表1 間歇停泵與1次連續(xù)注入加砂模擬結(jié)果對(duì)比

4 工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化及應(yīng)用

4.1 壓裂規(guī)模優(yōu)化

通過(guò)軟件模擬分析，計(jì)算不同加砂強(qiáng)度下單井的裂縫增產(chǎn)倍數(shù)，從而優(yōu)選合適的加砂強(qiáng)度?？闯鲭S著加砂強(qiáng)度的增大，裂縫半長(zhǎng)也增加，但是增產(chǎn)倍數(shù)幅度越來(lái)越小，最優(yōu)裂縫長(zhǎng)度為160m左右，對(duì)應(yīng)加砂強(qiáng)度為2.7m3/m，能起到改造和認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層的目的。

4.2 加砂方式及排量

采用二次加砂工藝，通過(guò)前次壓裂形成裂縫對(duì)地應(yīng)力的干擾，降低水平地應(yīng)力差異系數(shù)，提高形成縫網(wǎng)的程度。在地面施工壓力允許條件下，盡可能大排量施工，設(shè)計(jì)排量為7.0～8.0m3/min。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

壓裂過(guò)程第一次泵注結(jié)束后，停泵60min，共泵入液體1181m3，兩次共加入陶粒93m3。壓前恢復(fù)液面，折日產(chǎn)液7.45L，壓后日出水23.46m3，出油9.42m3。

[1] 翁定為，雷群等.縫網(wǎng)壓裂技術(shù)及其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用[J].石油學(xué)報(bào),2011，32（2）：280-284.

[2] 周祥，張士誠(chéng)，鄒雨時(shí)等.致密油藏水平井體積壓裂裂縫擴(kuò)展及產(chǎn)能模擬[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào),2015，30（4）：53-58.

趙玉東，男，碩士，2011年畢業(yè)于東北石油大學(xué)油氣田開(kāi)發(fā)工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)在大港油田石油工程研究院工作，工程師，主要從事儲(chǔ)層改造技術(shù)研究。