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(1.延長(zhǎng)油田股份有限公司 定邊采油廠，陜西 定邊 718600；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司 第七采油廠，甘肅 慶陽 745708；3. 延長(zhǎng)油田勘探開發(fā)技術(shù)研究中心，陜西 延安 716000)

定邊油田致密油水平井增產(chǎn)方式研究

李鵬程1，章倩倩1，李宇馳2，張煜培3，張鍇1，王順華1

(1.延長(zhǎng)油田股份有限公司 定邊采油廠，陜西 定邊 718600；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司 第七采油廠，甘肅 慶陽 745708；3. 延長(zhǎng)油田勘探開發(fā)技術(shù)研究中心，陜西 延安 716000)

定邊油田致密油層發(fā)育于半深湖-深湖相區(qū)，最典型是延長(zhǎng)組長(zhǎng)7油層，烴源巖條件優(yōu)越。致密油分布范圍廣，同時(shí)砂巖儲(chǔ)層致密、物性差、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、含油飽和度高、油藏壓力系數(shù)低的特點(diǎn)。微裂縫較為發(fā)育，采用規(guī)模注水開發(fā)，由于常規(guī)注水開發(fā)壓力傳遞不均勻，形成注水不見效、見效即見水的特點(diǎn)，開發(fā)效果不佳。對(duì)定邊采油廠區(qū)域內(nèi)部分水平井進(jìn)行體積壓裂、體積壓裂壓后不返排悶井?dāng)U壓、水平井吞吐采油、異步注采等增油措施，地層壓力得到有效的補(bǔ)充，緩解了地層能量快速的衰竭。礦場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)比得出：在自然能量的開發(fā)方式下，體積壓裂比常規(guī)壓裂的平均每天產(chǎn)油量多1.19～3.69倍，穩(wěn)產(chǎn)期也是常規(guī)壓裂的1.3～2.4倍。在注水開發(fā)區(qū)域，有效的延緩了水平井見水時(shí)間，促使其穩(wěn)定生產(chǎn)，對(duì)致密油藏水平井開發(fā)提供了指導(dǎo)性的意義。

致密油；體積壓裂；吞吐采油；體積壓裂悶井不返排；異步采油

定邊油田具有致密油資源豐富的特點(diǎn)，長(zhǎng)7致密油資源總含量約為9×108t[1-2]，擁有很大的開發(fā)潛力，致密油氣資源是含油氣盆地挖潛勘探和可持續(xù)發(fā)展的最主要方向。在實(shí)現(xiàn)盆地致密油的資源、儲(chǔ)量、效益的三步推進(jìn)，借鑒國(guó)外致密油成功開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，長(zhǎng)7致密油儲(chǔ)集層的天然裂縫水平層理較為發(fā)育，受地應(yīng)力影響，北東-南西裂縫優(yōu)先啟動(dòng)，成為主要的滲流通道，并且?guī)r石脆性指數(shù)高，適合于體積壓裂，可形成復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，水平井體積壓裂技術(shù)可成為打開致密油大門的重要途徑[3-5]；注水吞吐采油技術(shù)可發(fā)揮油層毛管力吸水排油作用,實(shí)現(xiàn)水驅(qū),能有效地補(bǔ)充地層能量,恢復(fù)地層壓力。通過多周期的注水吞吐開發(fā),逐漸擴(kuò)大水驅(qū)波及半徑,提高驅(qū)替效率[6]；但是在部分高含水的水平井由于儲(chǔ)層的非均質(zhì)性影響較為嚴(yán)重，注水開發(fā)容易見水的難點(diǎn)，給開發(fā)致密油帶來了更大困難，通過利用異步注采可有效的提高注水壓力，改善注水波及體積，在部分高含水油田的水平井開發(fā)均了取得明顯的效果[7]。

定邊油田位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡西部，是延長(zhǎng)油田開發(fā)致密油的試驗(yàn)油田，采取了不同井網(wǎng)類型、不同開發(fā)方式、不同增產(chǎn)措施，本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外致密油開發(fā)增產(chǎn)的不同方式，在實(shí)際礦場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)比和開發(fā)的基礎(chǔ)上，總結(jié)優(yōu)化出適合的定邊油田致密油開發(fā)的方案。

1 致密油特征

定邊油田長(zhǎng)7致密油油藏屬三角洲前緣-半深湖亞相沉積，沉積環(huán)境以水下分流河道微相為主，成藏為“自生、自儲(chǔ)”模式，油藏主要靠巖性、物性變化所控制，為典型的巖性油藏。儲(chǔ)集層上覆的泥巖及其上傾方向與儲(chǔ)集砂體相間分布的分流間灣泥質(zhì)巖構(gòu)成了有效的遮擋，為油藏的形成奠定了有利儲(chǔ)蓋配置關(guān)系[8-11]。長(zhǎng)7油層為致密儲(chǔ)層，巖心孔隙度分布范圍是5.01%～10.79%，滲透率分布范圍是0.45～8.39 md。

2 增產(chǎn)方式評(píng)價(jià)

2.1 天然能量開發(fā)

2.1.1 常規(guī)壓裂和體積壓裂

依據(jù)巖石彈性破裂準(zhǔn)則、力學(xué)理論，裂縫一般沿最大主應(yīng)力方向裂開。在常規(guī)壓裂中，措施區(qū)域內(nèi)最大主應(yīng)力值遠(yuǎn)大于最小主應(yīng)力值時(shí)，壓裂結(jié)果通常會(huì)形成一條沿著最大應(yīng)力方向的對(duì)稱主裂縫。如果措施區(qū)域地層的最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力相差很小時(shí)，地層中天然裂縫就會(huì)影響裂縫的啟裂方向，壓裂裂縫會(huì)沿?zé)o規(guī)則天然裂縫向不同方向延伸，從而形成網(wǎng)狀裂縫。體積壓裂在形成1條或多條主裂縫的同時(shí)，天然裂縫也不斷進(jìn)行擴(kuò)張并伴隨發(fā)生脆性巖石的剪切滑移，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石層理、天然裂縫的溝通，從而將儲(chǔ)集體破壞重組，在空間方向上實(shí)現(xiàn)全面改造，促使基巖向各方向裂縫的“最短距離”滲流，降低驅(qū)動(dòng)壓力，提高儲(chǔ)層有效動(dòng)用率，并且降低儲(chǔ)層有效動(dòng)用下限。

由于長(zhǎng)7油層相對(duì)致密，屬于“三低”油藏，定邊油田開展體積壓裂和水力分段壓裂77井次，主要實(shí)施層位為羅龐塬、喬崾峴、東仁溝和新安邊油區(qū)的長(zhǎng)7油層，據(jù)喬崾峴長(zhǎng)7油層體積壓裂工藝(表1)投產(chǎn)初周月情況進(jìn)行分析，常規(guī)壓裂井3口，初周月日產(chǎn)液13.14 m3，產(chǎn)油9.02 t，體積壓裂井13口，初周月日產(chǎn)液36.8 m3，產(chǎn)油19.7 t。

根據(jù)據(jù)實(shí)際生產(chǎn)效果分析，體積壓裂比常規(guī)水力噴砂壓裂更容易形成復(fù)雜的裂縫形態(tài)，在應(yīng)力狀態(tài)和巖石結(jié)構(gòu)都滿足形成復(fù)雜裂縫形態(tài)時(shí)，低粘度液體和更高施工排量有利于形成復(fù)雜裂縫形態(tài)，在保證施工安全的前提下，盡量提高施工排量，大排量有利于形成復(fù)雜的裂縫形態(tài)，使支撐劑在裂縫中有效地鋪置，從而最大化有效裂縫與儲(chǔ)層的接觸面積，體積壓裂投產(chǎn)初期產(chǎn)液較高，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，穩(wěn)產(chǎn)期產(chǎn)量高于常規(guī)水力噴砂壓裂(圖1)。

表1 水平井常規(guī)壓裂與體積壓裂開發(fā)效果對(duì)比

圖1 定邊油田水平井產(chǎn)量變化特征

2.1.2 水平井吞吐采油

水平井吞吐是在同一口水平井進(jìn)行注水(或洗井)、采油的開發(fā)方式，它利用儲(chǔ)層巖石的親水性，在毛管力的作用下，注入水進(jìn)入后駐留在低滲孔道，將原油排驅(qū)到高滲透帶。因此裂縫發(fā)育程度越高，油水接觸面積就越大，越有利于裂縫與基質(zhì)間流體的置換滲吸，滲吸效果越好，注水吞吐效果越好。例如王平3井2014年4月投產(chǎn)，采用水力噴砂射孔分段壓裂改造技術(shù)，縫網(wǎng)較為發(fā)育，2015年4月對(duì)其進(jìn)行泡沫洗井，洗完井關(guān)井15 d，待地層壓力恢復(fù)，開抽后液量上漲到19.162 m3，累計(jì)增油1 513.587 m3。

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)分析認(rèn)為，水平井吞吐采油能有效的補(bǔ)充地層能量，一方面清理井筒的雜質(zhì)，另一方面順著裂縫完成油水置換，進(jìn)一步的提高油井的波及效率，對(duì)致密油注水有著突破性的意義。

2.1.3 體積壓裂不返排悶井?dāng)U壓

借鑒吞吐采油原理排液期短、穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、增油效果好的特點(diǎn)，對(duì)水平井進(jìn)行壓裂后悶井?dāng)U壓不返排，來擴(kuò)大滯留液量等試驗(yàn)。

這兩口井均采用體積壓裂，初期單井產(chǎn)量羅平4含水較高，但與同樣進(jìn)行體積壓裂措施的其他水平井對(duì)比卻穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、增油效果好，分析認(rèn)為一方面是由于形成的人工裂縫網(wǎng)格系統(tǒng)可以為油水置換提供有利條件，另一方面壓裂后悶井?dāng)U壓可以有效補(bǔ)充地層能量，使得油水置換更加完全，從而有利于油井的穩(wěn)產(chǎn)。所以，可考慮對(duì)低產(chǎn)的致密油水平井在復(fù)壓施工前先進(jìn)行注水，待地層壓力提高后再實(shí)施改造措施以提高增油效果(表2)。

表2 定邊油田水平井產(chǎn)量對(duì)比

2.2 注水開發(fā)方式——異步注采

根據(jù)壓差機(jī)理和毛管吸吮作，對(duì)于裂縫連通性較好易于見水的水平井，通過開展異步注采試驗(yàn)(采時(shí)不注、注時(shí)不采)，逐步探索補(bǔ)充能量和控制油井含水的有效方法。試驗(yàn)東仁溝區(qū)域長(zhǎng)7區(qū)域5口水平井，對(duì)周圍10口對(duì)應(yīng)的注水井進(jìn)行調(diào)整，其中東平4的含水由60%下降至50%，東平2含水從100%下降65%，油井見效顯著，動(dòng)液面上升，含水下降，產(chǎn)量增加(圖2)。

圖2 定邊油田水平井注水井網(wǎng)特征

3 結(jié)語

通過體積壓裂方式對(duì)致密油水平井進(jìn)行體積優(yōu)化改造，從而對(duì)裂縫較發(fā)育的低壓致密儲(chǔ)層在依靠天然能量開發(fā)時(shí)，形成整體交錯(cuò)布縫形式,降低驅(qū)動(dòng)壓力，提高儲(chǔ)層有效動(dòng)用率,從而提高水平井產(chǎn)能。

(1)水平井吞吐采油，開放了傳統(tǒng)采油模式，利用毛管吮吸作用和壓差機(jī)理，具有一定的補(bǔ)充地層能量的效果，對(duì)致密油的開采有著新的方向；

(2)體積壓裂壓后不反排悶井憋壓與壓后直接反排對(duì)比具有穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、增有效果明顯的特點(diǎn)。

(3)水平井注水開發(fā)區(qū)域內(nèi)，異步注水有效的改善了水平井開發(fā)注水不見效，見效即見水的矛盾，對(duì)水平井油層改造有著深遠(yuǎn)的意義。

(4)在天然能量開發(fā)水平井的區(qū)域內(nèi),對(duì)水平井盡可能的采用體積壓裂和悶井不返排的改造，在水平井開發(fā)連片的區(qū)域開展吞吐采油的方式，在水平井注水開發(fā)區(qū)域內(nèi)采取異步注采。

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P618.13

A

1004-1184(2017)06-0127-03

2017-08-14

李鵬程(1989-)，男，陜西甘泉人，助理工程師，主要從事油氣勘探開發(fā)研究工作。