周建奇

（延長油田股份有限公司吳起采油廠，陜西吳起 716000）

吳起油田地處鄂爾多斯盆地陜北斜坡（伊陜斜坡），目前生產(chǎn)層位主要為侏羅系延安組和三疊系延長組，屬“低孔隙、低滲透、低壓”油藏，而三疊系下組合油藏由于儲層物性差，油井投產(chǎn)過程中如不通過壓裂改造，就無法獲得具有經(jīng)濟價值的工業(yè)油流，所以在實際開發(fā)過程中，儲層的進一步改造都是利用水力壓裂方式，雖然投產(chǎn)初期產(chǎn)量較高，但隨著持續(xù)開采，油井降產(chǎn)快、產(chǎn)量低的現(xiàn)象慢慢凸顯，油田很難做到持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，而油井降產(chǎn)、低產(chǎn)的原因主要是因為：儲層評價待于進一步完善；各類施工質(zhì)量有待于進一步完善和優(yōu)化。

1 下組合油層射孔參數(shù)優(yōu)化

射孔參數(shù)的選定應有利于油層改造、修井作業(yè)等方面綜合考慮，并根據(jù)油井完善程度來選取。

1.1 孔密和布孔方式

因為下組合油層普遍存在物性差的特性，流體流動阻力大，孔密的選擇主要根據(jù)射孔段附近的套管強度是否允許?，F(xiàn)在吳起油田選擇孔密多為13孔/m，射孔裝彈為4相位角90°，采用螺旋型布孔方式進行作業(yè)。

1.2 射孔槍與射孔彈型

在油井開采過程中，為提高射孔彈的穿透性，有效溝通油層與井筒，多采用SYD-102射孔槍和127型射孔彈進行作業(yè)。

1.3 油層射開程度選擇

射孔技術(shù)在開采過程中主要是為后期油井開采和油井壓裂施工作業(yè)進行鋪墊，射開程度好，后期壓裂過程中流體經(jīng)過孔眼所產(chǎn)生的摩阻以及后期地層流體進入井筒所受到的流體阻力均會減小，還根據(jù)動用儲層的厚度和臨層之間的關系進行選擇。

（1）針對砂體中未出現(xiàn)明顯高含水層位顯示，在射孔時可根據(jù)油層有效厚度來選擇射開程度。

（2）針對砂體中出現(xiàn)明顯高含水層位顯示，在射孔作業(yè)時僅考慮高含水部分層段，對高含水的層段應避免射開程度過大而溝通水層。

2 壓裂施工參數(shù)優(yōu)化

2.1 壓裂支撐劑選擇

目前壓裂通常采用的支撐劑為石英砂和陶粒砂兩種，因石英砂的破碎強度低，適合用于油層埋藏淺的三疊系長6以上油層，吳起油田下組合油層埋藏較深，部分區(qū)塊埋深均在2 400~2 550m左右，由于地層閉合壓力過大，石英砂抗壓強度不夠，極易破碎，破碎后所產(chǎn)生的粉末狀顆粒會堵塞地層滲流通道，減小閉合裂縫的導流能力，從而縮短油井穩(wěn)產(chǎn)時間。使用陶粒砂與石英砂作對比，使用陶粒砂穩(wěn)產(chǎn)后單井產(chǎn)量增加0.2~0.4m3/d。

結(jié)合吳起油田開發(fā)現(xiàn)狀，對比常規(guī)石英砂壓裂，評價陶粒砂壓裂效果，在吳起油田對于油層埋深超過2 200m以下的油層使用陶粒砂作支撐劑。

2.2 壓裂液選擇

水力壓裂是低滲透儲層改造的主要手段，壓裂液在壓裂的過程中起到十分重要的作用，它主要的作用是傳遞壓力，開辟人工裂縫并將支撐劑帶入人工裂縫，之后能迅速降黏快速返排出地層，目前應用的羥丙基胍膠水基壓裂液是最為廣泛和成熟的一種壓裂液，因其攜砂性能優(yōu)、易破膠反排、殘渣少、地層傷害小、成本低等優(yōu)點，長期占據(jù)壓裂液市場的主力。然而由于目前環(huán)保要求、采出水返排液難以處理的壓力。

清潔壓裂液具有易破膠和易返排的特點，返排液中殘渣含量低，與地層流體接觸，不會產(chǎn)生降低油層滲透率的雜質(zhì)，入地液體與油層配伍性極好，不會污染地層，施工后有效提高單井產(chǎn)量，達到最終的施工目的。根據(jù)清潔壓裂液現(xiàn)場試驗，取得清潔壓裂液的幾項最基本參數(shù)，如配方比例、成膠時間、成膠黏度、攜砂性能、破膠時間、破膠黏度及反排效率等均達到技術(shù)要求，并與鄰井同層同規(guī)模選取胍膠壓裂液的井比較后產(chǎn)量無變化，得出現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)并分析工程現(xiàn)場可行性；清潔壓裂液與胍膠壓裂液相對比有以下優(yōu)點：

（1）能有效利用油井壓裂返排液和油層采出水。

（2）壓裂后壓裂液破膠后對儲層傷害更小。

（3）可以進行二次利用。

（4）有效降低作業(yè)費用。

采用清潔壓裂液注意事項：必須選取同層礦化度相差不大的采出水并經(jīng)過沉淀過濾后方可進行壓裂。

結(jié)合目前生產(chǎn)現(xiàn)狀，對于部分采出水較多的區(qū)塊進行集中分層系收集，因用作清潔壓裂液或條件限制的情況下采用胍膠作壓裂液。

2.3 壓裂施工排量優(yōu)化

壓裂施工排量對控制壓裂裂縫有較大影響，由于支撐劑的沉降或者重力的作用，在裂縫閉合后，高濃度攜砂液將支撐劑攜帶至油層的中下部，而油層中的高滲透帶具有鋪砂不均的情況。

儲層巖性和地應力差值是裂縫能否延伸的重要原因，但壓裂過程中的規(guī)模大小、施工排量選擇等參數(shù)對裂縫高度影響較大。施工液量90m3，施工排量選擇為2.0m3/min時，地層所產(chǎn)生的裂縫高度一般在25~30m3，裂縫高度主要根據(jù)入地液量和施工排量而變化。在地層條件不變的情況下，排量大，裂縫高度就高，所以選定合理的施工參數(shù)既可以避免非儲層段無效裂縫高度，還可以有效提高對儲層段動用程度，加大裂縫長度，提高油井產(chǎn)能。

對于吳起油田下組合油藏長7、長8、長9、長10油層，一般施工排量選取為2m3/min時，油井產(chǎn)量較好。

通過對歷年來施工的經(jīng)驗總結(jié)，當壓裂過程中排量小于1.8m3/min時提高加砂比時極易造成油井砂堵事故，導致施工不連續(xù)，影響工程質(zhì)量等，所以對壓裂排量的選擇應要根據(jù)儲層縱向油層段的有效厚度來確定：

當砂體有效厚度小于15m時，壓裂排量控制在2.0~2.5m3/min；砂體有效厚度在15~25m時，壓裂排量控制在2.5~2.8m3/min；砂體有效厚度大于25m的油層段，壓裂排量應控制在2.8m3/min以上。

由于三疊系油層下組合物性差，施工過程中容易出現(xiàn)砂堵或者壓力高等現(xiàn)象，所以在施工過程中需要提高施工排量時，應盡量提高前置液注入量，進而減少砂堵的概率。

2.4 前置液用量

前置液量的設計應本著能少就少的原則，減少外部流體對地層的破壞和造傷害，施工過程中應以提高液體效率為主要目的，控制前置液的規(guī)模。前置液用量大多濾失在地層中，所以在注入前置液時應增大前置液交聯(lián)用量，提高前置液黏度（要稍大于攜砂液），或在前置液中加入40~70目低密度的粉陶壓裂砂預防壓裂液濾失。類似儲層測試壓裂取得地層綜合濾失系數(shù)范圍在（1.5~3.3）×10-4m/min1/2，綜合濾失系數(shù)均較低，考慮前置液量優(yōu)化按支撐裂縫半長與造縫半長之比在85%~90%來確定。以此為依據(jù)，相應前置液量在20%~28%。

2.5 壓裂施工砂比優(yōu)化

對下組合油層特低滲透儲層壓裂改造，采用前置液量大、砂比低的壓裂改造思路進行壓裂改造，在未注水受益區(qū)，應增加前置液注入量，降低平均砂比，補充地層能量，確保壓裂施工效果和油井取得較好的產(chǎn)量。

一般認為對下組合特低滲透儲層，壓裂施工砂比應控制在25%~28%，才能獲得較好的油井產(chǎn)能。

2.6 壓后放噴排液優(yōu)化

根據(jù)以往儲層壓降分析結(jié)果表明，壓后關井30~50min時間內(nèi)，壓裂裂縫均出現(xiàn)明顯的變化，實現(xiàn)裂縫初閉合，支撐裂縫承受來自地層巖石的部分壓力，此時壓裂裂縫內(nèi)的支撐劑填砂剖面被固定，不能再進行大面積的移動。如果對放噴過程和抽汲過程沒有嚴格控制，縫口支撐的砂子會被帶出地層，造成地層吐砂嚴重，從而降低儲層裂縫的導流能力。因此，壓后關井60min后應立即放噴，放噴采用油嘴控制放噴，一般初期采用4~8mm油嘴，后期采用8~12mm油嘴或采用閘門控制放噴的方式進行放噴排液。油嘴的選擇應根據(jù)井口油壓進行選擇?？蓞⒄找韵虑闆r進行選擇：

（1）井口油壓大于5MPa，采用4mm油嘴放噴。

（2）井口油壓3~5MPa，采用6mm油嘴放噴。

（3）井口油壓1~3MPa，采用8mm油嘴放噴。

（4）井口油壓小于1MPa，采用12mm油嘴放噴或采用閘門控制放噴。

3 下組合油藏低效井增能壓裂應用

吳起油田下組合開發(fā)面積239.40km2，探明儲量8 453× 104t，平均單井日產(chǎn)油0.86t，綜合含水31.37%，采出程度為4.91%，具有較大的開發(fā)潛力。目前對下組合油藏采取常規(guī)水力壓裂方式投產(chǎn)，因改造程度低，波及體積小，油井產(chǎn)能低，穩(wěn)產(chǎn)時間短，日產(chǎn)油小于0.5t，難以達到經(jīng)濟有效動用，這不僅與儲層物性差有關，也與地層天然能量不足有關。因此可以考慮在壓裂時注入大量對地層低傷害的前置液，補充地層能量，然后再按體積壓裂方式完成壓裂。實施低效井增能壓裂選井條件：

1）選取含油層砂體較厚的下組合的油層段。

2）投產(chǎn)后初期產(chǎn)量高、降產(chǎn)較快的油井。

3）未在注水受益區(qū)的邊緣油井。

4）初期液量、含水較低的油井。

5）上下夾層較厚的油井。

對以上條件的低效井適合增能壓裂措施改造。

（1）增能壓裂規(guī)模，根據(jù)按選井條件注入前置液量300~800m3后再進行體積壓裂技術(shù)改造。

（2）壓裂結(jié)束后關井憋壓，壓降小于5MPa后安裝油嘴由小到大進行放噴在進行投產(chǎn)。

下組合低效井，通過“大前置液量+體積壓裂”技術(shù)主體的增能壓裂增產(chǎn)機理及施工工藝進行研究，對吳起油田下組合油藏進行試驗應用，實現(xiàn)較常規(guī)壓裂提高單井產(chǎn)能和延長壓裂有效期的目的，為吳起油田下組合油藏高效開發(fā)提供新的技術(shù)思路和措施工藝。

4 結(jié)束語

油田開發(fā)及措施改造增產(chǎn)增注離不開壓裂，吳起油田對三疊系下組合儲層壓裂優(yōu)化具有重要意義，通過以往的壓裂經(jīng)驗，在下組合油藏改造后達不到預期開采效果和延長穩(wěn)產(chǎn)，從而優(yōu)化了射孔、壓裂作業(yè)各項參數(shù)后，對下組合油藏開發(fā)有效提高了采收率，為油田穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義。