楊 飛

(西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065)

我國致密油藏體積壓裂工藝技術(shù)目前仍處于發(fā)展階段。通過恰當?shù)姆椒ㄟM行模擬致密油藏的具體滲流特點，可對不同類型壓裂水平井產(chǎn)能進一步分析和預(yù)測，這對于相關(guān)技術(shù)的優(yōu)化升級改造有著重要的影響。

1 致密儲層特征及縫網(wǎng)形成基本原理

1.1 致密儲層地質(zhì)特征

致密油藏是由比較復(fù)雜的巖性所組成，地層性質(zhì)也比較特殊，致密儲層、滲透率都比較低，開發(fā)難度大，所以，深入分析儲層的實際特點是非常必要的，其中儲層巖石的脆性是非常關(guān)鍵的影響因素。儲層脆性會對致密儲層體積壓裂的狀況產(chǎn)生直接的影響，儲層脆性如果越高，在實際壓裂過程中，便會形成裂縫，有助于流體的儲存和轉(zhuǎn)移。巖石內(nèi)部并不均質(zhì)，因此，當受到一定外力時，內(nèi)部受力表現(xiàn)為非均勻性，從而導(dǎo)致巖石局部發(fā)生破裂，導(dǎo)致形成裂縫。致密儲層巖石脆性也會影響天然裂縫的發(fā)展。當人工與天然裂縫之間相交時，便會出現(xiàn)不同起裂方向。致密儲層體積壓裂使得人工裂縫和天然裂縫之間相互交錯，這樣能夠極大的提升采收率，天然裂縫對于人工裂縫網(wǎng)的實際形成會產(chǎn)生直接的影響[1]。

1.2 縫網(wǎng)形成的基本原理

因為致密儲層天然裂縫的分布以及地質(zhì)環(huán)境特征等因素條件有所不同，只有確定合理的部位和層位，并進一步優(yōu)化體積壓裂工藝技術(shù)，才能夠保障縫網(wǎng)的形成。施工因素主要包括施工排量、射孔方式、裂縫內(nèi)壓力以及支撐劑類型、性能等。致密儲層壓裂施工排量及總液量存在不同時，會對裂縫的長和寬造成一定的影響。當總液量相對較小時，裂縫長度自然就比較短；相反，則越長，改造機體也就越大。當縫內(nèi)凈壓力逐漸提升，人工裂縫延伸，便會形成縫網(wǎng)。裂縫復(fù)雜程度也會對儲層的滲透性產(chǎn)生不同程度的影響。

力學(xué)機理：致密油藏勘探過程中，儲層應(yīng)力方位及大小會對縫網(wǎng)形成產(chǎn)生直接的影響。數(shù)據(jù)顯示，儲層中最大水平應(yīng)力和最小水平應(yīng)力之間差值也會對裂縫的延伸產(chǎn)生影響，主應(yīng)力較強時，對裂縫延伸產(chǎn)生的影響是最大的，裂縫會朝著單一方向不斷發(fā)展，當主應(yīng)力差值減少時，裂縫會朝著多裂縫方向發(fā)展，主應(yīng)力差異值如果小于5MPa時，儲層便形成比較復(fù)雜的體積壓裂縫網(wǎng)[2]。

2 致密油藏體積壓裂水平井滲流特征

2.1 流線模擬

流線主要指的是同一時刻，不同流體質(zhì)點所共同組成的曲線，也能夠反映不同流體運動方向，也被稱之為瞬時流場曲線，也是一種高效的可視化工具。油藏流體質(zhì)點運動過程中，流線垂直等壓線，不同壓力區(qū)域環(huán)境下，流線也是各不相同的，反映著流體的滲流特征。和有限差分數(shù)值模擬相比較，流線模擬的優(yōu)勢是比較突出的，且能夠快速進行求解，計算速度非?？?，因此，對于特定的油藏數(shù)值模擬，應(yīng)當采用流線模擬的方法。

2.2 滲流特征

數(shù)據(jù)顯示，壓裂級數(shù)的不同，會對水平井產(chǎn)量產(chǎn)生一定的影響。壓裂級數(shù)越高，產(chǎn)能自然也就越好。體積壓裂時次裂縫長度為60m。針對不同模型參數(shù)，生產(chǎn)井長度一定情況下時，應(yīng)當先明確體積壓裂段數(shù)，保障縫網(wǎng)鋪滿油藏，從而大幅度提升致密油藏開采率。為了深入研究不同段油藏縫網(wǎng)滲流特征，針對不同段數(shù)體積壓裂進一步模擬開發(fā)，并且保持排距與井距一定，從而得出水平井含水率實際變化曲線。不同水平井含水規(guī)律曲線能夠反映出：1)不同壓裂段數(shù)下，當壓裂段數(shù)多的情況下，含水量下降，當含水量一樣時，產(chǎn)油量也會增加，開采率也會大大提升；2)致密油藏，油井開采生產(chǎn)之前，隨著壓裂段數(shù)逐漸變化，產(chǎn)量也會逐漸增大，段數(shù)如果不斷增高，產(chǎn)量也會越來越大，從而大幅度提升了致密油藏的實際產(chǎn)油量；3)油藏生產(chǎn)前期，體積壓裂會對含水率產(chǎn)生影響，隨著開采程度的不斷變化和增加，體積壓裂段數(shù)也在不斷增加，含水量則變小，壓裂段數(shù)在逐漸增加時，油藏的實際開采程度也在不斷提升。當壓裂段數(shù)超過6段情況下，不會對開采率產(chǎn)生明顯的影響，壓裂段數(shù)也不會受到影響。

2.3 滲流特征

針對致密油藏不同階段滲流狀況，通過對不同時期的飽和度、壓力場以及流現(xiàn)場進行對比，可得出：1)致密油藏生產(chǎn)前期：以縫網(wǎng)附近徑向流為主，井筒附近出現(xiàn)橢圓形，受到壓力影響，含油飽和度較低，以縫網(wǎng)和水平井交匯區(qū)域為中心，并且逐漸朝著四周擴散；2)生產(chǎn)中期：注水井和生產(chǎn)井相連，流線覆蓋在油藏區(qū)域范圍之內(nèi)，并且形成擬徑向流，因為有次裂縫，這樣便會減少縫網(wǎng)之間的壓力，縫網(wǎng)見水后，便會逐漸朝著縫網(wǎng)前段和裂縫慢慢推進，針對壓力場的實際分布，注入水壓力范圍逐漸變??；3)生產(chǎn)末期：流線通常分布在水平井端或者外側(cè)縫網(wǎng)，在交匯處流線比較少，并且形成通道，水由裂縫逐漸滲透到生產(chǎn)井當中，會導(dǎo)致縫網(wǎng)主裂縫分布稀疏，剩余部分不能被代替，在中心縫網(wǎng)段間存在大量剩余油[3]。

3 致密油藏體積壓裂水平井產(chǎn)能預(yù)測

當前國內(nèi)對于致密油藏的滲流特征，主要采用水平井+體積壓裂的方式，可有效提高實際開采率，體積壓裂技術(shù)的應(yīng)用，對致密油藏進行改造，從而改變原油運輸路徑。

3.1 雙重介質(zhì)模型

雙重介質(zhì)模型主要是用于模擬裂縫以及巖石基層不同類型的油藏系統(tǒng)。一般情況下，假設(shè)儲層基質(zhì)主要是由多孔巖石共同組成，且儲存能力高，傳導(dǎo)性相對較弱，裂縫儲存能力低時，傳導(dǎo)性能則更強，介質(zhì)可將其連通。雙重介質(zhì)模型，裂縫性儲層為正交連接系統(tǒng)，裂縫系統(tǒng)能夠保障流體輸送至生產(chǎn)井筒當中，儲層建模是斷裂的連續(xù)體，并且通過常規(guī)網(wǎng)格模擬數(shù)值。裂縫網(wǎng)絡(luò)也能夠體現(xiàn)在不同網(wǎng)格裂縫滲透率方面，定義裂縫空隙指的是儲層巖石與裂縫體積之間的比值，裂縫滲透率與流動方向有著一定關(guān)系，通常為裂縫平面滲透率。通過模擬軟件，建立致密油藏體積壓裂模型，并進一步確定滲流以及致密油藏縫網(wǎng)能力，逐步實現(xiàn)對儲層整體體積的改造目標。雙重介質(zhì)模型的應(yīng)用，能夠詳細精準的反應(yīng)致密油藏基質(zhì)以及天然裂縫狀況及作用，改造區(qū)外部為單重介質(zhì)填充模型，應(yīng)當保障縫網(wǎng)主裂縫與水平應(yīng)力平行，這樣也有助于壓裂縫網(wǎng)和天然裂縫之間的溝通，并且能夠最大程度上體現(xiàn)致密油藏體積壓裂縫網(wǎng)主要滲流特征。

3.2 目標區(qū)塊

某盆地193井區(qū)致密儲層為目標區(qū)塊，區(qū)塊長為1 100 m，寬1 000 m，油藏厚度約為20 m，水平井長度為800 m，縫網(wǎng)裂縫長為690 m，寬帶為70 m，縫高與儲層厚度大致相同，簇間距在10 m左右，模擬實際油藏生產(chǎn)20 a。

3.3 體積壓裂水平井特征

前面基于水平井縫網(wǎng)的不同位置，進一步研究與分析了體積壓裂縫網(wǎng)分布規(guī)律，并通過注水開發(fā)進一步分析在不同縫網(wǎng)環(huán)境下的實際產(chǎn)油量和含水量。在前期，體積壓裂縫網(wǎng)邊緣部分的整體產(chǎn)量最大，中間部分相對較小，注水增加的同時，含水率會快速上升，之后慢慢遞減，處于平穩(wěn)狀態(tài)，中間部分見水最晚。為了深入探究其特點，可通過建立介質(zhì)模型，對不同開發(fā)環(huán)境及方式進行模擬，從而了解油藏的具體生產(chǎn)情況。結(jié)合不同開發(fā)方式產(chǎn)能特征可得出：衰竭方式模擬開發(fā)過程中，初期區(qū)塊產(chǎn)油量為42 m3，之后，隨著時間的推移會逐漸下降，累計產(chǎn)油量逐漸趨于平穩(wěn)狀態(tài)，采用5點式注水開發(fā)過程中，日產(chǎn)油量快速的減少，在之后的時間里，注水和縫網(wǎng)之間會形成驅(qū)替系統(tǒng)，日產(chǎn)油量逐漸下降，下降速度慢慢減少，之后趨于平穩(wěn)狀態(tài)。

4 結(jié)語

儲層巖石脆性是評價儲層大小以及優(yōu)選壓裂井段的重要基礎(chǔ)理論依據(jù)。在脆性指數(shù)越高的情況下，更加容易形成比較復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)，不同方位天然裂縫起裂以及延伸方向之間密切相關(guān)，同時也會對油藏的改造體積產(chǎn)生影響，縫網(wǎng)形成和水平應(yīng)力差大小有著直接的關(guān)系。通過優(yōu)化設(shè)計致密油藏體積壓裂技術(shù)工藝，可形成復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)，增大油藏接觸體積，提升致密油產(chǎn)量。