孫宇翔，王 濤，高 勇

（1.陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究院，陜西西安 710075；2.延長(zhǎng)油田股份有限公司七里村采油廠，陜西延安 717500）

壓裂工藝是通過地面的高壓泵組向油井內(nèi)注入排量超過地層吸收能力的高黏液體，使之在油井需要壓裂的層段產(chǎn)生高壓，當(dāng)產(chǎn)生的高壓超過地層破裂壓力時(shí)，就會(huì)使油井需要壓裂的層段形成裂縫，當(dāng)壓裂液進(jìn)入這些裂縫之后，在其所攜帶的支撐劑的作用下，可在壓裂段形成穩(wěn)定的不再閉合的具有導(dǎo)流能力的裂縫，通過改善油井滲流能力從而達(dá)到油氣井增產(chǎn)的目的[1-2]。對(duì)于低滲透油氣田來說，如果不進(jìn)行有效的壓裂改造，一般沒有產(chǎn)能[3]。

1 地質(zhì)背景

七里村采油廠，是中國(guó)陸上石油工業(yè)的發(fā)祥地，大陸第一井就誕生在這里。目前所轄資源面積約550km2，七里村采油廠的勘探開發(fā)層位主力為長(zhǎng)6儲(chǔ)層。長(zhǎng)6儲(chǔ)層巖性以灰色細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖為主，各油層亞組具有近似特征；砂巖顆粒分選較好，呈定向排列，成巖作用強(qiáng)烈[4]；長(zhǎng)6儲(chǔ)層埋藏淺（200～850m）、物性差（平均孔隙度只有7%～9%，平均滲透率為0.3～0.5mD，含油飽和度35%～43%；地層壓力3.3～4.1MPa，壓力系數(shù)0.72，原油黏度5.53MPa·s；原油密度0.837g/cm3；地層水礦化度20 965.30mg/L，水型主要為CaCl2型[5]。為典型的淺埋藏、低壓、特低孔、超低滲巖性油藏。

2 七里村油田開發(fā)投產(chǎn)特征

七里村油田開發(fā)層位為長(zhǎng)6油層，沒有邊底水，為巖性溶解氣驅(qū)油氣藏，受巖性控制，非均質(zhì)性相對(duì)較強(qiáng)，有一定的層理發(fā)育，因此在選擇壓裂層段時(shí)會(huì)選擇相對(duì)較好的層段打開，一般射孔位置會(huì)控制在油層中上段，通常射孔段為1～2m，相鄰兩個(gè)射孔段至少間隔4m。打開程度較低，對(duì)于油層品級(jí)較好的油層，開發(fā)效果較好。

七里村油田在多年壓裂投產(chǎn)過程中，基本采用常規(guī)壓裂的投產(chǎn)方式，壓裂排量多為2m3/min，這種壓裂僅僅起到了溝通油層的作用，一般在油層中留下一條主裂縫，無法在油層周圍形成縫網(wǎng)結(jié)構(gòu)，波及面積小，動(dòng)用程度低，對(duì)于3～5m的油層，只能作業(yè)一次，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間短，后期改造成本較高。

隨著開發(fā)生產(chǎn)的需要，常規(guī)壓裂開發(fā)模式已不能滿足其生產(chǎn)需要，因此在技術(shù)上必須進(jìn)行革新。近幾年，為有效動(dòng)用油層，擴(kuò)大壓裂形成的裂縫規(guī)模，在油層周圍形成縫網(wǎng)結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大波及面積，七里村油田改變投產(chǎn)模式，將部分油井的投產(chǎn)模式更改為體積壓裂，以達(dá)到增產(chǎn)的目的。

體積壓裂是以水力壓裂技術(shù)手段實(shí)施對(duì)油氣儲(chǔ)集巖層的三維立體改造，形成人工裂縫立體網(wǎng)絡(luò)，在水力壓裂過程中，使天然裂縫不斷擴(kuò)張和脆性巖石產(chǎn)生剪切滑移，形成天然裂縫與人工裂縫相互交錯(cuò)的裂縫網(wǎng)絡(luò)，從而增加改造體積，提高初始產(chǎn)量和最終采收率，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)。體積壓裂多為大排量，大液量，砂比較小，七里村油田的體積壓裂排量多為4～6m3/min，砂量20～40m3，砂比為10%～20%。根據(jù)不同層位，巖石物性采用不同壓裂參數(shù)。

3 郭813井組壓裂效果分析

通過各井生產(chǎn)曲線圖（圖1）對(duì)比分析，體積壓裂整體采出程度為常規(guī)壓裂的2～3倍，在壓裂的投產(chǎn)初期產(chǎn)量大，較常規(guī)壓裂多3～4倍，產(chǎn)量持續(xù)6～10個(gè)月，后期衰減，目前日產(chǎn)與常規(guī)井接近；通過井組單井累計(jì)產(chǎn)量對(duì)比（圖2）顯示，除了郭813-6無效果外，3口體積壓裂井累計(jì)產(chǎn)量500t左右，而常規(guī)壓裂井3年累計(jì)產(chǎn)量?jī)H為150t左右，體積壓裂效果顯著；

圖1 郭813井組生產(chǎn)曲線對(duì)比圖

圖2 郭813井組單井累產(chǎn)對(duì)比曲線

從動(dòng)用油層情況看（圖3），郭813-3、6、7、8動(dòng)用油層厚度依次增大，油層品質(zhì)基本一致。從射孔段數(shù)的密度看，郭813-3為一個(gè)小層射孔兩段，其余則每個(gè)小層射孔一段。結(jié)合壓裂后產(chǎn)量變化，在體積壓裂工藝下，同時(shí)動(dòng)用多個(gè)油層并不能提高單井產(chǎn)能。

圖3 郭813井組體積壓裂油層及射孔井段示意圖

從表1看出，常規(guī)壓裂射孔段密度，壓裂液量、加砂量、施工排量基本一致，體積壓裂液量、加砂量、施工排量基本一致，主要差別在于射孔段密度。

表1 郭813井組施工參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

各井體積壓裂效果（圖4）基本接近，裂縫帶長(zhǎng)178m，裂縫帶寬86m，裂縫帶高31m，從裂縫監(jiān)測(cè)的成果看，達(dá)到了體積壓裂改造儲(chǔ)層的效果，裂縫規(guī)模遠(yuǎn)大于常規(guī)壓裂。

圖4 郭813井組裂縫監(jiān)測(cè)成果

壓裂施工曲線反應(yīng)（圖5），除郭813-6井以外，各井在由基礎(chǔ)排量2MPa上提至4MPa過程中，出現(xiàn)明顯的巖石破裂壓力，且有較長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)。對(duì)比壓裂效果分析，郭813-6壓裂施工失敗，主要原因可能有兩個(gè)，一是射孔位置處于巖性界面位置，二是該井可能存在天然裂縫。也說明，單純的裂縫延伸不能提高單井產(chǎn)量，必須有一定的基質(zhì)儲(chǔ)層破碎才能有效提高單井產(chǎn)量。

圖5 郭813井組單井壓裂施工曲線

4 結(jié)束語

1）體積壓裂投產(chǎn)效果明顯，體積壓裂投產(chǎn)的整體采出程度為常規(guī)壓裂投產(chǎn)的2～3倍，尤其在投產(chǎn)初期，產(chǎn)量更高，體積壓裂穩(wěn)產(chǎn)的持續(xù)時(shí)間較常規(guī)壓裂更長(zhǎng)。

2）在體積壓裂工藝下，同時(shí)動(dòng)用多個(gè)油層并不能提高單井產(chǎn)能；但是體積壓裂改造儲(chǔ)層的裂縫規(guī)模遠(yuǎn)大于常規(guī)壓裂。

3）單純的裂縫延伸不能提高單井產(chǎn)量，必須有一定的基質(zhì)儲(chǔ)層破碎才能有效提高單井產(chǎn)量。