杜 敏，王瑤瑤，夏晨丹，魏夢(mèng)園，李 寧

（陜西延長(zhǎng)油田股份有限公司勘探開發(fā)技術(shù)研究中心，陜西 延安 716000）

0 引言

CO2蓄能壓裂技術(shù)應(yīng)用在油田上已有近40 年，在低壓敏感性油氣藏中有較好的增產(chǎn)效果。因?yàn)槠洳粌H具有CO2驅(qū)油的效果，同時(shí)壓裂可以增加導(dǎo)流裂縫，具有較好的增產(chǎn)效果[1-2]。

X 區(qū)塊低滲油藏位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡，地層平均滲透率為0.30 mD，平均孔隙度為6.63%，屬于低孔低滲油藏。原始地層壓力為8.4 MPa，原始含油飽和度為26.53%，周邊井注水開發(fā)效果不顯著，平均日產(chǎn)油為0.67 t。延長(zhǎng)油田主力產(chǎn)層長(zhǎng)6 儲(chǔ)層具有低孔、低滲、低壓、黏土礦物含量高等特點(diǎn)，適合開展CO2蓄能壓裂技術(shù)應(yīng)用。為了提高油井的采收率，采用CO2前置蓄能壓裂技術(shù)，分析CO2前置增能壓裂的特點(diǎn)[3]，并對(duì)壓裂后的開發(fā)效果進(jìn)行分析。

1 CO2 前置增能壓裂特點(diǎn)

CO2前置增能壓裂和水力壓裂都可以增加地層能量，相較于水力壓裂，CO2蓄能壓裂過程中CO2氣化膨脹，可有效提高地層壓力，同時(shí)CO2在原油中的溶解可以有效的降低原油黏度和界面張力，提高流動(dòng)性[4-7]。CO2增能壓裂具有無水相、無殘?jiān)?、易返排的特點(diǎn)，在CO2壓裂過程中，注入液態(tài)氣體在進(jìn)入地層后因?yàn)閴毫训淖兓兂蓺鈶B(tài)，可以提高壓裂液的返排率，減少壓裂液滯留傷害[8]。因?yàn)镃O2不含水，注入的CO2與地層水反應(yīng)生成碳酸，使地層液態(tài)環(huán)境呈酸性，可抑制黏土膨脹和運(yùn)移堵塞地層，減少水敏傷害，所以在水敏地層或者水鎖地層能夠應(yīng)用。由于壓裂液在堿性條件下交聯(lián)，酸性環(huán)境促進(jìn)壓裂液的破膠水化，有效的增強(qiáng)壓裂液破膠效果[9-11]。

2 壓裂設(shè)計(jì)

由于本井區(qū)屬于老井井區(qū)，為保證施工安全，優(yōu)化施工排量為1.5 m3/min。排量小，施工簡(jiǎn)便。采用“27/8 N80 油管+封隔器”壓裂方式，保護(hù)上部套管，保證施工安全。從鄰近3 口井施工數(shù)據(jù)來看，停泵壓力平均為8.4 MPa，計(jì)算裂縫延伸壓力梯度為0.017 MPa/m，各施工排量下井口施工壓力預(yù)測(cè)結(jié)果，如表1 所示。

表1 各施工排量下井口施工壓力預(yù)測(cè)結(jié)果

壓裂層段溫度46.5 ℃左右，采用低溫的壓裂液體系，剪切速率170s-1下，90min 剪切黏度大于120mPa·s?；吼ざ却笥?1 mPa·s；壓后2 h 內(nèi)破膠，破膠液黏度小于5 mPa·s。裂縫延伸壓裂梯度在0.003 9 MPa/m左右，預(yù)測(cè)本井閉合壓力為14.6 MPa，采用20/40 目石英砂作為支撐劑?；簽榍逅?0.35%羥丙基胍膠+0.3%助排劑+0.2%黏土穩(wěn)定劑+0.2%破乳劑+0.1%殺菌劑+pH 調(diào)節(jié)劑，交聯(lián)液為0.40%有機(jī)硼，破膠劑為低溫破膠劑[12-14]（其中數(shù)值均為對(duì)應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。在施工排量1.5 m3/min、加砂量15 m3的條件下，模擬裂縫圖如圖1 所示，裂縫參數(shù)如表2 所示。

圖1 X-1 井壓裂裂縫模擬圖

表2 裂縫模擬參數(shù)數(shù)據(jù)表

3 CO2 前置增能壓裂現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

本次壓裂所用到的設(shè)備有2000 型（8 000 水力馬）壓裂泵車、混砂車、儀表車、CO2增壓泵車、CO2槽車、砂罐車、壓裂液罐車。首先對(duì)設(shè)備進(jìn)行連接，擺放液罐地面或基礎(chǔ)應(yīng)能承受液罐及裝滿液體后的重量，保證液罐不發(fā)生左右傾斜和向后傾斜。排液管線盡量平直引出，如因地形限制需轉(zhuǎn)彎時(shí)，轉(zhuǎn)彎處使用鑄（鍛）鋼彎頭，其轉(zhuǎn)彎夾角不應(yīng)小于90°，兩套高壓主管線，分別從井口采油樹左右兩翼接出，連接到高低壓分配器。同時(shí)管線按照標(biāo)準(zhǔn)配備單流閥和旋塞閥保證施工安全。所有彎頭連接處采取柔性連接方式，彎頭保證落地。設(shè)備安裝結(jié)束后進(jìn)行排空試壓，壓裂泵車排空之后對(duì)油管及井口試壓35 MPa，對(duì)放噴管線試壓15 MPa，30 min 壓力下降小于0.5 MPa 為合格，按照壓裂施工泵注程序進(jìn)行壓裂施工，最后按照壓裂后放噴排液設(shè)計(jì)要求進(jìn)行排液求產(chǎn)。

X-1 井井深1 392 m，長(zhǎng)6 地層，測(cè)井解釋孔隙度為6.73%，滲透率為0.27 mD，為致密油層的油水同層。2019 年10 月對(duì)該井進(jìn)行CO2蓄能壓裂先導(dǎo)壓裂試驗(yàn)施工過程順利，該井座封壓力在19 MPa，破裂壓力為21.3 MPa，液態(tài)CO2量為50.38 m3，石英砂15 m3，注CO2排量為2.05m3/min，攜砂液的排量為1.75m3/min，砂比22.6%，施工結(jié)束2 h 后進(jìn)行排液，根據(jù)油井壓力前后采用了3、5、8 mm 油嘴分級(jí)放噴，排液結(jié)束，洗井并對(duì)采油設(shè)備進(jìn)行安裝，之后進(jìn)行投產(chǎn)。氣水同出井排液量達(dá)到壓入地層壓裂液量80%以上，且Cl-含量在3 d 內(nèi)波動(dòng)值小于5%后轉(zhuǎn)求產(chǎn)，施工曲線如圖2所示。壓裂前日產(chǎn)油量1.14 t，含水（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）27%，日產(chǎn)液量1.56 t。壓裂后初期日產(chǎn)油量3.38 t，含水25%，產(chǎn)液4.51 t，目前日產(chǎn)油2.63 t，日產(chǎn)液3.43 t，含水22%，截止目前日生產(chǎn)情況基本穩(wěn)定，壓裂前后對(duì)比發(fā)現(xiàn)，含水穩(wěn)定，平均含水下降5%，較壓裂前平均產(chǎn)油量增加1.49 t，平均產(chǎn)液量增加1.87 t，生產(chǎn)曲線如圖3 所示，由此可以看出CO2前置增能壓裂效果較好。

圖2 X-1 井生產(chǎn)曲線圖

圖3 X-1 井CO2 蓄能壓裂施工曲線圖

4 結(jié)論與建議

1）CO2前置增能壓裂相對(duì)于水力壓裂具有無水相、低傷害、易返排、補(bǔ)充地層能量等優(yōu)點(diǎn)，適合鄂爾多斯的低滲油藏。

2）X-1 井累計(jì)加入支撐劑10.5 m3，注入液態(tài)二氧化碳50.38 m3。壓裂后含水穩(wěn)定，較壓裂前平均含水下降5%，平均產(chǎn)油量增加1.49 t，平均產(chǎn)液量增加1.87 t，CO2前置增能壓裂效果較好。

3）該井的試驗(yàn)效果對(duì)鄂爾多斯盆地低滲油藏實(shí)行CO2前置增能壓裂的可行性提供了參考。

4）該技術(shù)在低滲油藏開發(fā)中的有較好的前景，但存在純CO2增黏難度大、成本高等問題。今后可以在如何增加造縫攜砂能力和降低濾失量上做出提升，這個(gè)技術(shù)就會(huì)得到廣泛應(yīng)用。