重復壓裂裂縫轉向技術在頭臺油田的應用

王興東 （大慶頭臺油田開發有限責任公司，黑龍江 大慶163311）

頭臺油田屬于特低滲透油田，大部分井不壓裂不出油，主要以壓裂投產開發方式，在地層中壓出1條有高導流能力的人工裂縫。由于裂縫滲透率遠遠高于基質滲透率，隨著油田的開發 ，老裂縫控制的原油已接近全部采出，但某些井在現有開采條件下尚控制有一定的剩余可采儲量。為了充分發揮油井的生產潛能 ，往往需要重復壓裂。目前，國內外實施的重復壓裂有2種方式：①延伸原有裂縫。油田開發過程中，由于壓力、溫度等環境條件的改變，引起原有壓裂裂縫失效。這類井需要加砂重新撐開原有裂縫，穿透堵塞帶就可以獲得不同程度的效果。另外，壓裂改造規模不夠，或者支撐裂縫短，或者裂縫導流能力低，這類井必須加大壓裂規模繼續延伸原有裂縫，或者提高砂量以增加裂縫導流能力。②層內壓出新裂縫。對于厚油層在縱向上的非均質性，油層內見效程度不同，層內矛盾突出而影響開發效果。可以通過補射非主力油層或對非均質厚油層重復壓裂、或者壓裂同井新層等措施改善出油剖面，從而取得很好的效果。對于薄差油層主要利用重復壓裂裂縫轉向技術，在老裂縫的基礎上，產生新的人工裂縫，增大滲流面積，達到增油增產的目的。

1 重復壓裂裂縫轉向技術

重復壓裂裂縫轉向技術是應用化學暫堵劑使流體在地層中發生轉向，在壓裂中可以暫堵老縫或已加砂縫，從而造出新縫或使壓裂砂在裂縫中均勻分布，主要作用有縱向剖面的新層啟動、重復壓裂的平面上的裂縫轉向、裂縫單向延伸的控制。轉向技術的實施方法是在施工過程中實時地向地層中加入適量轉向劑，該劑為粘彈性的固體小顆粒，遵循流體向阻力最小方向流動的原則，轉向劑顆粒進入井筒的炮眼，部分進入地層中的裂縫或高滲透層，在炮眼處和高滲透帶產生濾餅橋堵，可以形成高于裂縫破裂壓力的壓差值，使后續工作液不能向裂縫和高滲透帶進入，從而壓裂液進入高應力區或新裂縫層，促使新縫的產生和支撐劑的鋪置變化。產生橋堵的轉向劑在施工完成后溶于地層水或壓裂液，不對地層產生污染。

2 現場試驗

壓裂施工時對于同一油層在不同時間分別壓裂2次，第1次壓開裂縫后停泵25min左右，以確保壓開的裂縫能夠閉合和利于增強附加的應力。然后采取高強度暫堵材料封堵已形成的裂縫，通過第2次壓裂和附加應力的作用，以促使壓開與原裂縫形成一定角度的新裂縫。施工時對2次壓裂進行微地震測試，監測裂縫的方位及形態。同時壓后采取強制閉合工藝技術，從而使得支撐剖面更趨合理，完善裂縫縱向支撐剖面，從而最大限度地保證支撐劑在產層里的有效支撐。并在壓裂施工全程追加水化劑配合，能夠減少壓裂液對地層的傷害，提高壓裂液的返排率。

針對以上條件限制，選取了源23區塊具有一定砂巖厚度和有效厚度的3口井進行試驗。

2.1 監測分析轉向效果

對上述壓裂3口井中的源21-103井人工裂縫的形成與擴展過程進行了監測。判斷是否產生新縫。主要依據以下3個方面：①2次壓裂裂縫的方位；②破裂壓力是否變化；③裂縫高度是否有變化。重復壓裂轉向效果統計表如表1，從表中可以看該壓裂井裂縫發生轉向，轉向角度為約10°。該井第1次壓裂的井口壓力是20MPa，排量2.0m3／min；第2次壓裂的井口壓力是32MPa，排量2.4m3／min。分別監測到的人工裂縫形態如圖1所示。

表1 重復壓裂轉向效果統計表

仔細觀測裂縫走向迭加圖可以看出，第2次壓裂，該井人工裂縫近東西向，東西裂縫長度約150m，然后轉向第1次壓裂裂縫的方向，出現明顯的典型裂縫轉向過程。把2次觀測的微地震點迭合在一起，第2次檢測結果相對第1次觀測結果，不僅初裂縫不重合，延伸后的裂縫也有差別，后者有明顯的裂縫轉折過程，轉折后的裂縫與第1次壓裂形成的裂縫走向大體一致。2者的裂縫高度差近2m，這表明該層的二次壓裂出現了典型的人工裂縫轉向過程。

圖1 源21-103井壓裂裂縫走向迭加圖

2.2 措施后效果分析

1）壓裂前后對比 重復壓裂裂縫轉向效果對比如表2所示。由表2可知，壓前平均單井日產液1.2t，日產油1.0t，采油強度0.33t／（m·d）。壓后初期平均單井日產液4.4t，日產油3.5t，采油強度1.17t／（m·d）。平均單井日增油2.5t，平均單井采油強度增加0.84t／ （m·d）。

表2 重復壓裂裂縫轉向效果對比表

2）與普壓井對比 2009年同期，對頭臺油田老井進行普通壓裂，老井普通壓裂初期平均單井日產液3.8t，日產油3t，采油強度為0.94t／（m·d），重復壓裂裂縫轉向與普通壓裂效果對比如表3所示。重復壓裂裂縫轉向與普通壓裂相比，初期平均單井日增油0.5t，采油強度增加0.23t／（m·d）。

表3 重復壓裂裂縫轉向與普通壓裂效果對比表

[1]李凡磊，張志海，劉更新，等.轉向壓裂技術在江蘇油田的應用 [J].油氣井測試，2006，3（1）：55-57.

[2]劉進軍，古麗曼，解利軍，等.轉向壓裂技術在淮東油田的應用 [J].新疆石油天然氣，2007，9（3）：56-58.