特低滲透油層多層壓裂選層地質條件分析

鄭忠文，范慶雄，田世偉，付繁榮，史哲峰

（1.長安大學，陜西西安 710061；2.西安石油大學，陜西西安 710061；3.延長油田股份有限公司青化砭采油廠，陜西延安 716000）

特低滲透油層多層壓裂選層地質條件分析

鄭忠文1，范慶雄2，田世偉3，付繁榮3，史哲峰3

（1.長安大學，陜西西安 710061；2.西安石油大學，陜西西安 710061；3.延長油田股份有限公司青化砭采油廠，陜西延安 716000）

從油層角度，通過對影響單井產能因素的分析以及現場生產實踐，認為地層系數是影響姚店油田單井初期產能的主要原因之一，并利用統計規律簡化油層射開程度、表皮系數、層間干擾等因素，建立初期產能估算公式。當多層壓裂動用油層地層系數大于14×10-3μm·m，且單層動用油層地層系數小于6×10-3μm·m時，采用多層壓裂可有效提高單井初期產能，達到單層采油初期產能的1.5～2倍，當單層壓裂油層地層系數大于6×10-3μm·m時，多層壓裂的增產能力較小，油井適宜于單層開采。多層壓裂與單層壓裂初期產量遞減程度一致，遞減規律相同。因此，依據地層系數優選油井進行多層壓裂，值得進一步試驗與擴展的開發模式。

多層壓裂；地層系數；提高單井初期產能

姚店油田屬于特低滲透、低豐度、低壓油藏，油層厚度小，夾層發育，油井均經人工壓裂投產，人工裂縫以水平縫為主。新井投產延續早期開發模式，即當年先壓開一層生產，次年對該井老層進行二壓或者動用新層。根據其他油田經驗以及往年二壓井效果分析，老井二次壓裂，特別是老層新段壓裂裂縫受地應力場改變影響，裂縫向老縫方向延伸上翹，直接影響到二壓井增產效果，因此，2011年在姚店油田進行多層壓裂試驗，取得了一定的效果與認識。

1 2011年單、多層壓裂效果對比

2011年在姚店油田延河以南區域進行新井壓裂91井次，統計壓裂后生產時間在兩個月以上油井生產情況60口井。

如表1所示，多層壓裂油井27口，當月生產原油1772 t，平均單井生產原油65.6 t，次月平均單井生產原油34.4 t，單月產量遞減57.2%，單井最高初月產量達到127 t，最低32 t。與單層壓裂油井相比，多層壓裂油井平均單井初月多生產原油20.2 t，是單層壓裂油井初月單井平均產量的1.4倍，次月平均單井生產原油是單層壓裂油井的1.2倍，且單層壓裂油井最高初月產 79 t，最低僅 21 t。

兩類油井平均單井產量遞減幅度相當，分別為57.2%，54.0%。

整體上，與單層壓裂相比較，多層壓裂達到了增油的效果，但增油的幅度一般；單井上，產能差別較大，高產井、低產井在兩類壓裂井中均存在（見表1），因此，需要進一步明確單井產能影響因素，進一步優化選井，以達到高效開發的目的。

表1 單層壓裂與多層壓裂效果對比表

2 影響單井產能的因素分析

依據現有資料，本著由地面到地下，由工程到地質的基本原則，以22口單層壓裂油井為主，排除層間干擾，對單井產能影響因素進行分析，主要有以下四個因素：

2.1 壓裂機組固定，壓裂規模一致，施工良好，對單井產能影響不明顯

根據壓裂施工設計原則以及現場施工情況，破裂壓力27～35 MPa，平均33.0 MPa，，施工排量1.9 m3/min左右，平均砂比33%，加砂過程穩定，單井單縫加砂量20～23 m3施工機組固定。壓裂規模，施工過程影響不明顯。

2.2 油層物性、厚度單因素影響不明顯

油層物性，特別是滲透率，是油井產能高低的基本因素，但從孔隙度、滲透率與油井產能的單因素相關性不明顯，也就是說，僅從物性的單因素方面，對油井產能不形成影響，有效厚度類似（見圖1a、b）。

目前的油層分類對于油層的產油能力沒有明確的界定。依據姚店油田北部油氣富集規律儲層分類標準，Ⅰ類儲層，Ⅱ類儲層，Ⅲ類儲層所在油井產能沒有明確的界限，不能反映出油層的生產能力（見圖1c，表2）。

表2 姚店油田儲層分類標準

2.3 油層埋深與單井產能相關

地層能量是油井產能高低的一個決定性因素，在新區沒有注水井對應、低滲透油藏壓力傳導條件差的情況下，油層埋深對油井的產能有重要影響。埋深與油井產能具有正相關性，但相關性較差（見圖2）。

2.4 地層系數與單井初期產能具有良好的相關性

地層系數與油井單井初期產能有良好的相關性，是影響單井初期產能的重要因素，且具有普遍性。

3 單井初期產能簡化估算公式的建立

3.1 單層壓裂油井初期產能經驗公式的建立

依據上述，利用15口井數據（見表3）擬合單層壓裂井的地層系數與單井初期產能的關系式如下：

相關系數0.79。

表3 單井數據數據表

3.2 多層壓裂油井初期產能經驗公式的建立

應用加權平均法計算多層壓裂油井生產油層的地層系數：

建立擬合估算公式：

3.3 多層壓裂油井初期增產能力

根據實際統計，單層壓裂油井動用油層地層系數主要集中于 3～8×10-3μm·m，峰值 5.5×10-3μm·m，多層壓裂油井動用油層地層系數主要集中于15～20×10-3μm·m峰值 16.1×10-3μm·m（見圖 6）。

對應于該區域的單層壓裂、多層壓裂估算單井初月產油量分布范圍分別為，10.4～83 t，54～90.98 t，多層壓裂油井單井初月產油量是單層壓裂油井的0.7～8.7倍（見圖 7）。

表4 多層壓裂數據數據表

當地層系數大于14.5×10-3μm·m，且單壓地層系數小于5.8×10-3μm·m時，采取多斷壓裂，單井初期產油量是單層壓裂的1.5倍以上，增油效果較好；當地層系數大于 12×10-3μm·m，小于 14.5×10-3μm·m，且單壓地層系數在5.8～8×10-3μm·m時，采取多層壓裂單井初期產油量是單層1.0～1.5倍；當小于12×10-3μm·m時，采取單層壓裂效果要好于多層壓裂。

4 結論與建議

（1）從地層角度分析，影響多層壓裂產量高低的主要因素是地層系數。

（2）簡化產量估算公式能夠反映地層系數對產量的影響程度。

（3）單層壓裂油井動用油層地層系數主要集中于3～8×10-3μm·m，峰值 5.5×10-3μm·m，多層壓裂油井動用油層地層系數主要集中于15～20×10-3μm·m，峰值16.1×10-3μm·m。

（4）當地層系數大于 14.5×10-3μm·m，且單壓地層系數小于5.8×10-3μm·m時，多段壓裂具有較好的提高單井初期產油量的前景，建議進一步加強分析，得到精確的判別選擇依據。

[1] 史成恩，萬曉龍，趙繼勇，等.鄂爾多斯盆地超低滲透油層開發特征[J] .成都理工大學學報（自然科學版），2007，34（5）:538-542.

[2] 葛家理.油氣層滲流力學[M] .北京:石油工業出版社，1982.

[3] 李道品.低滲透油田開發[M] .北京:石油工業出版社，1999.

[4] 夏位榮，等.油氣田開發地質學[M] .石油工業出版社，1999.

TE357.14

A

1673-5285（2012）04-0048-05

2012－01-05

鄭忠文，男（1964-），在讀博士，高級工程師，主要從事油氣田開發工作，郵箱:qhbcycbgs@163.com。