水平井壓裂技術(shù)在特低滲油藏中的應(yīng)用

張軍濤 申 峰，吳金橋，陶紅勝

(陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西 西安 710075)

水平井壓裂技術(shù)在特低滲油藏中的應(yīng)用

張軍濤 申 峰，吳金橋，陶紅勝

水平井壓裂技術(shù)是特低滲透油田開發(fā)非常有效的一項開采技術(shù)，該技術(shù)通過多年的發(fā)展已日趨成熟，但在施工過程中也存在一些難題。以延長石油特低滲油藏的薛平1井為例，重點介紹了降破壓技術(shù)、覆膜石英砂和連續(xù)混配供液技術(shù)在該井的應(yīng)用，并結(jié)合油藏實際效果，分析了這3項技術(shù)的應(yīng)用效果和前景。

水平井壓裂；降破壓；覆膜石英砂；連續(xù)混配

薛平1井為延長石油特低滲儲層長6層的一口水平井，該井在壓裂施工的過程中為了取得好的壓裂效果，針對壓裂施工存在的難題［1-2］采取了一系列針對性的措施。如為了降低施工中的破壓采用了降破壓技術(shù)，為了降低壓后出水選用了覆膜石英砂作為支撐劑，為解決施工場地限制的問題采取了連續(xù)混配供液技術(shù)，通過這些技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)場施工順利，并取得了較好的改造效果。

1 裂縫優(yōu)化

依據(jù)薛平1井井身軌跡報告，水平段井筒方位NE142～146°，與最大水平主應(yīng)力方向(據(jù)5-28井壓裂資料主裂縫77°)有約65°左右的夾角，這樣裂縫延伸方向與井筒方位有比較大的偏移，因此，在水平井段將形成橫向延伸裂縫。

依據(jù)延長油田長6儲層水平井裂縫數(shù)目與產(chǎn)量地質(zhì)模型及水平井生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，得出裂縫條數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系確定了該井的裂縫條數(shù)。水平井試驗資料說明，縫間距對產(chǎn)量有明顯影響，縫間干擾突顯在中間裂縫［3］，根據(jù)不同裂縫間距組合情形下壓裂水平井累計產(chǎn)量的優(yōu)化研究結(jié)果，結(jié)合實際測井解釋資料，對薛平1井的縫間距進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。根據(jù)裂縫優(yōu)化的結(jié)果，運用FracProPT10.3三維壓裂軟件分別對水平段各裂縫進(jìn)行模擬優(yōu)化。

2 降破壓技術(shù)

在同一區(qū)塊，同等埋深情況下，水平井的破裂壓裂往往高于直井的破裂壓力。高的破裂壓力會增加壓裂施工的難度，甚至導(dǎo)致壓裂施工的失敗(由于壓力過高而未壓開儲層)。因此，對于水平井壓裂技術(shù)來說，降破壓技術(shù)至關(guān)重要。目前，較為常用的降破壓技術(shù)有2種：一種是采用特殊的射孔方式，另外一種是在壓裂前向儲層注入降破壓劑來降低破裂壓力。薛平1井所處區(qū)塊長6層的深度為2000m左右，破裂壓力較高，為了降低該井的破裂壓力，在射孔時針對性的采用了油管傳輸液壓引爆重力定位工藝技術(shù)和120+180°射孔相位［4］，發(fā)射率均達(dá)到了100%。同時，在壓裂前向儲層注入了專門針對該區(qū)長6儲層研制的降破壓劑，對近井地帶進(jìn)行了處理，以達(dá)到降低了破裂壓力的目的。破裂壓力的降低不僅保證了壓裂施工的成功，而且減少了壓裂過程中過高的壓力可能對封隔器的損壞，有利于壓裂施工的安全。

3 覆膜石英砂

根據(jù)薛平1井所處區(qū)塊壓裂施工資料，預(yù)測長6儲層的閉合應(yīng)力在小于28MPa；根據(jù)該區(qū)生產(chǎn)資料，長6層部分油井出水，大部分出水的油井產(chǎn)量較低。為了達(dá)到儲層的要求和防止壓裂后出水，支撐劑優(yōu)選為覆膜石英砂。覆膜石英砂是用不可溶的惰性樹脂薄膜將石英砂粒包裹起來的一種支撐劑。包層厚度約為0.025mm，占總重量的5%以下。其顆粒相對密度為2.55，體積密度1.60g/cm3，比石英砂略輕。壓裂后，閉合壓力作用在這些表面積較大的樹脂包層上，降低了砂粒承受點負(fù)荷的能力，提高了抗壓能力。

在密閉容器中，相同壓力下，原油在覆膜石英砂中滲流流量是在陶粒中流量的2倍左右。采用油、水2種介質(zhì)進(jìn)行試驗，在相同驅(qū)替壓力下，油在覆膜石英砂中滲流流量是水的3倍左右，可見，該產(chǎn)品具有一定的透油阻水作用［5］。壓裂后，由于樹脂膜親油憎水的特性，在儲層油水同時存在的情況下，降低了油相滲流的阻力，增大了水相滲流的阻力，能為裂縫提供一個暢通的油流通道。總的來說，使用覆膜石英砂具有以下優(yōu)點：①提高了石英砂的抗壓強(qiáng)度；②具有一定的透油阻水的作用，有利于壓裂增產(chǎn)；③較低的密度有利于壓裂液懸砂；④覆膜石英砂顆粒間的捏合力遠(yuǎn)大于陶粒和石英砂，可以防止壓后出砂［6］；⑤覆膜石英砂在施工過程中對壓裂用油管沖刷、打磨損害作用小，可以延長油管使用壽命。

4 連續(xù)混配供液技術(shù)

延長石油所處油區(qū)大多為山地或林地，井場的大小收到自然條件和政策的限制，往往很難滿足設(shè)計要求。水平井壓裂由于壓裂段較多，現(xiàn)場配液需要準(zhǔn)備大量的配液罐和壓裂設(shè)備，需要井場場地較大。薛平1井所在區(qū)塊為山地，井場大小受其影響，很難一次備齊壓裂液，如果多次配液，則會大大延長單井的壓裂周期，影響壓裂效果。而且，配好的壓裂液，在井場放置時間過長，容易導(dǎo)致壓裂液性能變差。為了解決這些問題，壓裂采用了連續(xù)混配供液技術(shù)，現(xiàn)場只要備足清水，就可以壓裂。該技術(shù)具有以下優(yōu)勢：①解決了井場過小的問題；②壓裂液性能可以根據(jù)現(xiàn)場施工情況及時進(jìn)行調(diào)整，有利于壓裂工藝的現(xiàn)場控制；③壓裂前不需要配液，減輕了勞動強(qiáng)度；④縮短了作業(yè)周期，有利于儲層保護(hù)；⑤現(xiàn)場不留壓裂液殘液，有利于環(huán)保［7］。

5 效果分析

1)壓裂施工情況 2010年5月，對薛平1井進(jìn)行了壓裂，壓裂施工順利，壓裂施工參數(shù)見表1。

表1 薛平1井壓裂施工參數(shù)

表2 薛平1井鄰井日產(chǎn)量統(tǒng)計表(2011)

2)增產(chǎn)效果 對薛平1井的產(chǎn)量和鄰井同層的產(chǎn)量進(jìn)行了統(tǒng)計，詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2和圖1。

從表2和圖1可知，薛平1井目前的平均產(chǎn)油量為6.2m3/d，鄰井的平均產(chǎn)油量只有0.8m3/d；薛平1井目前的平均含水率為9%，鄰井的平均含水率為16%。截止2011年6月，薛平1井累計產(chǎn)油達(dá)4270.8m3，增產(chǎn)效果明顯。

6 結(jié) 論

1)降破壓技術(shù)在水平井的壓裂中的使用有效的降低了儲層的破裂壓力，同時，低的破裂壓力減少了壓裂過程中對封隔器的損壞，有利于壓裂施工的順利進(jìn)行。

2)覆膜石英砂的透油阻水的作用，可以降低壓后產(chǎn)水，有利于壓裂增產(chǎn)。

圖1 薛平1井月平均產(chǎn)量統(tǒng)計表

3)連續(xù)混配供液技術(shù)不僅克服了井場小的問題，還縮短了壓裂周期，有利于組織施工和保護(hù)儲層。

4)薛平1井現(xiàn)場施工的成功和較好的改造效果說明了這3項技術(shù)適合延長石油特低滲油藏的水平井壓裂改造，具有推廣價值。

［1］李宗田.水平井壓裂技術(shù)現(xiàn)狀與展望［J］.石油鉆采工藝，2009，31(6)：13-18.

［2］ 閆建文，張玉榮.低滲透油田水平井壓裂改造技術(shù)研究與應(yīng)用［J］.石油機(jī)械，2009，37 (12)：91-93.

［3］ 孫良田.低滲透油氣藏水平井壓裂優(yōu)化設(shè)計［J］.西安石油大學(xué)學(xué)報,2009,24(3)：45-48.

［4］ 張海濤,朱貴友,溫慶志.水平井壓裂射孔參數(shù)研究［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2009，10(1)：187-189.

［5］ 劉世恩.疏水支撐劑DXL-1的研制［J］.化學(xué)工程與裝備，2010(2)：39-40.

［6］ 鄧廣渝.國外防砂技術(shù)及發(fā)展趨勢［J］.石油科技論壇，2007(6)：39-43.

［7］ 韓濤.水平井改造技術(shù)及效果評價［J］.石油化工應(yīng)用，2010，29(8)：47-49.

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.07.021

TE358

A

1673-1409(2012)07-N065-03

2012-03-23

張軍濤(1981-)，男，2004年大學(xué)畢業(yè)，工程師，碩士生，現(xiàn)主要從事石油天然氣工程方面的研究工作。

［編輯］ 易國華