特高含水期油井精細挖潛方法研究

2013-12-01 05:34:40侯書揚中石油大慶油田有限責任公司第二采油廠黑龍江大慶163414

長江大學學報(自科版) 2013年16期

侯書揚（中石油大慶油田有限責任公司第二采油廠，黑龍江大慶163414）

水力壓裂是目前油田廣泛應用的改造油層、提高油井單井日產水平、減緩油田產量遞減速度的主要措施之一?！笆晃濉币詠恚_南開發區全面進入特高含水開發階段，油井壓裂挖潛難度不斷加大：①油井壓前含水不斷升高，2010年壓前含水達到86.7%，與 “十五”末期相比壓前含水上升了7%，特高含水井壓裂比例逐年增加，2010年壓前含水不小于90%的井35口，占壓裂井數50.7%，比2005年增加了41.5%；②壓裂井、層條件日益變差，“十一五”期間壓裂油井以南四－八區的三次加密調整井、二次加密調整井網的重復壓裂井以及高臺子多次重復壓裂井為主，壓裂目的層由主體砂逐漸轉為非主體砂及表外儲層，2010年壓裂薄差油層以及表外層層段所占比例已達到70.3%，較2005年增加40.2%；③重復壓裂比例逐年升高，2010年重復壓裂井所占比例達到73.9%，其中壓前已壓裂兩次以上的井所占比例達到33.3%，較2005年分別增加了15.86%和9.3%；④措施中套損井所占比例逐年增大，2010年套損井壓裂14口，占壓裂井總數的20.2%，較2005年增加了14.8%。下面，筆者主要探討如何利用現有各項資料及成熟的壓裂技術優化方案設計，提高特高含水期油井壓裂的針對性，改善壓裂效果，最大限度的挖掘剩余油潛力，為今后油井精細挖潛提供有利的研究方法和技術途徑。

1 深化潛力分析，拓寬選井選層條件

2006年年初，薩南開發區水驅區塊綜合含水已達到90.01%，其中含水不小于90%的特高含水井數比例達到51.56%，油井壓裂比例達到83.7%，隨著井網的不斷加密調整，各類油層動用狀況均有不同程度的提高，一半以上的油層以中水淹為主，剩余油分布更加零散。針對以往壓裂選井、選層標準適用性變差的實際，結合對特高含水期剩余油分布規律的深入研究，開展單井潛力的地質調查與分析，采取多種技術資料綜合分析判斷的方法［1］，努力提高剩余油分析精度，找準措施挖潛對象，提高壓裂增油效果。

1.1 突破以往技術界限，補充完善特高含水期選井標準

1）突破壓前含水界限，在高含水井中挖掘剩余油以往壓裂井要求壓前含水小于90%，目前通過剩余油精細分析，重點對層間動用差異大的特高含水井加大了壓裂挖潛力度，“十一五”期間，特高含水井壓裂比例逐年升高，2010年壓前含水不小于90%的井占當年壓裂井數的50.7%，比2005年提高了41.5%。

2）突破隔層技術界限，在高含水層段中挖掘剩余油在以往工作中，受壓裂工藝技術的限制，與高含水層相隔小于1.6m的剩余油富集層挖潛難度較大，后期隨著薄隔層壓裂技術的不斷發展，隔層最小達到0.4m，使這部分層潛力得到有效發揮。“十一五”期間應用薄隔層壓裂技術104口井113個層段，小隔層平均厚度1.1m，其中隔層厚度小于1m的井實施21口，最小隔層0.5m，壓裂成功率100%。該技術釋放潛力層砂巖厚度415.4m，有效厚度145.6m，平均單井壓后日增油5.8t。

3）突破壓裂厚度界限，在薄差層中挖掘剩余油以往油井壓裂段有效厚度之和一般大于1.5m；目前為了挖掘油層條件差、厚度小的井以及重復壓裂井潛力，加大了薄差層壓裂挖潛力度?！笆晃濉逼陂g，壓裂有效厚度不大于1m的井31口，72個層段，平均單井日增油4.9t。

4）突破井況條件，在套損井中挖掘剩余油以往套損井由于井況復雜、治理難度大而不具備施工條件；目前隨著壓裂及大修工藝技術水平的不斷提高，套損井成為特高含水期壓裂挖潛的主要對象之一。“十一五”期間，套損井根據井況不同采取小直徑壓裂、燃爆壓裂、大修后壓裂等方式實施壓裂130口，占壓裂總井數的16.4%，壓裂有效率100%，平均單井壓后日增油5.5t，套損井壓裂占當年壓裂比例由2005年的5.4%增加到2010年的20.2%。

5）在不斷拓寬特高含水期壓裂選井選層條件的同時，還需要堅持2個原則一是堅持目的層注采關系完善原則。為了保證壓裂井具有充足的供液來源，以往要求壓裂井注采關系完善，至少有2個方向以上的連通注水井；目前隨著精細地質研究的不斷深入，潛力層的分析已細化到沉積單元，對井區注采關系完善的要求也隨之細化到單砂體，平面上驅油方向保證2個以上［2］。2010年壓裂井目的層連通水井個數達到2.7個。

二是堅持潛力層供液能力充足的原則。以往油井壓前應保持較高的地層壓力，總壓差一般達到2MPa以上，目前對壓裂目的層要求供液能力充足，注水井對應層位具有較強的吸水能力。針對部分低壓、低效井，在連通注水井實施方案調整、措施增注、注水狀況明顯改善、油層地層壓力得到有效彌補后，方可實施壓裂挖潛［3］。

1.2 根據特高含水期剩余油分布特征，把握潛力層優選方向

基于對特高含水期剩余油分布規律的再認識［4］，壓裂潛力層的優選把握3個主要方向：

1）在原注采完善井區尋找潛力層單井剩余油潛力的地質調查與分析結果表明，在注采完善井區剩余油主要有3種類型，針對剩余油成因不同采取相應的治理對策：一是針對高含水井中由于層間或平面干擾形成的剩余油，通過注水井控注或油井堵水等措施，有效遏制特高含水層產液量后，對含水相對較低的潛力層實施壓裂挖潛；二是針對由于連通注水井吸水狀況差形成的剩余油，在水井實施細分調整、措施改造注水狀況明顯改善后，對原來由于注水井吸水能力差形成的潛力層實施壓裂挖潛；三是針對以往壓裂效果差的井、層，在認真開展低效原因及剩余油潛力分析的基礎上，對增液幅度小的潛力層利用優化施工參數、擴大壓裂改造規模等手段，再次實施壓裂挖潛［5］。

2）在新增井、層中尋找潛力層在新投井或補空層中，由于油層開發時間短，采出程度低，剩余油相對較為富集。2009年以來針對上年新投井壓裂32口，占同期壓裂井數的14.6%，平均單井壓后日增油5.5t；針對近期補孔井壓裂21口，占同期壓裂井數的9.6%，平均單井壓后日增油4.6t。

3）在注采關系調整井區尋找潛力層在井網加密、注采系統調整、更新等措施井區，由于原井網注采不完善，剩余油相對富集［6］。2年來，此類采油井壓裂32口，平均單井日增油5.1t。

2 優化壓裂設計，最大限度的釋放各單元潛力

2.1 壓裂層段的優化組合

1）細化壓裂目的層，增加壓裂層段數針對現階段壓裂目的層多且薄、剩余油規模小的實際，結合油層沉積特征，細化壓裂層段，優選壓裂工藝，加大改造規模，實施配套挖潛［7］。2010年，采油井壓裂76口，采油井平均單井壓裂3.2個層段，另外還有10口配套采用了多裂縫壓裂工藝，與2005年對比，分別增加1.2%和73.3%，單井日增油保持在5.1t。

2）普通射孔的重復壓裂井對普通射孔的重復壓裂井，采取 “同井不同段、同段不同層、同層不同規模”的方式進行層段組合。①針對縱向上潛力層多的井，在滿足隔層條件情況下，實施同井不同段的普通壓裂?！笆晃濉逼陂g此類井實施210口，平均單井日增油5.6t。②針對以往壓裂層段內的潛力層，在分析壓開層位的前提下，通過優化壓裂工藝，采取細分薄隔層、選擇性壓裂等技術，實施同段不同層壓裂?！笆晃濉逼陂g此類井實施261口，平均單井日增油5.7t。③針對以往壓裂增液幅度小的井，在重新開展剩余油分析的基礎上［8］，通過加大砂量擴大壓裂規模，增加滲流面積，提高壓裂效果?！笆晃濉逼陂g此類井實施2口，平均單井日增油7.8t。

3）限流法完井的潛力井對限流法完井的潛力井，采取 “重組層段，加大規模，控制段內孔密”的方式進行層段組合。針對限流法完井的采油井實施重復限流挖潛時，首先要搞清各小層動用狀況，然后按著層段相鄰、性質相近的油層組合為一段，并且單段孔眼數控制在4～7個的原則進行層段組合?！笆晃濉逼陂g此類井實施71口，平均單井日增油7.0t。平均單井壓裂層段3.0個，全井加砂28.9m3，單層加砂達到8.9m3，層段內孔眼數平均5.8個。

2.2 壓裂工藝的優化設計

1）壓裂方式的優化在開展個性化方案設計過程中，充分利用現有成熟技術，針對不同類型的剩余油，進行工藝配套組合。①針對層段內局部水淹或重復壓裂層，采用選擇性壓裂方式?！笆晃濉逼陂g此類井壓裂196口，其中重復壓裂井170口279井次，重復壓裂比例86.7%，平均單井壓后日增油5.5t；②針對與高含水層隔層小的層段，應用薄隔層壓裂技術。“十一五”期間此類井對比79口，最小隔層控制到0.5m，平均單井壓后日增油5.8t。③針對油層薄、層數多的潛力段，采用多裂縫壓裂方式?！笆晃濉逼陂g此類井對比126口，平均單井壓后日增油6.2t。④對于套損井，依據井深狀況，采取不同壓裂工藝：針對套管彎曲變形或多處輕微變形井實施燃爆壓裂技術；針對套管變形1～2處，變形處最小直徑大于108mm的井采用大修后壓裂?！笆晃濉逼陂g套損井壓裂130口，平均單井壓后日增油5.5t。

2）壓裂施工參數的優化 ①針對目的層砂體發育薄且差的井層采用大排量大砂量施工。此類井實施165口井，單層施工排量4.3m3／min，比普通壓裂大1.9m3／min，單井壓裂砂巖9.6m，有效3.1m，其中146口配套使用大砂量工藝，單層加砂量8.9m3，壓后平均單井日增油6.5t。②針對過渡帶、高臺子油層埋深大、油層破裂壓力高的特點，采取抗高壓壓裂管柱施工。采用55MPa管柱92口，單段破裂壓力最高達52MPa，平均單井層段破裂壓力達到37.5MPa，比普通管柱高4.1MPa，壓后平均單井日增油6.0t。

3 搞好壓前培養和壓后補給，保證壓裂效果

為保證采油井壓裂效果，延長措施有效期，從注入端入手，始終堅持做好壓前注水 “培養”和壓后跟蹤 “補給”工作，保證壓裂油井具備充足的供液能力［9］?！笆晃濉逼陂g，針對壓裂油井井區連通的注水井分別采取了壓前壓后方案調整或措施增注的方式提高水井吸水能力（見表1），統計注水井提水669口，日配注增加10260m3，日實注水量增加13919m3，井區連通的495口采油井壓裂有效期達到553d。