水力壓裂工藝技術研究及應用

都占海(中國石油伊拉克公司 北京100724)

前言

A油田處于開發中后期,存在著大量的低滲透油田.主要分布在：大洼中生界潛三，儲量222萬噸，采出程度6.5%；興S3，儲量590萬噸，采出程度6%；冷161塊，儲量230萬噸，采出程度1.2%；歐利坨，558萬噸，采出程度1.7%；駕26塊，儲量83萬噸，采出程度0.8%。上述儲量屬于典型的低滲油田，砂體分布范圍小，油層連續性差、滲透率低、孔隙度小并具有非達西型的滲流特征，壓前雖能生產，但產能低以及維持時間短；此外上述儲量不同程度又是低壓油藏，開發過程必須注水以保持地層能量，但對于低滲油田，注水開發效果差，油藏得不到經濟高效開發。

水力壓裂技術是低滲油藏提高單井產量和開發效益的關鍵技術之一。采取水力壓裂技術，可使低滲儲層形成具有高導流能力、有足夠長度的水力裂縫，將儲層中流體的滲流方式由壓前的徑向流變為雙線性流，增強地層導油能力，增大泄油面積，提高地層滲透率，進而提高原油采收率，實現顯著的增產效果。

一、水力壓裂技術原理及優化設計

利用地面高壓泵組，以大大超過地層吸收能力的排量將壓裂液注入井中，隨即在井底起高壓；當壓力超過井壁附近地應力及巖石的抗張強度即地層的破裂壓力后，在井底附近地層中產生裂縫。繼續將帶有支撐劑的攜砂液注入縫中，前延伸并在地層中形成足夠長的、有一定寬度及高度的填砂裂縫。它具有很高的滲濾能力，使油氣流入井。

根據低滲油田油藏特征和施工工藝的要求，通過稠化劑、交聯劑、破膠劑、防膨劑、助排劑等室內篩選及壓裂液濾失性能、動態傷害評價實驗，在地溫55-90℃選用低傷害無機交聯羥丙基瓜膠中溫壓裂液；在地溫90-120℃的地層選用高溫壓裂液，該壓裂液以無機交聯為主、有機交聯為輔，在黏彈性、儲能模量、攜砂性等方面性能顯著，在有效時間內破膠更為徹底。

根據不同地層的閉合壓力選取支撐劑，如在井深2500米以下的壓裂層采用粒徑為0.45-0.9mm的大明中密陶粒，在井深2500米以上的壓裂層采用粒徑為0.45-0.9mm的大明高密陶粒。該中高密陶粒具有抗壓高、破碎率低、圓球度好、粒徑均勻和導流能力高的特點。

二、壓裂投產實例

新井壓裂歐48-26-26井和歐37-69-30井，主要分布在歐48塊和歐37塊。歐48-26-26井壓后自噴生產，7毫米油嘴日產油100噸，日產氣10000方，目前4毫米油嘴日產油50噸，日產氣5000方，該井的成功壓裂和增油效果顯著，顯示了大型水力壓裂在歐48塊良好的應用前景。效果好的原因是油層壓力較高，地層資料地質和測井解釋正確，油層改造規模適當，措施效果顯著。

歐37-69-30井加砂100方，入井壓裂液流體796方，加砂強度達到2.65方/米，壓后日產油量由措施前的5.7噸猛增至65噸，一舉甩掉了抽油機，實現自噴，結束了歐31塊壓裂井無自噴井的歷史，目前該井自噴生產8毫米油嘴日產油28噸，日產氣2200方，日產水1.2方，措施增產效果極為顯著。

壓裂泵注前置液200方，加入陶粒100方。砂比達到32%，加砂強度達到2.65方/米，壓裂施工取得一次成功。壓后一直自噴生產。該井壓裂規模和技術指標，均大大超過同區塊歷史記錄，平均砂比提高了6個百分點，加砂強度提高2倍，而前置液占入井液總量百分比則降低了14個百分點。

三、油田整體實施情況

在低滲區塊為尋求產能和壓裂效果突破而開展的以提高壓裂施工規模和壓裂效果為主導思想的大型水力壓裂加砂實驗，在油田首次實現在中深井壓裂加砂規模分別達到100方和70方，施工均一次性獲得成功且獲得極為顯著的增油效果，開創了復雜小斷塊油田小井距油井低孔低滲低壓儲層壓裂規模和效果的先河，目前兩口井全部自噴生產，日增油能力達到45噸，增氣2000方，已累計增油3410噸，增氣300千方

2010年1月1日至2013年12月31日，大型水力壓裂工藝技術累計施工17口井18井次，累計使用資金1038.9767萬元，累計增油8682.2噸，累計增氣1784.8千方，其中新井壓裂8口，累計增油3995.2噸，增氣901.7千方；老井壓裂10口，累計增油4687噸，累計增氣883.1千方。目前17口壓裂措施井日增油水平為100噸，日增氣16千方，增產效果顯著，在此強勁增油態勢基礎上有望在三個月內完成并超過去年全年的增油量，成為今年壓裂工作的一大亮點，標志著我廠在改造低滲區塊的壓裂增油方面取得重大突破，為明年的壓裂工作指明了思路。

結論

1.在國內首次采用超大規模水力壓裂工藝改造復雜小斷塊油田小井距低滲儲層，增油效果顯著；

2.提高砂巖低滲儲層的壓裂加砂強度或砂比增油效果顯著；

3.在粗面巖等特殊巖性的油氣藏采取有效的降降濾失技術和正確控制施工的規模增油效果顯著。

[1]萬仁溥．采油工程手冊[M]．北京：石油工業出版社，2000：87～153．

[2]王鴻勛，張琪．采油工藝原理[M]．北京：石油工業出版社，1989：204～266．

[3]王鴻勛．水力壓裂原理[M]．北京：石油工業出版社，1987：50～166．