水平井穿層壓裂技術研究及試驗

孫貴陽(中油遼河油田公司， 遼寧 新民 110316)

靜17塊砂巖油藏由于儲層物性差，直井低產，常規水平井由于隔層影響縱向上動用程度低，效果較差。為提高儲量動用程度，通過綜合地質研究并借鑒其它油藏成功的經驗[2]，2012年在靜17塊部署1口水平井穿層壓裂試驗井，作為該類油藏第一口穿層壓裂試驗井獲得了成功，為靜17塊開發動用提供了依據，同時也為該類型油藏的開發動用提供了經驗。

1 地質特征

靜17塊構造上位于靜安堡油田中部，為一東南面被斷層切割形成單斜構造，主要目的層為沙河街組三段，屬巖性-構造油藏，油藏埋深為-2069～-2230m，探明含油面積5.3km2，地質儲量642.7×104t。靜17塊S34亞段是扇三角洲前緣沉積，平均孔隙度為11.8%，平均空氣滲透率為126.5×10-3μm2。油層平面分布受沉積相帶、儲層物性和構造等多重因素控制，油層厚度在20m～40m之間；縱向上油層主要發育在Ⅲ油組上部和Ⅱ油組下部，一般為50m～100m。

2 產能特征

①靜17塊由于儲層低滲，利用直井開發效果較差，儲量動用程度低。投產油井37口，目前開井22口，平均單井日產油1.5t/d，采油速度僅0.19%，采出程度僅6.89%。②壓裂增產效果明顯。壓裂作為低滲透油藏的主要增產措施，在靜17塊的應用見到了較好效果。1991年至1993年，實施了整體壓裂，初期日增油69.2t/d，增產效果明顯。③儲層注采物性差，注采井距大，不能建立有效的驅動體系。靜17塊目前300m井距注水基本不見效，累注水5×104m3以上的注水井周邊油井普遍表現為低產液、低含水。

3 水平井穿層壓裂試驗

(1)試驗井部署 通過對該塊油藏特征綜合研究得出，靜17塊為一砂體集中發育的密集多層砂巖油藏，縱向上含油井段一般在50～100m，主要集中在S34Ⅱ油組下部和S3

4Ⅲ油組上部，油層較為集中，內部泥巖夾層一般1～2m，不利于直井開發。為探索該類型油藏有效的開發途徑，通過研究發現，水平井部署在主力含油層位中部，利用穿層壓裂技術，溝通上下含油單砂體，實現縱向上的整體動用。為探索水平井穿層壓裂在該類型油藏中的應用效果，2012年部署實施了第一口試驗井靜17-H201井。

(2)穿層壓裂可行性分析 靜 17-H201井壓裂層段為泥巖和砂巖交互沉積，影響壓裂裂縫延伸的主要因素是不同小層間的地應力差和泥巖小層與砂巖層之間的復合層效應。從計算結果來看，壓裂目的層段內的砂泥巖地應力差異不大，閉合應力值在 32MPa至 36MPa 之間，通過提高壓裂施工排量和壓裂液粘度，可以提高裂縫垂向延伸達到穿層壓裂的目的[3]。

(3)穿層壓裂設計 為滿足靜17-H201井穿層壓裂施工需求，水平段采用套管完井,尾端下入三根篩管。

①縱向上要求壓裂縫高不得低于45m，能有效溝通上下7個含油單砂體；②平面上不同部位選擇不同的壓裂規模；a.B點距離注水井較遠，且西部存在較大的未動用區，實施大規模壓裂。b.A點為防止壓穿水層，要求裂縫延伸距離小于108m，實施較大規模壓裂。c.A、B之間距注水井較近,要求裂縫延伸距離小于73.6m，實施較小規模壓裂。

(4)試驗井效果 ①壓裂效果。按照穿層壓裂設計，分4段進行壓裂，共加入砂量86m3，液量1381m3。第1段加入砂量40m3，液量502m3，壓裂監測解釋縫長≥270m，縫高大致為50m；第2段加入砂量15m3，液量277m3，縫長≥200m，縫高大致為40m；第3段加入砂量16m3，液量219m3，縫長≥140m，縫高大致為30m；第4段加入砂量15m3，液量383m3，縫長≥400m，縫高大致為50m。監測結果表明，穿層壓裂達到了設計要求，實現了穿層壓裂目的。②投產效果。靜17-H201井2013年4月14日投產，初期日產液18m3/d，日產油8.1t/d。目前日產液28.4m3/d，日產油17.6t/d，含水38%，效果較好。與該塊2007年實施的常規水平井和直井對比，穿層壓裂水平井產能是常規水平井初期的2～5倍，是直井4～8倍。穿層壓裂試驗水平井的成功實施，證明該塊利用水平井穿層壓裂技術整體開發動用可行。

4 結語

水平井穿層壓裂試驗證實，在砂體集中發育的密集多層砂巖油藏中，水平井部署在油層中部，利用穿層壓裂技術，能有效溝通上下多個含油單砂體，實現縱向上整體動用。

[1]王家宏.中國水平井應用實例分析[C].北京:石油工業出版社，2002:18-48.

[2]萬仁溥.中國不同類型油藏水平井開采技術[M].北京:石油工業出版社，1997:45-57.

[3]馬牧，唐汝眾，宋長久.雙轉向垂向控縫技術實驗研究及現場應用[J].特種油氣藏，2006，13(1):24-28.