海上氣田重復壓裂選井選層研究及應用

鄒鴻江，吳增智，文　果（1.川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術研究院，陜西西安　710018；2.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安　710018）

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海上氣田重復壓裂選井選層研究及應用

鄒鴻江1，2，吳增智1，2，文果1，2
（1.川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術研究院，陜西西安710018；2.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安710018）

摘要：經過持續努力和攻關，海上某氣田在低滲儲層應用取得良好效果。但是，也有部分井壓后效果沒有達到預期要求，這樣造成主要靠低滲儲層貢獻產能的采油平臺生產能力低，油田開發效益較差。為了進一步挖潛儲層潛能，提高單井產能，本文通過選井選層研究，形成海上氣田重復壓裂選井選層方法，完成候選井層優選。同時進行重復壓裂工藝優選及工藝參數優化，并在A4井進行現場試驗，取得良好增產效果。

關鍵詞：海上氣田；低孔滲；重復壓裂；選井選層；應用

前期海上某氣田共實施5井次壓裂施工，壓后整體改造效果較好，但有部分井壓后存在一些問題，主要表現在兩方面：（1）部分井壓后增產效果不理想，沒有達到預期產能；（2）部分井壓后初期增產效果較好，但是穩產時間短，累計產能低。因此有必要開展重復壓裂研究，通過重復改造措施進一步挖掘前期改造失效井生產潛力（見表1）。

表1　海上某氣田前期改造井效果統計表

1　海上氣田重復壓裂候選井層優選

實踐結果可知，氣井重復改造的增產潛力是客觀存在的，但其改造效果參差不齊[1-5]。美國天然氣研究院（GRI）的研究及現場試驗結果表明[5]：二次增產技術具備提高天然氣產量的潛力，尤其是針對致密的砂巖氣層。但研究結果顯示，影響重復改造效果的決定性因素在于重復改造井層的選擇，需進行深入探索和分析。

目前重復壓裂選井選層方法[7，8]主要有生產曲線匹配法、生產情況對比法、模糊識別法和遺傳-BP算法等。上述選井方法提供了重復壓裂的選井途徑，但結合海上低孔滲氣田的實際生產情況，海上生產井較少，重復壓裂井更少，層位、物性及非均質影響大，因此優選生產曲線匹配法和模糊識別法用于海上低孔滲氣田重復壓裂的選井選層。

采用生產曲線匹配法結合模糊識別法對海上某氣田已壓裂井進行重復壓裂潛力層優選。

1.1生產曲線匹配法

1.1.1剩余儲量分析從統計結果（見表2）看出，除A3井采出程度較高外，其他已壓裂各井均采出程度較低，剩余可采儲量豐富。

表2　已壓裂井剩余儲量統計表

1.1.2生產動態分析對已壓裂井生產動態進行分析，明確各井低產原因（見表3）。

1.1.3井筒工況分析目前A4、A5井井筒工況相對簡單，可以滿足重復壓裂需求。A3井帶孔管控制P7-2 和P8層生產，P7-2層為水層，因此原管柱重復壓裂改造P8層難度大（見表4）。

通過生產曲線法綜合分析認為，A4井壓后產能較低，剩余儲量豐富，儲層未得到有效改造，因此該井具有重復壓裂增產潛力，可優先作為重復壓裂候選井層。另外，A5井前期由于無有效堵水手段，從而控制壓裂規模，未有效改造儲層，釋放儲層潛能，具有一定增產潛能，也可作為重復壓裂候選井層。

表3　已壓裂井低產原因分析表

表4　集合A到集合P間的模糊關系矩陣R

1.2模糊識別法

利用模糊識別理論[9]計算各重復壓裂井歐式貼近度，計算結果（見表5）。通過計算得出重復壓裂優先改造井為A3、A4井。

表5　各重復壓裂井歐式貼近度計算結果表

通過生產曲線匹配和模糊識別綜合分析，A4井可優先作為重復壓裂候選井層。

2　候選井重復壓裂工藝研究

2.1轉向壓裂可行性分析

現場實踐表明[10-12]，轉向壓裂是老井重復壓裂改造有效的技術和手段，因此利用誘導應力場模型[13-15]編制模擬軟件，評價A4井轉向壓裂可行性（見圖1～圖3）。

圖1　A4井裂縫周圍最大水平主應力和最小水平主應力分布（t=0）

從誘導應力場計算結果看出，僅在裂縫周圍3 m～5 m處可發生一定轉向，轉向可能性小。

2.2重復壓裂工藝優選

從分析看出，A4井發生轉向可行性小，因此通過儲層特征（目的層下部存在明顯氣水同層和水層）及低產原因綜合分析，最終優選“控水+適度規模”重復壓裂改造工藝。

圖2　A4井生產1 000天應力分布

圖3　A4井最大轉向距離隨時間變化

2.3工藝參數優化

根據儲層特征，通過數值模擬，最終優化工藝參數（見表6）。

表6　A4井工藝參數優化表

2.4配套產品研發

為了滿足控水壓裂工藝的需要，研發出配套固化下沉劑。該固化下沉劑具有良好封固作用，固化后無導流（見圖4），不具滲透性（見圖5）。

3　現場應用

通過前期研究，對A4井實施“控水+適度規模”重復壓裂改造，現場施工壓力平穩，施工參數與設計參數符合率98.6 %。重復壓裂改造后平均日產氣量1.6× 104m3，較壓前0.9×104m3/d提高0.7×104m3/d，取得了較好的增產效果。同時壓后穩定產水與壓前基本相當，起到控水作用，避免地層出現大水風險（見圖6）。

圖4　固化下沉劑產品導流能力

圖5　固化下沉劑對應滲透率變化

圖6　A4井壓后生產曲線圖

4　結論

（1）通過選井選層研究，形成海上重復壓裂選井選層方法，完成候選井優選。

（2）對候選井A4井進行壓裂工藝優選、工藝參數優化及配套產品研發，并開展現場應用，取得較好增產效果。

（3）通過重復壓裂實踐，進一步印證了選井選層及壓裂工藝的有效性和可靠性，為該氣田后續老井持續挖潛提供了重要的技術指導。

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Study and application of the selected well and layer of refracturing in the offshore gas field

ZOU Hongjiang1，2，WU Zengzhi1，2，WEN Guo1，2
（1.Chuanqing Drilling Co.，Research Institute of Drilling and Producing Engineering，Xi'an Shanxi 710018，China；2.National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low-Permeability Oil & Gas Fields，Xi'an Shanxi 710018，China）

Abstract:After continuous efforts and research,offshore gas field made a good effect in low permeability reservoir applications.However,there are some wells did not meet expected requirements after fracturing.This caused mainly by the contribution of low permeability reservoir oil platform production capacity is low,poor oil field development benefit.To further tap the potential reservoir potential to improve well productivity.Through well and layer selection,forming offshore gas field refracturing well and layer selection method, complete candidate well layer preferably.At the same time,preferably refracturing and optimization of process parameters and field trials A4 well,get good yield.

Key words：offshore gas field；low porosity and permeability；refracturing；well and layer selection；application

作者簡介：鄒鴻江，男（1981-），工程師，現從事完井及儲層改造技術研究工作，郵箱：zhj_gcy@cnpc.com.cn。

*收稿日期：2015－12-31

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.03.018

中圖分類號：TE357.14

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5285（2016）03-0068-04