低滲透油藏分層壓裂技術特點與效果評價

楊維麗

摘要：機械分層壓裂工藝具有操作簡單、針對性強、改造充分的特點，根據低滲透儲層的特點將低滲透儲層分為三類，通過優化分層壓裂工藝措施，改進形成的“一錨多封”和“無錨多封”分層壓裂管住，有效減少壓裂砂卡造成大修風險，提高了分層壓裂工藝應用的適用性，同時對效果進行比較評價。

關鍵詞：低滲透油藏；壓裂改造；優化技術；評價

低滲透油藏具有巖性復雜、層多、單層薄、非均質性強、泥質含量高的特點，自然產能低，需要實施壓裂改造。針對儲層特點，通過優化三類儲層分層壓裂技術和壓裂管柱改進，實現低滲透儲層精細壓裂改造。

1 低滲透油藏壓裂改造難點

1.1 儲層層多、層薄、隔層薄。例如：油田縱向100米含油井段內小層達25個，平均單層厚度1.1米，小于1米的占70%以上，砂層組之間隔層厚度4～7m，小層隔層厚度一般1～3m，常規壓裂工藝難以滿足要求。儲層非均質性強。以油田沙四上為例，縱向上各砂層組物性自上而下依次變差，各砂層組小層滲透率級差57.

1.2 平面上I類層平均滲透率71×10-3μm2，II類層平均滲透率30×10-3μm2；III類層平均滲透率小于10×10-3μm2層。要滿足不同的儲層改造需求，對壓裂工藝要求非常高。

1.3 儲層巖性復雜，泥巖、砂巖和碳酸鹽巖呈薄層狀頻繁互層。

2 分層壓裂技術優化

機械分層壓裂工藝具有操作簡單、針對性強、改造充分的特點，根據低滲透儲層的特點將低滲透儲層分為三類（見表2-1），優化分層壓裂工藝措施。

表2-1 分層壓裂分類表

2.1 Ⅰ類儲層分層壓裂優化

此類油藏儲層特點是跨度大，隔層厚，遮擋性好，裂縫不易互竄。優化重點一是優化施工規模，滿足開發要求的壓裂支撐裂縫縫長；二是優化壓裂施工參數，制造具有高導流能力的裂縫。形成高沙比施工、低前置液量、組合粒徑支撐粒壓裂參數組合。如： A井處理層跨度79.6m，油層厚度10.4m。采取機械分三層壓裂改造，處理層段之間隔層厚度分別為17.2m、23.5m。該井壓裂后初期日產液量10t/d，日產油量8.3t/d，含水20%；措施后累產液0.6×104t，累產油0.5×104t。

2.2 Ⅱ類儲層分層壓裂優化

Ⅱ類儲層特點是物性差異大，C4-5組泥質高（35-45%），隔層遮擋性差。分層壓裂優化重點一是針對儲層遮擋性差問題，采取避射高泥質小層、集中射孔等措施，優化射孔參數。二是在儲層物性好的壓裂段控制加砂量和砂比，達到最優的無因次裂縫導流能力；對物性差的層段盡量增大加砂量和砂比，充分造縫，改善儲層。如：B井處理層位為C2-C5，共有17層，跨度達到68.9m，油層厚度17.9m。其中C2-3組儲層物性好，滲透率高（1.7mD），泥質含量低（42.2%）；C4-5組儲層物性差，泥質含量高（45.4%），滲透率低（9.1mD）；油層全部射開后籠統壓裂改造不充分，由于隔層厚度小（僅10.5m），無法實現分層壓裂；在方案優化上優化射孔段，采取避射35、36、37號干層的措施，使隔層厚度增加到17.3m，提高隔層遮擋作用。針對C4-5組物性差、泥質含量高的特點，從提高前置液量、適當降低砂比、采用0.3-0.6mm陶粒等方面優化設計，實現了不同物性層段的有效分層和充分改造。

2.3 Ⅲ類儲層分層壓裂優化

油田目前已經進入高含水階段，與C4-5組的隔層小。要有效壓裂改造C4-5組，必須避開C3組，防止壓裂后高含水。此類井重點優化施工排量、射孔參數，控制縫高，防止壓穿上部水層。如：C井壓裂改造C4-5、H1，與上部水淹層C3隔層小（僅6m），優化射孔井段，避射C4的27、28號小層，隔層厚度增大到24m，提高隔層遮擋能力；同時通過模擬優化，控制改造規模和施工排量，防止壓竄水層。該井壓裂后日產液4.4t，日產油2.2t，含水50%，通過對生產含水情況分析，該井未壓竄上部C3水層。

2.4分層壓裂管柱優化

常規分層壓裂管柱井下工具多，導致施工后管柱砂卡造成大修的現象嚴重，影響了分層壓裂井的推廣應用（見表2-4）。分析分層壓裂作業砂卡原因主要是分層壓裂管柱的水力錨不回收或井筒有砂卡造成。為此在保持分層管柱穩定性的基礎上，從簡化井下工具數量，優選性能穩定的封隔器方面進行管柱改進，形成了“一錨多封”分層壓裂管柱和“多錨多封”分層壓裂管柱。 “多錨多封”分層壓裂管柱是利用平衡封隔器原理，在無水力錨的錨定的情況下，在管柱底部增加一個封隔器，壓裂過程中通過目的層段上、下兩個封隔器平衡在壓裂過程中上、下方向的力，防止施工管柱上下蠕動，實現壓裂管柱穩定。改進后的分層管柱已經應用12井次，施工成功率100%，管柱無砂卡、大修現象，逐步解決了管柱砂卡問題，管柱起出成功率逐年提高，2016年達到100%。

3 實施效果

對低滲透油田區塊實施分層壓裂49井次，累計產液量11.9×104噸，產油8.3×104噸。通過實施效果對比看出：（1）從單井對比來看，機械分層比籠統壓裂生產初期產量高，穩產時間長，同期累產高。如分層壓裂井D井與相鄰的籠統壓裂井相比較，初期日產液14.5t/d，日產油10.2t/d，初期日產液6.9t/d，日產油5.4t/d，分層壓裂井是籠統壓裂井初期產量的1.9倍，生產8個月后分層壓裂井是籠統壓裂井產量的5.1倍。（2）從同區塊對比看，分層壓裂井效果好于籠統壓裂井。如：儲層H1-H5，跨度29-79米，共有壓裂井37口，其中分層壓裂19口，占總計數的51.4%。該區塊在開發前期主要采取籠統壓裂。統計區塊實施的壓裂井效果，分層壓裂井初期日產油量是籠統壓裂井的1.6倍，18個月后的生產情況對比為1.9倍。

4 結論與認識

（1）對低滲透儲層分類優化分層壓裂技術，提高了壓裂改造針對性。（2）改進形成的“一錨多封”和“無錨多封”分層壓裂管住，有效減少壓裂砂卡造成大修風險，提高了分層壓裂工藝應用的適用性。

參考文獻：

[1]郎學軍等. 雙封隔器分層壓裂工藝技術研究與應用.鉆采工藝.2015（03）.endprint