高速通道壓裂技術(shù)在勝利油田的應(yīng)用

付洪剛 潘先念

摘 要：高速通道水力壓裂通道技術(shù)，是通過(guò)在支撐裂縫內(nèi)部創(chuàng)造開(kāi)放性流動(dòng)通道，在整個(gè)支撐劑填充區(qū)形成高速通道網(wǎng)絡(luò)，將裂縫導(dǎo)流能力提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。使油氣產(chǎn)量和采收率最大化。該技術(shù)在2014年初開(kāi)始在勝利油田實(shí)施，截止2014年7月數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)5次作業(yè)。高速通道壓裂技術(shù)顯著減少對(duì)水和支撐劑的用量，從而有效降低了成本，縮短了完井作業(yè)時(shí)間，并消除了由水資源限制及支撐劑輸送過(guò)程中的技術(shù)瓶頸。

關(guān)鍵詞：開(kāi)放性流動(dòng)通道；高速通道壓裂；高導(dǎo)流能力

一、技術(shù)概況及原理

高速通道壓裂將充填、完井技術(shù)、流體工程和過(guò)程控制技術(shù)進(jìn)行了完美結(jié)合，在裂縫內(nèi)部創(chuàng)造出了一個(gè)復(fù)雜而穩(wěn)定的通道網(wǎng)絡(luò)其裂縫導(dǎo)流能力不受支撐劑滲透率的影響，油氣并不是從支撐劑填層通過(guò)，而是通過(guò)高導(dǎo)流通道流動(dòng)。對(duì)于頁(yè)巖氣藏等致密儲(chǔ)層而言，高速通道壓裂是一種高效的水力壓裂選擇。高速通道壓裂從根本上改變了裂縫產(chǎn)生導(dǎo)流能力的方式。這些通道從井筒一直延伸到裂縫尖端，可以得到更長(zhǎng)的有效裂縫半長(zhǎng)，獲得更高的油氣和聚合物回收率。這些效果可以促使產(chǎn)量和采收率最大化。通常，人們通過(guò)各種努力來(lái)提高裂縫導(dǎo)流能力，如提高支撐劑圓度和強(qiáng)度、降低支撐劑破碎和凝膠吸附等，即使這些工作都做到最好，也還是失去了一些支撐劑的導(dǎo)流能力。為了提高增產(chǎn)效果，往往需要造長(zhǎng)縫，需要大砂量、大液量的大規(guī)模加砂壓裂改造，導(dǎo)致施工成本高、環(huán)保壓力大。為了提高支撐劑充填層的導(dǎo)流能力，往往需要高砂比施工，需要粘度更高的壓裂液，需要大排量施工，導(dǎo)致施工需要更多的壓裂泵車，增大施工成本，同時(shí)也增大了施工風(fēng)險(xiǎn)。排液速度太快就可能超過(guò)臨界出砂流速，導(dǎo)致支撐劑回流；排液速度太低又會(huì)導(dǎo)致排液時(shí)間增加，加重地層傷害，尤其是低滲透致密儲(chǔ)層，對(duì)滯留傷害敏感。

新的高速通道壓裂技術(shù)不考慮支撐劑的導(dǎo)流能力，它通過(guò)創(chuàng)造流動(dòng)通道來(lái)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行革命性改進(jìn)。通道壓裂是一種水力壓裂同步技術(shù)，主要以較高頻率間歇性的泵送支撐劑攜砂液和支撐劑凝膠液來(lái)促進(jìn)支撐劑異構(gòu)放置并在支撐劑包中產(chǎn)生開(kāi)放通道。當(dāng)支撐劑通過(guò)處理設(shè)備沿著鉆井完井進(jìn)入到壓裂儲(chǔ)層時(shí)，使用一種可降解的纖維狀材料可以緩解支撐劑脈沖擴(kuò)散。

該技術(shù)在裂縫內(nèi)部創(chuàng)造出了一個(gè)復(fù)雜而穩(wěn)定的通道網(wǎng)絡(luò)，其裂縫導(dǎo)流能力不受支撐劑滲透率的影響，油氣并不是從支撐劑充填層通過(guò)，而是通過(guò)高導(dǎo)流通道流動(dòng)。

二、技術(shù)優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)

與傳統(tǒng)水力壓裂相比，傳統(tǒng)壓裂需要考慮通過(guò)各種努力來(lái)提高裂縫導(dǎo)流能力提高支撐劑圓度和強(qiáng)度、降低支撐劑破碎和凝膠吸附等即使這些工作都做到最好，也還是失去了一些支撐劑的導(dǎo)流能力。高速通道壓裂技術(shù)主要新的高速通道壓裂技術(shù)不考慮支撐劑的導(dǎo)流能力，它通過(guò)創(chuàng)造流動(dòng)通道來(lái)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行革命性改進(jìn)。不考慮支撐劑的導(dǎo)流能力。

相比之下通過(guò)無(wú)限提高了裂縫導(dǎo)流能力獲得了更大的有效接觸面積更低的脫砂風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)獲得了更長(zhǎng)的有效裂縫半長(zhǎng)，增強(qiáng)了液體和聚合物的恢復(fù)，減少對(duì)裂縫面的損害。

該技術(shù)主要依托于獨(dú)特的脈沖柱塞式纖維壓裂，在各個(gè)攜砂階段拌注纖維，穩(wěn)固砂團(tuán)柱支撐。

三、勝利油田應(yīng)用實(shí)例

（1）夏斜352井

③夏斜352工藝方案

目的層埋藏深，物性差，以往采用常規(guī)壓裂工藝進(jìn)行壓裂改造，存在壓后產(chǎn)量下降快、穩(wěn)產(chǎn)期短的問(wèn)題。本次采用支撐劑脈沖段塞式加砂、加砂階段全程伴注纖維工藝，使支撐劑在裂縫中形成獨(dú)立的基團(tuán)并最終支撐裂縫，從而形成暢通的網(wǎng)絡(luò)通道，以大幅提高支撐裂縫導(dǎo)流能力，改善壓裂效果。

采用組合陶粒加砂，提高斜井壓裂施工成功率；常壓儲(chǔ)層，全程伴注液氮，提高壓裂液自噴返排效率；采用泵抽一體化管柱。

④夏斜352壓裂施工曲線

⑤夏斜352井生產(chǎn)曲線

該井2014年4月10日施工，到12日返排液量141.55m3，返排率44%；目前日出油8.27m3，乳化水2.34m3。

⑥夏斜352井與鄰井壓后效果對(duì)比

根據(jù)與鄰井壓后產(chǎn)量對(duì)比的結(jié)果，可以明顯發(fā)現(xiàn)采用脈沖柱塞纖維壓裂技術(shù)進(jìn)行改造的夏斜352井，改造后的增產(chǎn)效果要明顯好于儲(chǔ)層條件差不多的同層鄰井。

四、總結(jié)分析

脈沖柱塞纖維壓裂工藝是對(duì)壓裂工藝的革新，從施工過(guò)程和壓后排液及增產(chǎn)效果來(lái)看，該工藝具有以下三大優(yōu)點(diǎn)：

1工藝簡(jiǎn)單：利用現(xiàn)有的壓裂及纖維泵注設(shè)備，不再增加新的設(shè)備；

2改造效果：壓后返排率高；壓后普遍產(chǎn)量較好；減少對(duì)地層的害；

3支撐劑利用效率高：拌注纖維，形成砂柱同時(shí)可防止出砂；脈沖段塞式加砂提高支撐劑和液體的使用效率；同等規(guī)模下可獲得更長(zhǎng)的有效支撐縫長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]盧逍遙，高速通道壓裂技術(shù)及其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例 大慶：中國(guó)石油化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（21）

[2]鐘森，任山，黃禹忠等，高速通道壓裂技術(shù)在國(guó)外的研究與應(yīng)用 四川：中國(guó)石化西南油氣分公司工程技術(shù)研究院，2012，17（6）

[3]曹學(xué)華，HIWAY水力壓裂通道技術(shù) 中海油服：頁(yè)巖氣革命；2011

[4]柱塞式脈沖纖維壓裂技術(shù) 四川博仁達(dá)石油科技有限公司，2014

（作者單位：中石化勝利石油工程公司井下作業(yè)公司壓裂工程部）