直井縫網壓裂改造技術在低滲透油田中的應用

李鴻飛

摘要：對于低滲透油田為儲層物性差的致密油藏，目前井網條件下難以建立有效驅替體系，注不進采不出問題突出，油井受效差，單井產量低，制約著油田的有效開發，如何經濟有效動用這些區塊成為亟待解決的問題。本文分析總結了油田直井縫網壓裂實施效果和認識，搞清了不同儲層、不同縫網規模以及不同注水政策對單井產量變化規模的影響，明確了直井縫網壓裂技術的推廣潛力，為特低滲透油田開發調整起到指導作用。

關鍵詞：低滲透油田;有效驅替;直井;縫網壓裂

隨著油田的深入開發，低效區塊逐漸增多，特別是特低滲透致密儲層開發效果逐漸變差，目前常規技術開發效果不明顯，如何建立有效驅替，提高單井產量，改善區塊開發效果是這些油田亟待解決的問題。區塊進行了重復壓裂試驗，僅依靠單一的壓裂主縫很難取得較好的壓裂效果，有效期短，效果不理想。近年來，特低滲透致密儲層開展了直井縫網壓裂試驗，提高了單井產能，取得了較好的效果，新的壓裂技術和開發調整技術的進一步結合，有望成為外圍油田提高儲層動用程度、提高單井產量、控制遞減的有效方式。

為此，優選了儲量基數大、開發效果差的A區塊低滲透油層進行先導性直井縫網壓裂試驗。通過直井縫網壓裂技術大排量、大液量施工，壓開復雜的網狀裂縫，擴大裂縫波及體積，提高儲層滲流能力，將井與井之間的驅替轉變為井與縫網之間的驅替，縮短注采距離，實現有效驅替。在試驗取得較好效果的基礎上，開展直井縫網壓裂擴大試驗。

1.縫網壓裂

隨著油田的開發，油田已經進入中高含水期，而新投產井地質條件也越來

越差，保持穩產越來越難，壓裂成為實現油井增產增效的主要措施之一。但是隨著措施井數的逐年增多，可供壓裂的潛力井越來越少，而且井層條件變差，增油效果也在變差，因此必須精細措施挖潛，拓展選井選層空間，優化壓裂工藝，提高增油效果。

1.1縫網壓裂的機理

在水力壓裂過程中，當裂縫延伸凈壓力大于兩個水平主應力的差值與巖石

的抗張強度之和時，容易產生分叉縫，多個分叉縫就會形成“縫網”系統。其中，以主裂縫為“縫網”系統的主干，分叉縫可能在距離主裂縫延伸一定長度后，又恢復到原來的裂縫方位，最終形成以主裂縫為主干的縱橫“網狀縫”系統，這種實現“網狀”裂縫系統效果的壓裂技術稱為“縫網壓裂”技術。

1.2縫網壓裂與常規壓裂對比

常規壓裂形成的裂縫單一，滲流面積小，只擴大了井控面積;縫網壓裂可以形成多條裂縫，擴大泄油面積，降低儲層滲流阻力，提高滲流能力，改善開發效果。由于縫網壓裂要求井厚度大、施工規模大、現場要求高、施工費用高，僅在C油層試驗中開展，無法在厚度薄的A油層中開展。因此借鑒常規壓裂和縫網壓裂優點，在適合常規壓裂的井施工中提高排量，加大施工規模，開展小規模縫網壓裂，改善開發效果。

2.區塊開發狀況

油田A區塊投產以來，雖然不斷加強注水調整，但受儲層物性差影響，目前井網條件下難以建立有效驅替體系，主要表現在一下幾個方面：一是受儲層物性影響，區塊注水受效差，低效、無效注水比例高，無效注水比例高達40%。二是油井受效差，單井產量低，常規增產增注措施效果差。A區塊投產初期單井日產油2.0t，目前日產油僅0.4t，受效井比例38.2%，地層壓力9.55MPa，長關和低效井占油井總數的48.2%。為了改善開發效果，開展了重復壓裂，效果較差，有效期僅7個月左右，平均單井累積增油230t。

3.直井縫網壓裂方案設計

根據油田目前井網現狀及存在的矛盾，確定試驗區直井縫網壓裂的總原則是：以建立有效注采驅替系統為核心，利用現有井網，結合大規模壓裂技術，通過大排量、大液量壓裂施工，增加裂縫與儲層接觸面積，減少液體向裂縫中的滲流距離和阻力，提高單井產量，延長措施有效期;縱向上兼顧非主力油層，根據應力及巖性遮擋條件優化壓裂層段，對隔層小于3米層進行合壓，最大程度提高各類儲層動用程度。

綜合考慮試驗區儲層發育狀況、注水狀況及工廠化施工要求，確定井區優選原則：

一是為保證試驗效果，優選儲量豐度高，有一定儲量基礎;

二是試驗井周圍水井滿足注水條件，便于后期注水能量補充，同時井區油井受效差且無見水井，降低大規模壓裂后見水的風險;

三是試驗井盡量集中，滿足工廠化施工要求，降低試驗成本。綜合以上因素，優選臺A和茂A井區進行直井縫網壓裂試驗，通過壓裂改造，提高單井產量。

A區塊根據油田最大主應力方向以及人工裂縫監測結果，同時考慮井區斷層走向，最大主應力取NE80°，計算100-300m半縫長條件下壓裂后驅替井距均在有效驅動井距以內。為擴大壓裂后縫網控制面積，提高儲層動用程度，設計壓裂半縫長300m，微縫延伸寬度為200m，壓裂后距離近端水井驅替井距為72m;距離遠端水井驅替井距為136m，使壓裂井與周圍所有注水井（2口注水井）均能建立有效驅替。

4.直井縫網壓裂效果

統計先導性實施2口井，壓后初期單井日增油4.2t，目前單井日增油1.1t，單井累積增油1086t。在先導性試驗取得較好效果的基礎上，開展了擴大試驗，共實施老井直井縫網壓裂5口，壓后初期單井日增油4.0t，目前單井日增油3.1t，單井累積增油810t。

5.直井縫網壓裂試驗認識

從壓裂實施效果看，取得了以下三點認識：

一是與常規壓裂對比，注水開發井區縫網壓裂初期單井增油強度、累計增油量分別提高到3.5和8.1倍，投入產出比高。

二是形成的縫網未達到設計規模，縫網形態與儲層物性有關。從井下微地震監測結果看，縫長達到設計規模，縫寬小于設計規模。二是壓裂后增加新的產液層，主力層貢獻比例大。縫網壓裂前僅主力油層產液，壓裂后增加新的產液層，壓前主產層液量增加幅度較高;生產一段時間后，儲層較差層基本不產液。

三是物性好、吸水好的儲層能夠持續產液。從注水井連續三次產液剖面看，物性好、連通水井吸水好的層產液保持較高水平。

6.應用前景

目前油田每年有上百口井進行壓裂增產改造，試驗區可實現油層經濟有效開發，將為全面動用低滲透油層提供有力措施，能夠使探明未動用的上億噸儲量得到有效經濟動用，為全面開發低滲透油層提供技術保障。

7.結論與認識

（1）地應場的矩形井網、裂縫參數的一體化研究，為特低滲透油藏井網優化設計提供了依據和手段。

（2）與常規壓裂比直井縫網壓裂增油效果明顯，A區塊低滲透油層直井縫網壓裂初期單井增油強度、累計增油量分別提高到3.8和8.7倍。

（3）直井縫網壓裂微地震監測結果顯示，人工裂縫規模較方案設計小，下步有必要進一步優化壓裂施工參數，使壓裂縫網規模達到方案設計要求。

參考文獻：

[1]李波;曹鼎洪;許萬利;高立峰;田荃;低滲透油田小縫網壓裂先導性試驗及認識[J];化學工程與裝備;2017年08期

[2]胡永全;賈鎖剛;趙金洲;張燁;米強波;縫網壓裂控制條件研究[J];西南石油大學學報（自然科學版）;2013年04期

[3]雷群;胥云;蔣廷學;丁云宏;王曉泉;盧海兵;用于提高低-特低滲透油氣藏改造效果的縫網壓裂技術[J];石油學報;2009年02期

[4]李國鋒;叢式水平井組整體壓裂裂縫監測方案優選及應用[J];重慶科技學院學報（自然科學版）;2014年03期

[5]李雷;徐兵威;何青;陳付虎;張永春;李國鋒;致密砂巖氣藏水平井多簇分段壓裂工藝[J];斷塊油氣田;2014年03期