直井縫網壓裂技術在低滲透油田儲層改造中的應用

賈海濤

摘要：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。

關鍵詞：低滲透油田;有效驅替;直井縫網壓裂

油田進入中高含水期，措施挖潛難度不斷加大，且新投產井地質條件越來越差，選井選層越來越困難，增油效果也逐漸變差。為提高增油效果，必須精細措施挖潛，拓展選井選層空間，優化壓裂工藝。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。本文分析總結了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。

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。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。近年來在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。為此開展直井縫網壓裂試驗。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。

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

某油田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。A區塊共有水井136口，累計注采比3.55，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2004年投產，初期單井日產油2.0t，目前日產油僅0.4t，注水開發15年，受效井比例38.2%，地層壓力9.55MPa，長關和低效井為186口，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4口井，壓后初期單井日增油4.8t，目前單井日增油1.3t，單井累積增油1786t。在先導性試驗取得較好效果的基礎上，2015-2017年開展了擴大試驗，共實施老井直井縫網壓裂8口，壓后初期單井日增油4.1t，目前單井日增油3.5t，單井累積增油850t。

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3.8和8.7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，保持較高水平。

6.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。

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