雙229塊新型壓裂技術優化與應用

孫鵬

摘要：雙229區塊構造上位于渤海灣盆地遼河坳陷西部凹陷中南段清水洼陷北部，中央凸起西側，含油層位主要為砂一段，屬中低孔、低-特低滲的油藏。自開發以來，該區塊儲層壓裂改造工藝先后經歷了常規油管壓裂技術、封隔器滑套分層壓裂技術、高液體強度油管壓裂技術、套管體積壓裂技術、套管體積壓裂技術（優化參數）四個階段。

關鍵詞：壓裂技術;油井;儲層改造

1 存在問題

受儲層物性特征影響，體積壓裂已成為雙229塊最主要的儲層改造方式。其原理是在壓裂過程中形成一條或者多條主裂縫的同時，使天然裂縫不斷擴張和脆性巖石產生剪切滑移，實現對天然裂縫、巖石層理的溝通，以及在主裂縫的側向強制形成次生裂縫，并在次生裂縫上繼續分支形成二級次生裂縫，形成天然裂縫與人工裂縫相互交錯的裂縫網絡，實現長、寬、高三維方向的全面改造，增大滲流面積及導流能力，提高初始產量和最終采收率。

雙229塊的分簇方式以1m/簇、簇間距以1m為設計原則，固定分簇和均勻分布的射孔位置，未充分考慮壓裂過程中裂縫之間的相互干擾造成的能量損失以及儲層頂部、底部、簇間的改造盲區，一定程度上抑制了壓裂改造復雜裂縫的形成，影響了壓裂的最終效果。

從雙229塊兩組巖心的五敏實驗中得出雙229塊為中-強水敏，油藏的孔喉類型為中孔、細-特細喉油藏。雙229塊壓裂改造過程中，壓裂液主要有滑溜水和羥丙基胍爾膠壓裂液體系。措施后部分油井表現出返排率較低、油井生產供液能力差等現象。經過判斷分析，其主要原因是壓裂后壓裂液濾液對儲層流體和巖石礦物的損害以及濾餅和殘渣對支撐裂縫導流能力的污染，以及壓裂液與儲層流體發生乳化，乳化液分散在通過毛細管和空隙吼道時產生賈敏損害，造成乳化堵塞。因此，需要優選低粘和超高溫體系壓裂液，并針對性提升壓裂液防膨性能，提高壓裂液破乳、助排、降阻性能、破乳效果，提高殘液自然返排率，有效保護改造儲層。

2?壓裂技術改造優化與應用

針對當前雙229塊體積壓裂實施過程中出現的問題和存在的改進空間，提出了根據儲層情況優化分簇射孔參數，研究更適合該區塊儲層的壓裂液體系，實現泵注程序連續施工;并以從效益和效果為出發點，根據儲層條件和體積壓裂先進理論，調整液體和加砂強度，為雙229塊的儲層壓裂改造，提供有力的技術支撐。

2.1 優化射孔參數，實現多點干擾起裂，形成復雜裂縫

分簇射孔間距是體積壓裂設計的關鍵參數，簇間距大小對壓裂改造具有重要的影響，過小的簇間距設計將導致分簇主裂縫之間的改造區重疊，降低壓裂改造效率;過大的簇間距設計則會在主裂縫之間產生未改造區，影響儲層的動用程度。因此，合適設計簇間距和射孔位置對提升儲層縫網展布區域、提高壓后效果具有重要的意義。

體積壓裂的最終目標是實現天然微裂縫的大量開啟形成立體的網狀裂縫，提高儲層的改造效果。通過軟件模擬過程，在油層相對連續的層位，其單層厚度超過4m的油層，可以開展加大分簇射孔簇間距離，并優化射孔位置的方式。選取了在雙229-24-26井、雙229-24-30井開展了優化試驗。

2018年，在雙229塊共計實施了分簇射孔套管體積壓裂井6井次。其中，雙層分簇射孔套管體積壓裂井2口，常規射孔與分簇射孔配合套管體積壓裂井實施2口，單層分簇射孔套管體積壓裂井實施1口。通過6口井的施工參數與生產情況對比，分簇射孔參數優化后壓裂投產的兩口井初期產量和穩產情況均較前期實施的四口井有不同程度提高，實現了復雜化裂縫，提高儲層整體滲流能力。

2.2調整液體配方，增強降阻增排效果，降低儲層傷害

通過分析雙229塊體積壓裂實驗及生產情況，大液量、大排量是體積壓裂的主要特點，而隨之帶來的是大量高強度壓裂液進入地層后對儲層的影響。通過返排和生產情況對比發現，絕大多數壓裂投產井返排能力和生產供液能力成正比。

結合雙229塊儲層物性和滑溜水加羥丙基胍爾膠壓裂液體系的特點，分析出壓裂液對儲層造成的傷害，主要有以下兩點：

一是大量壓裂液殘渣是壓裂液破膠后不溶于水的固體微粒，堵塞地層及裂縫內孔隙和喉道，降低地層和裂縫滲透率，損害地層;二是體積壓裂的液體強度和排量較常規壓裂成倍增加，加劇了壓裂液與地層原油的混合乳化過程，壓裂液與地層油或水發生乳化時，乳化液中的分散相在流經地層毛管喉道時產生賈敏效應，堵塞地層。

針對滑溜水胍爾膠壓裂液體系對雙229塊儲層的影響，對壓裂液體系配方進行了調整，降低壓裂液對壓裂效果的負面影響。主要采取以下兩方面措施對壓裂液體系進行調整：

一是采用不溶于水的固體微粒含量、低濃度的新型壓裂液增稠劑，有效降低壓裂液殘渣含量，減小對儲層滲透率及裂縫導流能力的傷害;二是開展油水配伍性試驗，優化助排劑的體系配方，增加破乳劑含量，降低表面和界面張力，提升壓裂液總體性能。

3.認識及結論

3.1通過優化“分段多簇”射孔參數，配合體積壓裂能夠利用縫間應力干擾促使裂縫轉向，產生復雜縫網，合適設計簇間距和射孔位置對提升儲層縫網展布區域、提高壓后效果具有重要的意義。

3.2超級胍膠作為一種新型的增稠劑，其降阻和攜砂性能都有不同程度提高，能夠實現壓裂液的低殘渣率和高返排率;配合優化助排劑成分，在壓裂過程中對儲層的保護作用發揮明顯，在我廠低滲透儲層有較廣闊的應用前景。

3.3在開展體積壓裂過程中，壓裂設計與現場實施的緊密結合，實現體積壓裂施工的連續性施工，是有效保證充分發揮體積壓裂效果的必要手段之一。

3.4大排量、高液量、低砂比是脆性巖石儲層開展體積壓裂的發展方向。通過大排量、高液量滑溜水打碎儲層造成剪切滑移，形成非平面對稱剪切裂縫，是獲取較高的導流能力的科學手段。

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