低滲透油藏水平井壓裂理論及現場工藝探討

王曉峰 閆保安 官小虎

摘要：為了提高對低滲透油藏的開發程度，所進行的現場壓裂通常是對水平井井筒壓開多條裂縫，水平井壓裂現場工藝有很多種方法，對其進行總結歸納為分段壓裂和限流法壓裂。

關鍵詞：低滲透油藏水平井;水平井壓裂理論;壓裂現場工藝;

壓裂水平井段長度與壓裂水平井產量的關系處于相統一狀態，隨著壓裂水平井段的段長長度增長，壓裂水平井的產量增多。裂縫導流能力來自于裂縫長度的增加，對壓裂水平井產量有一定阻礙作用。

一、低滲透油藏壓裂水平井模型

一般來說，在進行低滲透油藏基礎數據分析和計算時，有兩種方法可供使用，分別是五點法和七點法，通過這兩種方法建立基本數據理論模型，對模型進行觀察和研究，分析低滲透油藏水平井的特點。通過低滲透油藏基本數據建立模型有利于加強對低滲透油藏水平井壓裂理論的研究程度，對油藏基礎數據進行研究模擬建立低滲透油藏壓裂水平井注采井網模型。

二、產量遞減規律研究

1、裂縫長度對壓裂水平井產量的影響

裂縫長度對壓裂水平井產量有一定的影響，裂縫和壓裂水平井產量成正比，裂縫越長，壓裂水平井產量越高，同時，裂縫長度增長對壓裂水平井產量增長幅度也有一定影響，隨著裂縫長度的增長，壓裂水平井產量增加幅度逐漸變小，產量增長和裂縫長度之間并不是簡單的直屬關系，與裂縫的導流能力有關，導流能力指隨著裂縫長度增加，裂縫內部的阻力隨之增大，對壓裂水平井產量有一定的阻礙。

2、裂縫導流能力對壓裂水平井產量的影響

裂縫導流能力來自于裂縫長度的增加，對壓裂水平井產量有一定阻礙作用。當導流能力越大的時候，壓裂水平井產量下降幅度越大，下降速度越快，同時，裂縫導流能力的增長，使壓裂水平井產量增長幅度變小。出現這種現象的主要原因在于油層的供給能力，裂縫導流能力降低，但油層供給能力增強，促使流體在裂縫處聚集，聚集后的流體對于整個壓裂水平井的阻力增強。這樣一來，裂縫導流能力與油層的供給能力相關聯，裂縫導流能力增加導致阻力增大。過度增加裂縫導流能力，使裂縫導流能力達到一定程度時，導致油層供給能力不能與導流能力相適應，會出現導流能力增加，而油層供給能力降低的抽空現象，導致產量增長幅度變小。發生這樣的情況，需要調整裂縫導流能力，提高裂縫導流能力與油層供給能力的適應度，將導流能力與油層供給能力優化至同一程度。

三、水平井段長度對壓裂水平井產量的影響

壓裂水平井段長度與壓裂水平井產量的關系處于相統一狀態，隨著壓裂水平井段的段長長度增長，壓裂水平井的產量增多。但是水平井段長長度的增長對壓裂水平井產量的影響局限于開發前期，在開發后期段長的增長對產量沒有太大的影響。對于低滲透油藏壓裂水平井來說，大部分的產量集中于開發前期，這時產量降低的幅度和速度比較快，在后期降低速度會變慢，逐漸處于穩定狀態，產量的增幅和降幅變化不大。由此可以看出，在開發前期階段，裂縫周圍的阻力比較小，所以導致壓裂水平井產量高。在開發過程中，隨著阻力的增大，導致油層泄露的程度變大，導致產量逐漸變小，導致前期出現降幅速度快的現象，而后期逐漸變慢。在對井網進行開采的時候，地下的土層具有一定的能量，能量能夠通過對壓裂水平井進行能量補充從而降低產量的降幅速度，控制產量降幅的周期，從而使提高壓裂水平井產量。三、水平井壓裂現場工藝研究

不同地面的地應力不同，水平井的地理位置不同，在進行水平井壓裂現場工作的時候，所形成的裂縫的形狀和深度不同，一般來說，壓裂水平井裂縫有兩種，分別是橫向裂縫和豎向裂縫。縱向裂縫主要是沿著水平井的垂直深度進行延伸，垂直的方向與主要地應力方向相統一，橫向裂縫主要是垂直于井筒，在此之上進行延伸，并且沿著垂直深度可以壓開多條橫向裂縫，可以同時或者前后壓開。在實際中進行水平井壓裂時，所采用的裂縫并不屬于常規的縱向裂縫和橫向裂縫，所使用的是轉向裂縫和扭曲裂縫，轉向裂縫主要是通過水力裂縫和水平井之間形成的夾角進行轉向，這種裂縫承受地應力的能力大于主要裂縫產生的應力，這樣一來，使施工的泵壓增大，泵壓增大導致水平井提前出砂，影響水平井壓裂的效果，對水平井的產量也有一定影響。為了提高對低滲透油藏的開發程度，所進行的現場壓裂通常是對水平井井筒壓開多條裂縫，多條裂縫相較于一條裂縫來說，所面臨的問題多，需要保證裂縫之間互不干擾，每條裂縫處于獨立狀態。水平井壓裂現場工藝有很多種方法，對其進行總結歸納為分段壓裂和限流法壓裂。

四、限流法壓裂工藝

限流法壓裂工藝主要涉及的內容是射孔炮眼，射孔炮眼的數量和直徑對于水平井壓裂的效果有一定影響，加強對射孔炮眼的數量和直徑的控制，提高射孔炮眼數量的排量，對第一個被壓開的炮眼進行流量限制，提高水平井帶來的壓力，從而使壓裂流量分流，增強對水平井的壓力，從而使裂縫全部壓開。限流法工藝主要是通過提高水平井井底的壓力對流量進行限制，在實際作業中，這種工藝對于施工來說比較簡單，方便實施，且施工時間比較短，可以一次性將裂縫全部壓開，對于油層的損害程度小。但是射孔孔眼對壓裂的影響程度大，且孔眼具有回壓能力，只適用于多條裂縫，難以控制單條裂縫，對于施工能力有一定的要求，較長的水平井井段的裂縫數量比較多，單條裂縫孔數比較少，在進行改造的時候難度大。

五、分段壓裂工藝

分段壓裂工藝主要應用于無法進行一次性限流改造的施工目的層，這種目的層一般是因為水平井井的水平段長比較長，需要進行改造的油層數量比較多，所以不能進行一次性全部改造。分段壓裂主要是通過對封隔器在水平井中進行一段一個壓裂，形成多個裂縫段。這種工藝的主要技術在于對壓裂工具的運用，所使用的壓裂工具要合理，適用于壓裂施工，對工藝方法準確把握，對于其他設備要緊密配合，從而優化施工改造。

結語

綜上所述，通過對壓裂水平井產量的影響要素的分析，可以了解到裂縫長度、裂縫導流能力和水平井段長對產量都有一定的影響，對影響的原因做系統化總結，提出了兩種現場壓裂工藝，分別是分段壓裂工藝和限流法壓裂工藝，這兩種工藝適用于現場壓裂作業。

參考文獻：

[1] 徐嚴波.齊桃.楊風波.壓裂后水平井產能預測新模型[J].石油學報.2017.27（1）