沈257塊水平井體積壓裂開發(fā)效果研究

林建

摘要：目前國內(nèi)外針對致密油的開發(fā)取得顯著的效果，其中水平井體積壓裂技術(shù)是關(guān)鍵，也是國內(nèi)外石油行業(yè)致密油開發(fā)主要應(yīng)用的開發(fā)手段。體積壓裂技術(shù)具有大排量、小砂比、造縫能力強的特點，目前該技術(shù)越來越多的應(yīng)用到低滲—特低滲油藏中，并取得非常好的開發(fā)效果。大民屯凹陷沈257沙四段儲層埋藏深，物性差，邊部儲量直井難以開發(fā)。通過引進先進理念，依托水平井體積壓裂技術(shù)，立足于油藏整體改造，開展特低滲儲層甜點預(yù)測研究，最大限度地動用儲量，盤活低品位難采儲量，實現(xiàn)油藏整體開發(fā)。

關(guān)鍵詞：大民屯;沈257;水平井;體積壓裂

前言

大民屯凹陷西斜坡構(gòu)造帶沈257塊含油目的層有沙四段和元古界潛山，本次研究目的層為沙四段，為近岸水下扇沉積，主要發(fā)育大套砂礫巖，油層埋藏深，儲層巨厚，物性差，儲層類型為低孔特低滲儲層。低滲透砂巖油藏開發(fā)技術(shù)不斷改進，大型壓裂技術(shù)得到成功運用，提高了單井產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，使難動用的特低滲油藏地質(zhì)儲量得到動用[1]。通過引進致密油水平井體積壓裂開發(fā)理念，立足油藏整體改造，最大限度地提高儲量動用程度，實現(xiàn)西斜坡構(gòu)造帶沙四特低滲油藏整體開發(fā)動用。同時可以形成一套水平井體積壓裂井位部署、靶點設(shè)計優(yōu)化、壓裂參數(shù)優(yōu)化設(shè)計等技術(shù)研究體系，確保現(xiàn)場實施效果和經(jīng)濟效益達標(biāo)，水平井體積壓裂技術(shù)的成功應(yīng)用，創(chuàng)新了一條低滲-特低滲油藏開發(fā)的新思路，利用該技術(shù)現(xiàn)場實施過程中總結(jié)的經(jīng)驗和技術(shù)參數(shù)，指導(dǎo)同類油藏以及潛山特低滲油藏的開發(fā)，實現(xiàn)大民屯凹陷低品位儲量高效開發(fā)動用。

1 油藏地質(zhì)情況

沈257塊沙四段可劃分為沙四上、下兩個亞段。采用井震資料相結(jié)合，進行構(gòu)造精細解釋分析斷裂系統(tǒng)特征。經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動，斷裂發(fā)育。斷層活動期主要在S4、S3期，對沈257斷塊油氣運移和儲集的控制作用十分明顯。S4下地層主要發(fā)育三條北東走向和四條近東西走向的正斷層，其中油氣分布主要受兩條北東走向的主干斷層控制。

沈257塊沙四下段儲層相對發(fā)育，巖性主要有細砂巖、砂礫巖和角礫巖，以細砂巖為主。平面上發(fā)育比較穩(wěn)定，連通性好，儲層孔隙發(fā)育較差，孔隙類型以粒間孔為主。巖心分析孔隙度一般在15%～20%，平均17.1%，滲透率為1.05～2.94×10-3mm2，平均為1.89×10-3mm2，測井解釋孔隙度偏低，滲透率偏高，總體上為中孔特低滲儲層。平面上儲層發(fā)育比較穩(wěn)定，連通性好，儲層孔隙發(fā)育較差，孔隙類型以粒間孔為主。根據(jù)本區(qū)的壓汞分析資料，儲層孔隙結(jié)構(gòu)以低孔、特低滲、細-微細喉不均勻型為主。砂礫巖孔喉半徑主要集中于0.025～0.4μm。砂巖孔喉半徑主要集中于0.16～1μm。

綜合地震波形反射特征、巖性組合、產(chǎn)能情況預(yù)測有利儲層展布，建立波形反射特征與產(chǎn)能對應(yīng)關(guān)系圖，以單井為中心切放射狀剖面，依據(jù)含油砂體波形特征，刻畫主力含油砂體平面、縱向展布范圍。

依據(jù)直井測井解釋結(jié)論，以地震波形特征為約束，參照波形相似性和空間距離兩個因素對儲層進行反演預(yù)測，根據(jù)反演結(jié)果分析，研究區(qū)沙四下段砂礫體反演平面預(yù)測呈現(xiàn)三個個波阻抗高值區(qū)，地震相剖面呈現(xiàn)出三個個透鏡體，據(jù)此將研究區(qū)沙四下段砂礫巖體平面上劃分為三個個扇體，依次為沈257扇體、沈358扇體、沈268扇體。

2 試油試采分析區(qū)塊產(chǎn)能特征

沈257塊初期產(chǎn)量具有以下特征：（1）油井自然產(chǎn)能較低，壓裂可獲得較高產(chǎn)能;（2）產(chǎn)量遞減較快、初期動液面下降快，表明儲層供油半徑小;（3）天然能量微弱，一次采收率低。油井壓裂投產(chǎn)初期產(chǎn)量較高，但遞減快，表現(xiàn)出油藏天然能量較微弱的特點。借鑒北京勘探開發(fā)研究院成果，對于低滲透油藏，采用衰竭式開發(fā)，溶解氣油比和地層壓力系數(shù)是影響天然能量采收率的關(guān)鍵因素，本塊為常規(guī)油藏，壓力系數(shù)1.0左右，原始溶解氣油比40～50m?/m?，由圖版預(yù)測沈257塊天然能量采收率為10%～15%。沈358-沈268塊天然能量采收率為6%～7%。

3合理井網(wǎng)井距研究

油氣田開發(fā)中合理井網(wǎng)的研究一直是人們重視的課題[1]， 根據(jù)層系劃分與組合原則，本塊屬中等儲量豐度，綜合考慮儲層發(fā)育狀況，確定采用一套層系開發(fā)。借鑒大慶油田低滲透油藏注水開發(fā)經(jīng)驗，大慶油田Ⅰ、Ⅱ類可注水開發(fā)，Ⅲ類水驅(qū)難以動用。通過數(shù)值模擬、經(jīng)驗公式計算，沈257塊注水開發(fā)水驅(qū)采收率為23%。從沈257邊部直井生產(chǎn)情況來看，目前平均單井累產(chǎn)油在3000萬噸左右，開發(fā)效果較差。綜合考慮，采用直平組合井網(wǎng)，以水平井為主，分層部署，利用直井落實儲層、監(jiān)測壓裂縫及后期適當(dāng)注水補充能量。通過對比直井與水平井適用地質(zhì)條件，結(jié)合本塊儲層發(fā)育特點，縱向上各組疊加連片分布區(qū)域較小，確定以水平井為主進行分層開發(fā)。對比分析不同水平井段長度時累積產(chǎn)油量變化規(guī)律，可以看出隨著水平井長度的增加，累積產(chǎn)油量先增加后變緩，結(jié)合經(jīng)濟評價結(jié)果，確定最優(yōu)水平井長度為800m，根據(jù)壓裂裂縫監(jiān)測，人工裂縫方向為北東向，水平井方向應(yīng)垂直或者斜交裂縫方向，因此，確定沈257塊水平井方向為東西向或北西向。從采出程度對比曲線可以看出（圖23），井距越小采出程度越高，開發(fā)效果越好。當(dāng)井距從400m到300m的過程中，采出程度隨井距的變化比較明顯，當(dāng)井距從300m縮小到250m的時，采出程度的提高不如大井距時提高明顯，可知采用250m左右的井距開發(fā)是比較合適的，

4 體積壓裂方案優(yōu)化設(shè)計

體積壓裂是通過水力壓裂對儲層實施改造，在形成一條或者多條主裂縫的同時，使天然裂縫不斷擴張，實現(xiàn)對天然裂縫巖石層理的溝通，從而將可以進行滲流的有效儲層打碎，實現(xiàn)長、寬、高三維方向的全面改造，增大滲流，面積及導(dǎo)流能力，提高初始產(chǎn)量和最終采收率[3]。

本次研究開展分段選取方法、射孔簇點位置確定等壓裂參數(shù)進行優(yōu)化，提高儲層改造體積，擴大泄油面積，提高單井產(chǎn)量。調(diào)研Sanish油田189口井及EST油田40口井不同段數(shù)初期產(chǎn)量及遞減情況，平均段長70-100m初期產(chǎn)量最高、遞減較緩。據(jù)趙政璋等著《致密油氣》及國內(nèi)油田體積壓裂統(tǒng)計，壓裂段長在70-100m。確定分段原則：①段間最好能夠有穩(wěn)定隔層段，避免干擾;②減小段內(nèi)儲層非均質(zhì)性，巖性、物性、脆性、水平應(yīng)力等差異，易于產(chǎn)生復(fù)雜裂縫;③對優(yōu)質(zhì)油層進行細分切割分段，發(fā)揮優(yōu)各段油層增產(chǎn)潛力。射孔簇設(shè)計原則：①射孔簇保證設(shè)計在優(yōu)質(zhì)油層段上，脆性指數(shù)相近的點，保證射孔簇能同時起裂;②段內(nèi)隔夾層發(fā)育增加射孔簇、減小簇間距，儲層連續(xù)、均質(zhì)適當(dāng)拉大簇間距;③選擇固井質(zhì)量較好的地方射孔。綜合考慮儲層地質(zhì)品質(zhì)、縫高控制、壓竄風(fēng)險規(guī)避等，確定各段加砂規(guī)模和施工排量。縱向上隔夾層發(fā)育，縫高延伸受阻，增大施工排量;距鄰井近，考慮壓竄風(fēng)險，適當(dāng)控制壓裂規(guī)模，減少液量及加砂量;段內(nèi)改造長度大、油層品質(zhì)好，適當(dāng)增大壓裂規(guī)模。水平段指端方向油層連續(xù)性變差，縫高延伸受阻，通過大排量施工提高儲層縱向動用程度。

5 實施效果

沈257塊目前共投產(chǎn)水平井11口，壓裂段數(shù)從四段到九段不等，分析產(chǎn)能利用累計平均日產(chǎn)油計算，區(qū)塊油井見油時間都比較快，經(jīng)過兩三個月即到達產(chǎn)量高峰，且遞減率較低，水平井體積壓裂效果比較顯著。分析區(qū)塊產(chǎn)量與油層鉆遇裂縫、壓裂規(guī)模、水平段長度、返排率等因素相關(guān)。儲層和油層鉆遇率越高，油井產(chǎn)量越好，遞減率越低，油層發(fā)育狀況是油井產(chǎn)量的主控因素，油井一年期平均產(chǎn)量與返排率負相關(guān)，說明油井生產(chǎn)時返排的越快，壓裂縫閉合的幾率越大，油井遞減的越快。

6 結(jié)論

1、大民屯凹陷西斜坡構(gòu)造帶沙四儲層為水下扇砂體沉積，油層埋藏深，儲層巨厚，物性差，儲層類型為低孔特低滲儲層，利用常規(guī)開發(fā)方式無法有效開發(fā)動用該塊低品位儲量。

2、貧中找富，差中選優(yōu)，以水平井體積壓裂技術(shù)為依托，整體改造低滲-特低滲油藏，能最大限度提高儲量動用率，實現(xiàn)特低品位儲量的有效動用。

3、根據(jù)沙四段實際儲層參數(shù)建立機理模型，對油藏工程關(guān)鍵參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，指導(dǎo)井位部署。綜合分析，確定水平井長度800m左右，位置在油層中部，井距200-250m，走向與最大主應(yīng)力方向垂直，各參數(shù)可根據(jù)儲層發(fā)育等實際情況適當(dāng)調(diào)整。

4、通過投產(chǎn)水平井控產(chǎn)因素分析，油井產(chǎn)量的主控因素是油層發(fā)育狀況，其次是壓裂規(guī)模、水平段長度及返排率。

參考文獻

[1] 袁自學(xué)，特低滲透注水砂巖油藏采收率確定方法，石油勘探與開發(fā)，2014.6， 341-348;

[2] 彭昱強，油氣田開發(fā)井網(wǎng)研究綜述，大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2002.6（21）， 21-25;

[3] 張軍濤，水平井體積壓裂技術(shù)在黃陵致密油區(qū)的研究和實踐，非常規(guī)油氣，2018.6（3）， 84-87;