低滲透油田老井蓄能壓裂工藝技術(shù)探析

李懷谷

摘要：低滲透度油田存在儲(chǔ)層物性相對(duì)較差、注采關(guān)系困難的情況下建立，伴隨老井生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)時(shí)間年限的延長(zhǎng)，地層壓力不斷減小，壓裂效果難以得到保障，致使多數(shù)油井存在供液能力較弱、低產(chǎn)率和無(wú)效。針對(duì)該領(lǐng)域以進(jìn)一步提高地層蓄能能量水平為研究目標(biāo)，通過(guò)對(duì)蓄能壓裂工藝方式的綜合評(píng)價(jià)、蓄能介質(zhì)的選擇，以及對(duì)蓄能液利用量的綜合優(yōu)化，研究已經(jīng)形成了一種蓄能壓裂工藝技術(shù)并廣泛應(yīng)用于Y油田，壓后一個(gè)單井的累增油量大約是普通常規(guī)壓裂井的2.5倍，很大程度上提高了低滲透率油田老井的產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：低滲透;老井蓄能;壓裂工藝

引言：低滲透油田蓄層滲透率低，豐度和利用率低，單井生產(chǎn)能力低。目前，我國(guó)約有2/3的石油蓄量蓄存在低滲透油田，研究開(kāi)發(fā)低滲透油田具有重要意義。但伴隨低滲透油田的持續(xù)建設(shè)和挖掘，地層壓力持續(xù)降低，舊化工油井供液能力不斷惡化，低產(chǎn)高效工業(yè)油井持續(xù)增加，使地層壓力維持地層壓力在適宜的范圍內(nèi)，已成為限制低滲透工業(yè)油田開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵性因素，為低滲透工業(yè)油田建設(shè)開(kāi)發(fā)的提供有效途徑。

1蓄能方式

所謂固體蓄能技術(shù)，一般是指位于低壓蓄層區(qū)的油井，將固體蓄能利用材料同時(shí)注入地下油井一端或地下水井側(cè)的兩個(gè)蓄能終端，并將具有一定厚度的蓄能介質(zhì)，直接注入低壓蓄層，通過(guò)這些蓄能介質(zhì)在低壓地層中的雙向滲透、擴(kuò)散，做到地層壓力的雙向傳遞，從而提升低壓地層的能源利用率。根據(jù)蓄能介質(zhì)的用途，具體可分為四種類(lèi)型：

第一，回收能量，即油井關(guān)閉后，向周?chē)鄳?yīng)的油井注水。對(duì)于能量回收訓(xùn)練，該訓(xùn)練方法具有能量回收效果好、成本低的優(yōu)點(diǎn)。但由于停井和修井時(shí)間長(zhǎng)，影響了各區(qū)塊的產(chǎn)能，蓄能不能從單井計(jì)算。第二，井管蓄能，即注水管道直接注水。該方法成本低，注入流量測(cè)量準(zhǔn)確。但由于油井壓力較低，當(dāng)注入流量壓力等于泵的負(fù)荷時(shí)，蓄能得不到保證。第三，是泵車(chē)蓄能，即一般采用小型泵車(chē)按一定排量向油井注水。這種方式具有注入速度快、時(shí)間短、成本相對(duì)較低的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也需要有足夠的蓄能和水質(zhì)保證。第四，是壓裂蓄能，即在壓裂過(guò)程中，壓裂機(jī)將大量大排量的液體以在車(chē)組前放置液體的形式泵入蓄層。這種方法注射速度快，效率高。它能準(zhǔn)確測(cè)量所有注入液體，并能使車(chē)組實(shí)現(xiàn)快速能量補(bǔ)充，這種方法可應(yīng)用于造縫、采油和提高采油量起到促進(jìn)能量補(bǔ)充的作用，但由于其造價(jià)高，施工安全和保障措施要求很高[1]。

2 蓄能介質(zhì)優(yōu)選

通過(guò)試驗(yàn)，利用不同的試驗(yàn)性質(zhì)，評(píng)價(jià)了Y油田油井浮油水和油田污水對(duì)液相巖心巖石滲透率的總體損害。液相巖心在滑溜水中的平均滲透率僅為0.125md，污水的平均滲透率僅為0.126md，兩種不同液體的平均液體體積在巖心中的滲透率概率相同。與其它濕滑污水材料相比，污水材料作為壓工藝主要前置液，具有以下主要特點(diǎn)：（1）高摩阻，能有效提高裂縫的凈化水壓。（2）由于內(nèi)雜質(zhì)和廢棄物含量高，可直接對(duì)臨時(shí)封堵起到保護(hù)作用，形成復(fù)雜的裂縫，增加滲漏管和油池的排水面積。（3）降低生產(chǎn)成本，從地下取水，通過(guò)注水將原材料流回地下，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的污水再利用。綜上所述，最佳的解決方案是采用新型污水液壓蓄能泵作為蓄能專(zhuān)用泵，可用于污水快速壓裂蓄能。

2.1污水蓄能壓裂工藝

2井位于砂體邊緣。主力f儲(chǔ)層三次壓裂。井周?chē)芯圆睢１驹囼?yàn)輸砂工程為：污水91m3+滑水7.2m3+污水7.2m3+滑水7.2m3+瓜爾膠攜砂液41.5m3+10.1m3支撐劑+置換液5.2m3（一期）+停泵30min+高壓暫堵劑+污水91m3+滑水7.2m3+污水7.2m3+滑水7.2m3+瓜爾膠攜砂液54.5m3+12.8m3支撐劑+置換液5.9m3（二期）。總液體體積331.5m3，支持劑量22m3。

2.2蓄能液用量?jī)?yōu)化

蓄能液的優(yōu)化利用一般可以通過(guò)數(shù)值模擬技術(shù)的分析來(lái)判斷和確定。然而，在數(shù)值模擬過(guò)程中需要更多的實(shí)踐數(shù)據(jù)和工作任務(wù)量，蓄層的早期地質(zhì)描述有時(shí)不夠完善，很可能直接致使模擬結(jié)果的產(chǎn)生較大的誤差[2]。運(yùn)物料平衡方程推導(dǎo)出合理的蓄能流體使用計(jì)算方法，能夠在一定程度上提升工效。其一明確一個(gè)區(qū)塊地層壓力維持水平合理范圍，從而按照蓄層實(shí)際檢測(cè)到的壓力計(jì)算出合理的蓄能液量。依照物料平衡方程法得出：

① NpBo+WpBw-WiBw=NCeBoiΔP

② Bo=Boi·eco（Pi-P）

③ Bw=Bwi·eCw（Pi-P）

將式算式②與算式③帶到算式1得出結(jié)果為Np=NCe（Pi-P）/eCo（Pi-P）+（WiWp）·e-（Co-Cw）（Pi-P）·Bwi/Boi，算式④

對(duì)④式求Np對(duì)P的導(dǎo)數(shù)，并令其等于零，可得到一個(gè)P值，即為地層合理壓力保持水平P1。由求得的合理地層壓力P1和測(cè)得的目前實(shí)際地層壓力P2可得到ΔP=P1-P2⑤將式⑤帶入式①，依據(jù)預(yù)測(cè)的產(chǎn)量值，就能知道當(dāng)前情況所需蓄能液數(shù)值。

Np——累計(jì)產(chǎn)油量約為104噸，Wp——累計(jì)產(chǎn)水量約為104噸;Wi——累計(jì)注水量約為104噸，N——原油地質(zhì)儲(chǔ)蓄量約為104噸，Bo——原油容積參數(shù)，Boi——原始原油容積參數(shù)，Bw——水體積參數(shù)，Bwi——水原始容積參數(shù)，Co——原油壓縮參數(shù)，1/MPa，Cw——水壓縮參數(shù)，1/MPa，Ce——綜合壓縮參數(shù)，1/MPa，Pi——油藏原始地層壓力，MPa，P——油藏儲(chǔ)蓄層地層壓力，MPa。

3應(yīng)用效果

Y油田孔隙度和滲透率分別為14%和6.5%× 10-3μm2，屬于低滲透油田。在無(wú)效注采區(qū)塊進(jìn)行了自蓄能和壓裂蓄能測(cè)試。均單井蓄能容量2155m3，單井加砂面積49m3。壓裂后前期平均單井壓力增到5.5MPa，均單井累計(jì)增油量為362t，是常規(guī)壓裂的2.5倍，壓裂效果顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

多模蓄能的合成能提升地層的儲(chǔ)蓄能量;污水蓄能可有使得成本減少;應(yīng)用物料平衡法優(yōu)化蓄能液量便捷、優(yōu)化，并有助于實(shí)際施工效率的提升，老井成型蓄能壓裂技術(shù)為指導(dǎo)低滲透油田的發(fā)掘的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]涂小娟，丁飛，張克瑞，馬哲，高飛虎. ?低滲透油田開(kāi)發(fā)效果的主要影響因素與對(duì)策[J]. 化學(xué)工程與裝備. 2019（08）：151-152.

[2]謝晶，羅沛，秦正山，羅毓明. ?水驅(qū)油藏合理地層壓力確定方法綜述[J]. 內(nèi)江科技. 2019（04）：22-24.