低滲油藏整體壓裂研究

張偉

摘 ?要 ?低滲油藏區塊需要采取整體壓裂措施才能實現有效開發，通過區塊壓裂難點分析、裂縫長度優化、導流能力優化、壓裂液體系優化、支撐劑優選、施工參數優化、形成區塊整體壓裂技術。

主題詞 ?滑溜水;蓄能壓裂;

1概況

奈曼油田具有中孔—低滲、特低滲的特點，孔隙度17.17%，滲透率86.91×10-3μm2，儲層縱向上儲層和隔層交互分布，單層厚度要小。巖性以砂礫巖為主，分選差—中等，巖屑成分為中、酸性噴出巖、淺成巖為主，泥質以粘土礦物為主，長石平均含量為17%，石英平均含量為11.5%，巖屑平均含量高達71.5%。膠結物以粘土礦物雜基為主，主要以孔隙型膠結為主。原油膠質瀝青質含量32.3%，50℃時原油粘度119～454.7mPa·s。

2 主要壓裂難點分析

（1）跨度相對較大且多薄層，層間物性差異較大，容易出現部分層得不到有效改造的情況，近井裂縫扭曲以及人為多裂縫的復雜情況，有一定的施工風險。

（2）微孔占主導地位，孔隙度雖高但連通性差，可動流體飽和度較高。

（3）楊氏模量低，有塑性特征，易產生支撐劑嵌入影響裂縫導流能力。

（4）砂礫巖儲層部分巖心反應膠結程度不是很高，易產生屈曲縫，易砂堵。

（5）儲層溫度低，壓裂液徹底破膠難。

（6）稠油，瀝青質含量高。

3 裂縫長度優化

奈曼油田油質較稠，油水流度比高，儲層屬于中孔、中低滲。油井裂縫長度的優化是指針對不同的物性條件，用數模的方法模擬對比油井邊角井縫長對產量、含水和采出程度等的影響規律，從而確定不同物性時邊井和角井的合理縫長。

（1）角井縫長優化：在穿透比為0.1-1.0時，角井產量隨縫長的增加而增加，但超過0.9穿透比之后產量增加的幅度很小，見水時間和含水率隨縫長的增加呈逐漸提前和增加的趨勢，但含水增加不多，綜合產量和含水特征，優化縫長為穿透比0.8-0.9，即裂縫長度108-121m。

（2）邊井縫長優化：在穿透比為0.1-0.9時，邊井產量隨縫長的增加而增加，之后則隨縫長的增加而降低，見水時間和含水率隨縫長的增加呈逐漸提前和增加的趨勢，綜合產量和含水特征，優化縫長為穿透比0.8，即裂縫長度110m左右。

（3）氯化鉀為壓裂液常用的無機型粘土穩定劑，目的是為了保持一定的陽離子交換能力使粘土穩定。按照SY/T 5971-2016《油氣田壓裂酸化及注水用粘土穩定劑性能評價方法》規定，選用膨潤土，采用粘土體積膨脹離心法，采用蒸餾水配制不同濃度的氯化鉀溶液，評價不同濃度的氯化鉀對膨潤土的防膨脹性能，隨著氯化鉀溶液濃度的增加，防膨效率不斷提高，當濃度為1%時，防膨率可以達到80%以上。

4 油井導流能力優化

在優化的油井縫長條件下，模擬對比不同油井裂縫導流能力對產量的影響規律，從而確定優化的裂縫導流能力。

在滲透率為2md、3.5md時，產量、累計產量、注水量等均隨導流能力的增加而增加，但導流能力超過30dc·cm之后，產量增加的幅度變小，綜合考慮施工因素，優化導流能力為30dc·cm;在滲透率為12.7md時，產量、累計產量、注水量等均隨導流能力的增加而增加，但導流能力超過40dc·cm之后，產量增加的幅度變小，綜合考慮施工因素，優化導流能力為40dc·cm;在滲透率為20md時，產量、累計產量、注水量等均隨導流能力的增加而增加，綜合考慮施工因素，優化導流能力為40-50dc·cm。

5 施工參數優化

（1）前置液比例優化：前置液比例與儲層厚度（規模）、濾失系數等相關，經模擬計算，考慮動態比為85-90%，

得到不同厚度、不同濾失系數條件下合理的前置液百分數。

（2）排量優化：排量過小，在同樣儲層條件下濾失將較大，造縫效率低下，容易誘發早期砂堵。反之，排量過大，雖能保證施工順利，但縫高可能失控。經參數組合模擬計算，得到不同射孔跨距和不同濾失條件下優化排量結果。

（3）加砂規模優化：加砂規模與預期的裂縫長度、導流能力和可能的裂縫高度等參數有關，優化出平均砂比30%的情況下不同縫長、縫高所對應的規模。

（4）加砂程序優化：經三維裂縫模擬，以獲得理想的裂縫支撐剖面為目標函數，合理調節各段砂液比和液量、砂量大小，直至最終獲得優化的支撐剖面為準，對于濾失大的井層，可采取螺旋式或主壓裂段塞式加砂，此時由于濾失大，前后批的支撐劑也可形成連續支撐剖面，同時完成加砂目標。

6 壓裂液體系優化

在壓裂液添加劑優選的基礎上，通過大量室內試驗研究，形成了適合奈曼油田壓裂液配方體系：①基液：0.40～0.45%稠化劑（一級HPG）/稠化劑（特級HPG）+0.5%KCl+0.10%～0.12%Na2CO3+0.5%（DL-8）破乳助排劑+0.3%～0.5%（BFC-3）防膨劑+0.1% 甲醛/FR-BA/LH-Ⅱ殺菌劑+0.3%LTB-6低溫破膠活化劑;②交聯劑：硼砂，交聯比：100：3.5～3.0（1%硼砂）;③活性水：0.5%KCl+0.2%DL-8;④破膠劑：根據井的具體情況，在0.005%～0.02%～0.06%～0.08%～0.12%～0.16%過硫酸銨范圍內追加常規過硫酸銨破膠劑。

7 支撐劑優選

由于嵌入的影響較大，同時閉合應力在23-28MPa，在此閉合應力條件下石英砂的長期導流能力偏低，300天導流能力降低50-65，無法滿足方案要求的30-50dc·cm的要求。建議在裂縫縫口有效應力最大處選用大粒徑陶粒。

6 結論與認識

針對區塊儲層特點，分析區塊儲層壓裂難點，開展區塊整體壓裂技術研究，通過優化裂縫長度、油井導流能力、壓裂液體系優化、支撐劑優選、施工參數優化，形成了區塊整體壓裂技術。

參考文獻：

（1）王鴻勛.水力壓裂原理[M].北京：石油工業出版社，1987。

（2）Economides M J.油藏增產措施[M].北京：石油工業出版社，1995。

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