淺談體積壓裂技術在新疆油田瑪2井區下烏爾禾組直井中的應用

閆利剛，宋道海，范友泉

（1.西部鉆探井下作業公司，新疆 克拉瑪依 834000；2.中海油天津化工研究設計院有限公司，天津 300131）

瑪2井區地質構造位于準噶爾盆地西北緣瑪湖凹陷西環帶瑪北斜坡帶，下烏爾禾組儲層屬特低孔、特低滲儲層。應用體積壓裂技術開發該類油田，可大大提升開發效率。烏爾禾組均為直井、定向井，前期采用油管籠統壓裂效果不佳。后期借鑒百口泉組水平井壓裂模式采用橋塞分段壓裂工藝，優化施工排量和加砂強度，產量大幅提高，證明體積壓裂技術在下烏爾禾組的可行性。

1 體積壓裂技術

天然裂縫不發育，低滲、超低滲基質孔隙性油氣藏的壓裂縫垂直于人工裂縫壁面方向滲透性很差，不能提供有效垂向滲透能力，通過體積壓裂在垂直于主裂縫方向形成人工多裂縫，改善儲層的滲透特性，提高儲層改造效果和增產有效期。體積壓裂改造儲層，在形成一條或多條主裂縫的同時，使天然裂縫不斷擴張、脆性巖石產生剪切滑移，溝通天然裂縫、巖石層理，在主裂縫側向強制形成次生裂縫，在次生裂縫上繼續分支形成二級次生裂縫，類推形成天然裂縫與人工裂縫相互交錯的裂縫網絡。將有效滲流儲層打碎，實現長、寬、高三維全面改造，增大滲流面積及導流能力，提高初始產量和最終采收率。

2 體積壓裂與常規壓裂應用情況

2.1 瑪2井區下烏爾禾組油藏基本參數

下烏爾禾組主要為砂礫巖和砂質礫巖，屬特低孔、低滲儲層，水敏性中等偏弱（如表1）。油層主要發育在P2w11、三套砂體，水平最大地應力方向為N63.3°W。油層中部地層壓力57.30MPa，飽和壓力5.81MPa，溫度88.41℃。下烏爾禾組油藏縱向油層多、層薄、不連續，砂泥互層。縱向發育P2w11、P2w22和P2w213套主力油層，縱跨大于100m，單套油層跨度0.5～49.9m。

表1 下烏爾禾組儲層物性參數

2.2 常規壓裂施工情況

早期施工井采用油管壓裂方式改造。壓裂管柱Φ88.9mm×6.45mm×N80，施工排量3.5～4.0m3/min，平均砂比15.4%～23.3%，最高施工壓力51.0～63.0MPa，停泵壓力29.0～36.0MPa，平均加砂強度3.6m3/m，加砂過程較順利（如圖1）。

圖1 MaXXX-1井施工曲線（油管壓裂）

中期采用套管壓裂，施工排量5.0～6.0m3/min，平均砂比17.6%～18.8%，最高施工壓力45.0～51.0MPa，停泵壓力28.0～38.0MPa，施工壓力比油管壓裂低，平均加砂強度3.9m3/m，加砂過程順利（如圖2）。

圖2 MaXXX-2井施工曲線（套管壓裂）

瑪2區塊下烏爾禾組3套主力油層縱跨度大于100m，前期直井主體采用光油管籠統壓裂，施工排量、規模受限，無法實現大段射孔、壓裂，儲層動用不充分。3口井采用管內封隔器+投球滑套分層壓裂，基本滿足大跨度、隔夾層發育油藏改造需求，但壓前需射孔、下壓裂管柱。施工排量、規模受限管柱尺寸；存在管柱可靠性風險，施工中可能會滑套開啟失敗，管柱落井、砂埋概率高。部分井采取套管暫堵轉向壓裂，施工排量、規模比油管壓裂有所提高，但對大跨度直井還是不能改造充分，需投多次暫堵劑分層，暫堵效果不能保證，對壓裂車也會造成一定損害。

2.3 橋塞分段、套管壓裂施工情況

采用橋塞分段壓裂施工14口井。初期施工排量5.0～8.0m3/min，平均加砂強度3.2m3/m、破裂壓力45MPa、停泵壓力28.8MPa。中期施工排量提高到10.0m3/min，平均加砂強度3.8m3/m、破裂壓力47.0MPa、停泵壓力31.5MPa。后期6口井施工排量提到12.0～13.0m3/min，平均加砂強度提到5.2m3/m，平均破裂壓力53.5MPa，平均停泵壓力35.8MPa，整體施工平穩，加砂難度不大（如圖3）。

圖3 MaDXXX-3井施工曲線（射孔橋塞）

3 體積壓裂與普通壓裂效果對比

油管籠統壓裂井和套管暫堵轉向壓裂井單井產能差異大，呈低產和長期穩產特征。壓后基本能夠自噴生產，目前大部分井使用管式泵舉升生產。油管壓裂井一年內平均日產量3.1t/d，套管暫堵轉向壓裂井一年內平均日產量3.8t/d，說明適當增加施工排量和加砂強度對生產效果影響不大。

采用橋塞分段壓裂工藝，施工排量5.0～6.0m3/min、加砂強度3.3m3/m時，一年內平均日產量較差；施工排量6.0～10.0m3/min、加砂強度3.8m3/m時，初期日產量提高至13.5t/d；施工排量12.0～13.0m3/min、加砂強度5.2m3/m時，初期日產量提高至22.2t/d，但油壓下降較快，壓后3個月油壓平均從25MPa下降到3MPa，日產量大幅降低，需轉機械采出（如表2）。

表2 下烏爾禾組不同工藝壓裂生產情況表

綜上所述，體積壓裂對特低孔、特低滲儲層改造效果明顯。油層厚度、排量、加砂強度越大，體積壓裂改造儲層形成的網狀裂縫越好，改造體積越大，單井產量提高越快。

4 結語

（1）瑪2區塊下烏爾禾組儲層特低孔、特低滲，天然裂縫不發育，須采用大排量、大砂量、大液量的體積壓裂，才能改造充分；主力油層縱跨度大，機械封隔分層受管柱限制不能大排量施工，暫堵劑化學分層不能有效改造每一段，橋塞分段方式才能使大跨度油層得到充分改造。

（2）瑪2區塊下烏爾禾組所有井存在開井后油壓下降快、產量遞減快的問題，地層能量不足，可通過滑溜水蓄能整體壓裂工藝或壓前大量注入/驅油劑，補充地層能量。

（3）瑪2區塊下烏爾禾組可采用集團壓裂的方式壓前集中增能，分批次集中壓裂，形成復雜縫網，使地層微裂縫充分改造。