張?jiān)? 包敏新 王進(jìn)濤 張華麗 金智榮

【摘要】莊13塊E1f2+1儲(chǔ)層物性差，自然產(chǎn)能低，需要通過(guò)壓裂來(lái)改善儲(chǔ)層滲流特性。針對(duì)該區(qū)塊壓裂施工遇到的層間跨度大、天然裂縫發(fā)育、地層濾失嚴(yán)重、近井筒效應(yīng)影響、與水層距離近等難點(diǎn)，結(jié)合其油藏地質(zhì)情況提出了相應(yīng)的解決措施，為今后類似井壓裂提供參考。

【關(guān)鍵詞】低滲 機(jī)械分層 裂縫發(fā)育 降濾 前置段塞

碼頭莊油田位于高郵凹陷北部斜坡帶，莊13斷塊位于碼頭莊油田東北部，是被兩條近東西向的南掉斷層與北掉斷層共同夾持的地壘式斷塊。該斷塊屬于中孔低滲儲(chǔ)層，自然產(chǎn)能低，需要通過(guò)壓裂來(lái)改善儲(chǔ)層滲流特性。由于該斷塊天然裂縫發(fā)育、地層濾失情況普遍存在、縱向上非均質(zhì)性強(qiáng)、層間應(yīng)力差異大，壓裂施工有一定難度，本文旨在探討適合該區(qū)塊的壓裂工藝措施，以期在順利施工的情況下獲得較好的產(chǎn)量。

1 儲(chǔ)層概況

莊13斷塊主要含油層系為E₁f₂₊₁，儲(chǔ)集體類型為砂巖。據(jù)巖心樣品資料分析，該斷塊砂巖孔隙度分布范圍11.5%～19.3%，平均16.0%；空氣滲透率主要在0.811～88.0×10-3μm²之間，平均16.6×10-3μm²，碳酸鹽含量稍高，平均為13.8%。莊13斷塊E₁f₂₊₁砂巖屬于中孔低滲儲(chǔ)層。據(jù)取心結(jié)果顯示，莊13塊儲(chǔ)層裂縫發(fā)育，縫面含油。該區(qū)塊地層壓力系數(shù)為0.99，地溫梯度為34℃/km，屬于正常的溫度、壓力系統(tǒng)。

試油試采情況：該區(qū)塊油井自然產(chǎn)能普遍較低，故該區(qū)塊大部分井采用壓裂求產(chǎn)。

2 莊13塊壓裂施工難點(diǎn)

（1）層間跨度大，物性差異大；

（2）天然裂縫發(fā)育，地層存在濾失；

（3）近井筒效應(yīng)影響，施工情況復(fù)雜；

（4）壓裂層距水層或油水同層近；

（5）油藏滲透率低且地層壓力系數(shù)低。

3 相應(yīng)的壓裂配套技術(shù)

3.1 分層壓裂工藝

當(dāng)壓裂層位不止一個(gè)，其相互之間有一定距離且物性差異較大時(shí)，若采取多層籠統(tǒng)壓裂，裂縫會(huì)在物性較好的油層中延伸，使其得到較好的改造，而低滲透油層難以被改造，產(chǎn)能不能充分釋放，從而影響壓裂效果。莊13塊有5口井存在產(chǎn)層跨度大（間隔約20m）、物性差異大的問(wèn)題，針對(duì)該情況采用了機(jī)械分層壓裂工藝，施工順利，壓后產(chǎn)量較壓前有明顯增加。

3.2 降濾工藝

在水力裂縫擴(kuò)張過(guò)程中，隨著裂縫的延伸，縫內(nèi)靜壓力不斷增加，不同組系的微裂縫依次開(kāi)啟，導(dǎo)致壓裂液濾失增強(qiáng)，易引起砂堵。支撐劑在濾失液的側(cè)拽力作用下吸附在天然裂縫口，壓裂液的不斷濾失導(dǎo)致支撐劑形成大的堆積球團(tuán)，最終導(dǎo)致水力裂縫的阻斷。這種砂堵在沒(méi)有產(chǎn)生時(shí)只是流動(dòng)阻力略微增大，一旦產(chǎn)生砂堵壓力快速上升，很難向產(chǎn)層繼續(xù)注入攜砂液。^[1]

針對(duì)該情況采用了暫堵降濾、施工材料優(yōu)選、施工參數(shù)優(yōu)化等措施。如莊13-12井，施工井段2303.0-2322.2m，距壓裂層下界21.8m處存在油水同層，設(shè)計(jì)加砂量16m³，選用0.3～0.6mm的中密度陶粒，施工排量3.5m³/min。針對(duì)該區(qū)塊裂縫發(fā)育的情況該井設(shè)計(jì)加入2t油溶性暫堵劑，通過(guò)油溶性暫堵劑暫時(shí)封堵部分孔道，確保主裂縫的延伸和發(fā)育。另外通過(guò)適當(dāng)提排量可抵消濾失帶來(lái)的影響，但該井與壓裂層相距不遠(yuǎn)有水層，故未采取該措施。3.3 前置段塞工藝

斜井壓裂時(shí)，壓裂液和支撐劑從井筒內(nèi)進(jìn)入主裂縫時(shí)往往存在附加摩阻，它經(jīng)常會(huì)造成提前脫砂，使壓裂施工在裂縫長(zhǎng)度和裂縫導(dǎo)流能力上達(dá)不到預(yù)期要求，這種現(xiàn)象稱為近井筒效應(yīng)，它包括近井筒的裂縫彎曲、

孔眼摩阻及多裂縫現(xiàn)象。^[2]

針對(duì)該情況采用了前置段塞工藝，前置段塞有兩個(gè)作用，一是暫堵降濾，二是打磨孔眼，減小近井摩阻。莊13-9井最大井斜角39.4°，在其前置段塞階段設(shè)計(jì)了0.5m³砂的不交聯(lián)段塞，目的是打磨孔眼，減少裂縫彎曲、孔眼摩阻對(duì)加砂壓裂的影響。另外交聯(lián)和不交聯(lián)段塞都有一定的暫堵降濾功能，可消除部分多裂縫帶來(lái)的影響。

3.4 縫高控制技術(shù)

莊13塊縱向油水關(guān)系復(fù)雜，部分井距壓裂層不遠(yuǎn)有水層或油水同層，故在該區(qū)塊壓裂需控制規(guī)模，以免帶開(kāi)水層。該區(qū)塊壓裂井設(shè)計(jì)加砂量在10m³左右，設(shè)計(jì)施工排量在2.5～3.0m³/min。另外當(dāng)水層距壓裂層很近時(shí)，可使用透油阻水支撐劑。

3.5 自生氮?dú)庵偶夹g(shù)

針對(duì)該塊油藏滲透率低且壓力系數(shù)低的特征，為減少壓裂液殘?jiān)鼘?duì)地層的二次污染，提出采用自生氮?dú)庵殴に?。原理是兩種化學(xué)劑反應(yīng)產(chǎn)生的大量高溫高壓氣體對(duì)殘液形成反頂作用，提高了油井殘液返排率，減少污染，提高裂縫導(dǎo)流能力。

3.6 低傷害壓裂液體系

針對(duì)低滲油藏，近年來(lái)我們研究了羧甲基羥丙基胍膠低傷害壓裂液體系，與普通胍膠相比，該體系具有耐高溫、低濃度、低傷害、低殘?jiān)?、易破膠、易返排等特點(diǎn)。在莊13-11井應(yīng)用了該體系，施工順利。該井壓前日產(chǎn)油1.8t/d，壓后初期日產(chǎn)油8t/d，取得了良好的改造效果。

4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施及效果

莊13塊共壓裂17口井，前期有6口井發(fā)生砂堵，經(jīng)分析、調(diào)整壓裂工藝后其他井都施工順利。由于距壓裂層較近有水層或油水同層，故該區(qū)塊壓裂要求控制規(guī)模。另外根據(jù)各井的具體情況分別采用了相應(yīng)的工藝，其中分層壓裂應(yīng)用5井次，自生氮?dú)庠瞿苤殴に噾?yīng)用11井次，油溶性暫堵劑降濾工藝應(yīng)用6井次，前置段塞工藝應(yīng)用17井次，其中有5井次采用了前置不交聯(lián)段塞工藝。

莊13塊壓前試油抽汲基本不產(chǎn)液，壓后平均單井日增油5.8t/d，取得明顯增油效果。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

對(duì)層間跨度大、物性差異大的儲(chǔ)層采用機(jī)械分層壓裂工藝能使儲(chǔ)層得到充分改造；對(duì)濾失較嚴(yán)重的儲(chǔ)層可采用暫堵降濾、前置段塞等工藝，還可適當(dāng)提高排量來(lái)抵消濾失的影響；對(duì)近水層儲(chǔ)層壓裂應(yīng)控制規(guī)模，距離特別近的可使用透油阻水型支撐劑；對(duì)滲透率低、壓力系數(shù)低的儲(chǔ)層可采用自生氮?dú)庠瞿苤殴に?，幫助殘液返排，減少污染；另外對(duì)低滲儲(chǔ)層壓裂，可以選用新型低傷害壓裂液體系，減少對(duì)儲(chǔ)層的二次污染。

參考文獻(xiàn)

[1] 唐汝眾.雙重介質(zhì)低滲透儲(chǔ)層的壓裂診斷與施工工藝[J].石油鉆探技術(shù)，2004（7）

[2] 張建濤.水力壓裂中近井筒效應(yīng)分析及支撐劑段塞技術(shù)在中原油田的應(yīng)用[J].鉆采工藝，2004（5）

作者簡(jiǎn)介

張?jiān)＃?985-），男，助理工程師，現(xiàn)從事壓裂技術(shù)服務(wù)工作。