馬開春（大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠）

1 問題提出

大慶外圍A 油田屬于低孔、低滲儲(chǔ)層。以投產(chǎn)較早的A1 區(qū)塊為例，區(qū)塊孔隙度為13.51%，滲透率為13.51 mD。注水開發(fā)以來，盡管區(qū)塊油井壓裂投產(chǎn)，初期日產(chǎn)油量僅為2 t 左右，由于儲(chǔ)層物性差，水井受效差，產(chǎn)量遞減快。截至2017 年底，平均單井日產(chǎn)油量為0.4 t，其他井區(qū)也有類似的開發(fā)狀況[1-4]。A 油田開發(fā)概況見表1。

表1 A 油田開發(fā)概況

為了改善開發(fā)效果，在壓裂改造過程中，采取了多項(xiàng)壓裂工藝：①常規(guī)壓裂工藝。統(tǒng)計(jì)31 口壓裂井，平均有效期為273 天，累積增油363 t。若油價(jià)按70 美元/bbl（1 bbl=0.159 m3）計(jì)算，平均壓裂費(fèi)用為50 萬元/口，考慮操作成本、成本油279 t，約51.7%壓裂井可收回成本；若按照油價(jià)50 美元/bbl計(jì)算，考慮操作成本、成本油575 t，僅16.1%的壓裂井可收回成本。②清水壓裂。該油田投產(chǎn)時(shí)優(yōu)選15 口井試驗(yàn)，與107 口胍膠壓裂井相比，初期日產(chǎn)油量均為1.8 t，投產(chǎn)6 個(gè)月時(shí)分別為1.35 t 和1.42 t，累積產(chǎn)油量分別為247.8 t 和256.8 t，效果基本相同；因此，后期改造過程中未應(yīng)用該工藝。③縫網(wǎng)壓裂。2014 年起開展縫網(wǎng)壓裂8 口井，見到了一定的增油效果，但8 口井平均單井施工費(fèi)用約340 萬元，存在施工費(fèi)用高、組織難度大、投資回收期長的問題。

從該區(qū)塊B 井縫網(wǎng)壓裂井下微地震監(jiān)測結(jié)果看，縫網(wǎng)壓裂形成了一定寬度的裂縫網(wǎng)絡(luò)；從液量與裂縫規(guī)模的對應(yīng)關(guān)系看，第一步滑溜水階段已基本形成裂縫網(wǎng)絡(luò)，清水、第二步滑溜水階段大多在前期裂縫內(nèi)部改造而擴(kuò)展較少，加砂階段擴(kuò)展裂縫網(wǎng)絡(luò)。B 井液量與裂縫規(guī)模的對應(yīng)關(guān)系見圖1。

為摸清砂巖厚度、滑溜水液量、裂縫規(guī)模的關(guān)系，給方案優(yōu)化提供指導(dǎo)，通過砂巖厚度加滑溜水強(qiáng)度和監(jiān)測縫長關(guān)系曲線趨勢，在6～7 m3/min 排量情況下，當(dāng)砂巖加液強(qiáng)度為50～70 m3/m 時(shí)，能形成約300 m 縫長、80 m 縫寬的縫網(wǎng)。B 井滑溜水強(qiáng)度與裂縫改造體積對應(yīng)關(guān)系見圖2。

2 滑溜水壓裂原理和方案優(yōu)化

縫網(wǎng)壓裂中采用的滑溜水是一種傷害低、黏度低、摩阻低的液體，具有對儲(chǔ)層傷害率低、成本低、作業(yè)強(qiáng)度小等優(yōu)點(diǎn)，其低黏度特點(diǎn)利于進(jìn)入地層，形成復(fù)雜裂縫[5]；其缺點(diǎn)是用液量大，攜砂性能差。在目前低油價(jià)的形勢下，為提高壓裂效益產(chǎn)量，在脆性指數(shù)大、易形成縫網(wǎng)且是近年來壓裂主力的齊家北油田上，開展了直井滑溜水壓裂試驗(yàn)，探索提高裂縫復(fù)雜程度方法，以便為后續(xù)方案提供指導(dǎo)。

所定義的直井滑溜水壓裂，是以縫網(wǎng)壓裂監(jiān)測結(jié)果為依據(jù)，在常規(guī)壓裂基礎(chǔ)上，優(yōu)選滑溜水作前置液，通過優(yōu)化滑溜水用量及施工排量，增加裂縫復(fù)雜程度，增大儲(chǔ)層改造面積；同時(shí)采用胍膠攜砂液，保證裂縫支撐。

在試驗(yàn)井選取上，以該油田第一批常規(guī)壓裂井為依托，優(yōu)選與其他井物性相近、可對比的5 口井開展滑溜水壓裂試驗(yàn)。在方案優(yōu)化上，考慮設(shè)備能力和成本，單層滑溜水量優(yōu)化為150 m3，施工排量優(yōu)化為常規(guī)壓裂最高排量的3.8 m3/min。5 口試驗(yàn)井壓裂參數(shù)優(yōu)化見表2。

2.1 現(xiàn)場施工情況

在現(xiàn)場施工組織上，與常規(guī)壓裂相比，壓裂車從3 臺(tái)增加至4 臺(tái)，單層液罐車從6 輛增加至14 輛，減少18 m3胍膠，增加150 m3滑溜水，其他相同。

表2 A 油田5 口試驗(yàn)井壓裂參數(shù)優(yōu)化

2018 年施工5 口井，平均單井壓裂為1.2 個(gè)層，單層加入壓裂液230 m3，其中滑溜水158 m3，施工成功率達(dá)100%。

2.2 效果評價(jià)

5 口試驗(yàn)井初期，平均單井日產(chǎn)液量為4.7 t，日產(chǎn)油量為3.9 t，含水率為16.2%，有效期達(dá)164天，平均單井累積增油396 t。

由圖3 可知，扶余、高臺(tái)子油層試驗(yàn)井砂巖厚度、有效厚度與對比井相比較小，但產(chǎn)油高于對比井；當(dāng)相同生產(chǎn)時(shí)間為106 天時(shí)，試驗(yàn)較早的4 口試驗(yàn)井平均單井多增油145 t。

圖1 B 井液量與裂縫規(guī)模的對應(yīng)關(guān)系

圖2 B 井滑溜水強(qiáng)度與裂縫改造體積的對應(yīng)關(guān)系

圖3 A 油田滑溜水壓裂/常規(guī)壓裂效果對比曲線

圖4 A 油田滑溜水壓裂/常規(guī)壓裂增油強(qiáng)度對比曲線

由圖4 可知，當(dāng)相同生產(chǎn)時(shí)間為106 天時(shí)，扶余油層試驗(yàn)井產(chǎn)油比對比井高1.09 t/(m·d)，高臺(tái)子油層試驗(yàn)井產(chǎn)油比對比井高0.81 t/(m·d)。

按增加費(fèi)用為4.1 萬元/井次，106 天多增油145 t，油價(jià)為50 美元/bbl，噸油操作成本為1 427.7元預(yù)計(jì)，收回增加成本需要多增油47 t，增量投入產(chǎn)出比為1∶3.08；按有效期為180 天，單井多增油246 t 預(yù)測，增量投入產(chǎn)出比為1∶5.23[6-8]。

3 結(jié)論與認(rèn)識

1）針對大慶外圍低滲透油田儲(chǔ)層物性差、主應(yīng)力差小、脆性指數(shù)大等特點(diǎn)，適合開展直井滑溜水等提高裂縫復(fù)雜程度現(xiàn)場試驗(yàn)[9-11]。

2）在目前低油價(jià)的形勢下，考慮到經(jīng)濟(jì)因素、施工排量和規(guī)模受到限制，壓裂參數(shù)應(yīng)有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。