尹 虎，董滿倉，李 旭，王 全，李 樂，牛嘉偉

（1.延長油田股份有限公司富縣采油廠，陜西延安 727500；2.中國石油大學(xué)（華東） 非常規(guī)油氣開發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島 266000）

延長油田位于鄂爾多斯盆地，南部油區(qū)長7、長8油藏主要以致密油為主[1-2]，儲(chǔ)層致密，非均質(zhì)性強(qiáng)，常規(guī)開發(fā)難度大，采收率較低，成為制約油田高質(zhì)量發(fā)展的開發(fā)瓶頸[3-4]。近年來，通過水平井體積壓裂的開發(fā)模式，增加了單井泄油面積，產(chǎn)量明顯提高，取得了較好的開發(fā)效果[5-7]。水平井采用體積壓裂工藝后，初期產(chǎn)量高，開采方式為衰竭式開發(fā)，隨著油層能量衰減，井底流壓下降，導(dǎo)致單井供液不足，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間較短[8-10]。通過調(diào)研，致密油層通過體積壓裂改造后，滲吸置換作用受距離制約，只有基質(zhì)表層的剩余油可以通過滲吸置換進(jìn)入裂縫系統(tǒng)，基質(zhì)剩余油動(dòng)用程度低，導(dǎo)致開發(fā)中后期在液量降低的情況下含水率上升[11-12]。本文提出了前置增能體積壓裂高效開發(fā)技術(shù)，通過大液量、低砂比的前置液泵注模式，增加了清潔壓裂液的入地液量，提高了改造區(qū)地層壓力，強(qiáng)化滲吸置換作用的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層的蓄能增能[13-14]。通過模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)前置增能體積壓裂的增滲規(guī)律進(jìn)行了研究，優(yōu)化壓裂泵注程序，實(shí)施了FL121平2井的前置增能體積壓裂先導(dǎo)性試驗(yàn)。

1 前置增能體積壓裂機(jī)理

水平井體積壓裂前置液主要起破裂地層和人工造縫作用，為后續(xù)高砂比攜砂建立幾何空間，同時(shí)，前置液主要采用滑溜水，屬于清潔壓裂液，對(duì)儲(chǔ)層傷害較小，大液量前置液有利于提高造縫密度[15-16]，增加改造區(qū)地層壓力，強(qiáng)化滲吸置換作用。本實(shí)驗(yàn)對(duì)研究區(qū)長8天然巖心進(jìn)行人工造縫處理，來模擬裂縫對(duì)巖心動(dòng)態(tài)滲吸的影響[17-18]，實(shí)驗(yàn)用模擬水按照NaCl∶CaCl2∶MgCl2·6H2O=5.0∶0.4∶0.2進(jìn)行配比，總礦化度為35 000 mg/L；實(shí)驗(yàn)用模擬油取自延長油田富縣采油廠，密度為0.784 g/cm3，黏度為6.97 mPa·s；實(shí)驗(yàn)設(shè)備為自制滲吸-驅(qū)替模擬裝置（圖1）。

圖1 巖心滲吸-驅(qū)替裝置

具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①鉆取巖心，用苯與乙醇3∶1進(jìn)行清洗巖心，清洗5 d后，取出烘干備用；

②對(duì)烘干的巖心進(jìn)行滲透率、孔隙度的測(cè)定，對(duì)于致密巖心測(cè)量滲透率時(shí)用皂膜流量計(jì)測(cè)量流量，孔、滲的具體測(cè)量方法見國家標(biāo)準(zhǔn)SY/T5336-2006；

③將測(cè)量孔滲后的巖心，稱取質(zhì)量為 0m，稱量后放入真空瓶中進(jìn)行抽真空飽和地層水12 h，飽和完成后稱其質(zhì)量為 1m；

④將飽和好地層水的巖心，放入到巖心夾持器中，以0.02 mL/min的流量向巖心注入模擬油，進(jìn)行油驅(qū)水飽和油，直至采出液不含水，停泵后，老化12 h以上，稱量巖心質(zhì)量 2m，并計(jì)算其含油飽和度：

式中：So為含油飽和度，%；1m為飽和地層水巖心質(zhì)量，g；2m為飽和油巖心質(zhì)量，g；0m為原始巖心質(zhì)量，g；wρ為地層水密度，g/cm3；oρ為原油密度，g/cm3。

⑤用造縫儀進(jìn)行造縫，造縫后稱量其質(zhì)量為 3m，并計(jì)算出飽和油體積Vo1：

式中：Vo1為飽和油體積，cm3；3m為造縫后巖心質(zhì)量，g。

⑥對(duì)上述準(zhǔn)備好的含束縛水的飽和油巖心進(jìn)行模擬水驅(qū)替實(shí)驗(yàn)（驅(qū)替實(shí)驗(yàn)采用定流速驅(qū)替，驅(qū)替速度為0.8 mL/min）。

實(shí)驗(yàn)巖心參數(shù)見表1：

表1 裂縫性巖心動(dòng)態(tài)滲吸實(shí)驗(yàn)參數(shù)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2、圖3：通過圖2與圖3可以得出，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裂縫性巖心滲吸采出程度是無裂縫巖心滲吸采出程度的1.56倍；實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的前500 min，裂縫性巖心采出速度明顯高于無裂縫巖心采出速度。說明在致密油藏開發(fā)中，提高前置液用量，不僅可以提高造縫密度，還有助于提高采出程度。

圖2 L86井動(dòng)態(tài)滲吸采出程度與時(shí)間關(guān)系曲線

圖3 L86井動(dòng)態(tài)滲吸采出速度與時(shí)間的關(guān)系曲線

2 水平井壓裂泵注程序優(yōu)化

FL121平2井采用五點(diǎn)法井網(wǎng)部署，開發(fā)層系為長8致密油層，水平段長810 m，設(shè)計(jì)壓裂11段。該井采用泵送橋塞體積壓裂工藝，根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)研究成果及模擬分析，單段平均入地液量910.0 m3；其中，前置液（滑溜水）用量684.0 m3，較優(yōu)化前提高了2.35倍，前置段塞次數(shù)增加了2.50倍，前置石英砂（40～70目）用量占比提高了5倍（表2），增強(qiáng)了造縫密度與擴(kuò)縫能力，同時(shí)有利于油水滲吸置換和蓄能增能作用。在壓裂結(jié)束后，返排過程中，蓄能壓力有助于驅(qū)替破膠后的壓裂液，降低儲(chǔ)層的二次污染[19-21]。單段泵注程序主要包含前置液、攜砂液和頂替液三大流程，以第一段壓裂施工曲線為例（圖4），本段施工排量12.0 m3/min，砂量60.0 m3；前置液加砂量30.0 m3，平均砂濃度71.2 kg/m3；攜砂液加砂量30.0 m3，平均砂濃度213.6 kg/m3。施工過程中設(shè)計(jì)6處段塞，其中前置液5處，攜砂液1處，第一次加砂時(shí)施工壓力38 MPa，打段塞后，第二次加砂時(shí)施工壓力32 MPa，下降了6 MPa，避免了前期加砂出現(xiàn)砂堵問題，同時(shí)也保障了后續(xù)施工壓力在28 MPa左右，順利施工。

表2 單段設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化對(duì)比

圖4 FL121平2井第一段壓裂施工曲線

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

FL121平2井采用體積壓裂改造后，鉆磨橋塞至第7段時(shí)，返排液中出現(xiàn)油花，磨塞結(jié)束后，正式抽汲第2天開始見油，抽汲5 d后產(chǎn)量達(dá)到頂峰，日產(chǎn)液180.0 m3，日產(chǎn)油110.0 m3，含水38.9%（圖5）。由于壓力高、液量大，開始控制放噴，考慮到安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，安裝成井試采。

圖5 FL121平2井生產(chǎn)曲線

根據(jù)FL121平2井產(chǎn)量數(shù)據(jù)對(duì)比優(yōu)化前平均產(chǎn)量得出：排液生產(chǎn)期間，優(yōu)化后日產(chǎn)液增加19.7 m3，日產(chǎn)油增加6.2 t，含水率受前置液影響增加了14.12%；正常生產(chǎn)期間，優(yōu)化后日產(chǎn)液增加5.0 m3，日產(chǎn)油增加3.6 t，含水率基本持平（表3），采用前置增能體積壓裂工藝可以提高水平井單井產(chǎn)量。

表3 優(yōu)化前后產(chǎn)量對(duì)比

4 結(jié)論

延長油田南部裂縫性巖心滲吸采出程度是無裂縫巖心滲吸采出程度的1.56倍，充分造縫有利于提高水平井單井采收率；低砂比大液量前置液，不僅可以提高造縫密度與擴(kuò)縫能力，同時(shí)有利于油水滲吸置換和蓄能增能作用；致密油藏采用水平井前置增能體積壓裂工藝開發(fā)可以增強(qiáng)造縫能力，提高基質(zhì)滲吸置換，增加單井產(chǎn)量。