低渗透（渤南）油藏压裂工艺现状分析

低渗透（渤南）油藏压裂工艺现状分析

王革孙建霞张学木赖涛

王革孙建霞张学木赖涛

胜利油田河口采油厂采油三矿

摘要：长期以来，渤南油田低产低效问题一直是影响开发效果的主要矛盾之一，为此在油藏工程、采油工程方面开展了大量卓有成效的工作。采取了小井距试验、完善开发井网、油层酸化压裂、小泵深抽等工艺技术，都见到了一定成效。但是，油层压裂技术的应用是目前牵引油井产量的主要因素。

关键词：储量；压裂；低产低效

一、渤南地质特性

渤南油田-厚层构造低渗透油藏主要指三角洲或扇三角洲沉积的受岩性、构造双重控制的低渗透油藏。属于砂岩基质渗透率小于５０×10-3μm2的油藏，主要的开发特征：1、油层内部渗流困难，供油能力差；2、弹性能量开采时间短，油层压力递减快；3、由于岩石的孔喉半径小，油层容易受到伤害；而且伤害程度通常比较严重，渗透率难以恢复；4、断层和天然裂缝通常比较发育；5、低渗透油田多层薄层情况十分普遍，且层间物性差异大。

二、渤南地区主要采用的压裂技术手段

2.1、渤南低渗透油田常规的压裂方法

2.1.1卡封压裂技术

卡封保护套管笼统压裂技术是最普通和最常用的技术，它的技术原理在于：暂堵上层，卡封压裂下层技术，使用封隔器Y5.1B-115和K344-115Y531B-115采用投球、打压座封，施工中套管打平衡压力（10-15Mpa）进行压裂施工。成功率95%以上。

2.1.2分层压裂技术

机械分层压裂工作原理：下入分层压裂管柱，座封封隔器，先压裂下层；压裂后，进行投球封隔器下层，后压裂上层施工，完成分层压裂。

管柱组合：光油管+Y221封隔器+滑套喷砂器+Y111封隔器+安全阀+压裂油管。

2.1.3限流压裂工艺

限流压裂工艺：对未射孔薄互层低渗透油藏，利用孔眼的节流作用，憋起高压，迫使液体进入物性差的地层，在压裂流量剖面上各层均匀吸液，达到多薄层油藏得到充分改造。

2.1.4水力压裂技术

水力压裂技术是低渗透油田的储层改造最有效的增产措施。通过形成高导流能力的人工裂缝，增大渗流面积，减少渗流阻力，达到增产的目的，通常适应于浅层低渗透和中浅层低渗透区块，如渤南罗35区块。

2.2.5水力喷射水平井定向井分段压裂技术

水力喷射射孔技术是一种利用水压机构在套管上以冲孔的方式开窗，利用高压水射流在地层中钻孔，从而实现井筒与地层间有效连通，达到油气生产井增产的新技术。当前国内外采用较多的水力喷射原理都是基于伯努利（bernoulli）方程式，从水力喷射工具喷出的水射流冲击物体后射流改变了方向和速度，损失的动量以作用力的形式传递到被冲击物体的表面。根据动量定理，理论上连续射流作用在物体表面的力为：

fj=cρqv（1）

式中：c-无因次系数，与射流方向变量有关；ρ-水的密度，kg／m3；q-射流流量，m3／s；ν-射流平均速度，m／s。

水力喷射压裂是一种新的增产作业措施，通过喷嘴完成水力射孔后，射流连续作用在喷射通道中形成增压，超过破裂压力后将地层压破。同时，射流中携带的石英砂、陶粒进人地层对裂缝形成有效支撑，完成压裂过程。在压裂过程中保持比较低的环空压力很重要，根据射流工作原理，在喷出流体边界层的内表面上，其速度等于喷出速度，在外面表面上速度等于零，所以边界层内的流速自内向外由喷出速度逐渐下降为零，因此射流边界的速度降低，产生负压。从周围进入射流边界内的液体，被射流带动进入地层，边界层液体减少，这时要向套管环空补充液体，以保证套管环空的压力和能量。

三、压裂液的选择

渤南地区的油井一般油井深均在1800~2000米，属于深层低渗透油藏压裂的技术，该类油井具有：低孔低渗，油层温度高，闭合压力大，自然产能低等特点。目前我队的油井基本上85%左右的油井都隶属于深层低渗透区块，主要的技术要求：

3.1压裂液的选择

压裂液：采用两种，一种配方0.60%GRJ+0.3%FP-Ⅱ+0.3%SL-P+0.1%甲醛+0.22%纯碱+0.022SX-10+0.2%CCX-1，交联剂是有机硼（SB-2）。

另一种高性能压裂液GW-27Gel，其配方为0.50%GW-27Gel+0.055%杀菌剂+0.11%防乳剂+0.08%粘土控制剂+0.11%粘土稳定剂+1.1%降滤剂+0.4%PH调节剂，交联剂是有机硼（CXB-6X）。耐温性能和携砂能力良好。

四、压裂施工典型案例

4.1直井压裂效果（义99-12）

该井卡封压裂技术，采用端部脱砂工艺，人为的形成宽裂缝，提高了裂缝闭合后的导流能力，提高了压裂效果，实施方案效果显著。

义99-12是压裂采用端部脱砂工艺，施工中加砂41.4m3，破裂压力68.4MPa，07年9月14开井，最高日产量34.8/23/33%。目前日产量9/4.9/46%。累增油4471吨。

4.2斜井典型井压裂案例（义99-X31）

4.2.1基础数据

义99-斜31井完井基本数据：完钻井深：2958.0（斜深）；人工井底2925.0（软探）；水泥返高2013.0m，套管完井，特殊套管位置2800.36-2802.89m，最大井斜角26.24°，所在井深2930.70m，拐点位置2300.00m，油层套管N80、套管尺寸139.7mm，壁厚7.72mm，套管下深2581.01m，抗内压53.4Mpa；油层套管P110、套管尺寸139.7mm，壁厚9.17mm，套管下深2955.66m，抗内压87.8Mpa.

4.2.2井况分析

义99-7块位于渤南油田五区的东南部，主要含油层系为S38砂组，油藏埋藏深度2870-2990m。S38储集层岩以砾状砂岩和砂质砾岩为主。胶结物主要为泥质，其次为白云质胶结。平均砂层厚度20m，平均单井有效厚度14.3m.该块无试采井，借鉴相邻的义97块S38砂组地层压力，原始地层压力30.4Mpa，压力系数为0.86Mpa/100m，地层温度103℃，温度梯度3.4?C/100m，属常温、常压系统。本井油层低渗透，对应1口注水井注水，连通性好，无高压。

4.2.3施工设计

1）压裂管柱：N80油管φ88.9mm×2795.0m+Y531B-115封隔器+1根φ73mm油管+球篮

2）施工排量：5.0-5.5m3/min3）压裂液：胍胶压裂液430m3

4）支撑剂：0.3～0.6mm陶粒7m3（要求69MPa，破碎率≤5%）

0.425～0.825mm陶粒38m3（要求69MPa，破碎率≤7%）

压裂液检测，要求压裂液在120℃，170s-1条件下剪切90min，粘度＞50mPa?s。

4.2.4施工

按破裂压力梯度0.020MPa/m和油层中部垂深2854.5m计算，预计地层破裂压力为57.09MPa，预计地面施工压力46-50MPa（排量5.0-5.5m3/min，只考虑管路摩阻）。

义99-斜31井压裂施工泵注程序表

五、结论和建议

1、截止目前我队已实施压裂井次60余次，其中直井常规压裂40多次，其他为水平井和定向侧井压裂，累计增油6.51万吨。

2、初期投产的水平井压裂技术采用连续油管分段压裂技术后，施工安全，成功率高，效果增油显著。

3、措施井、老井恢复是渤南油田压裂井的重点对象之一。

4、低渗透油藏压裂技术的发展对油井压裂效果起到关键性的作用，但油层保护工作对压裂效果也有很大影响，所以，我们在优化压裂技术的同时，加强压裂井在钻井、射孔、压裂、转抽等过程中的油层保护工作，确保油井的压裂效果。

参考文献：

[1]彭武；李增清；卡封分层压裂工艺技术研究与应用[J]；断块油气田；2008年05期

[2]劳斌斌；刘月田等；水力压裂影响因素的分析与优化[J]；断块油气田；2010年第02期