低渗透油田重复压裂技术研究

低渗透油田重复压裂技术研究

高元军1鲍黎2鲍磊3

1新疆吐哈油田建设有限责任公司新疆鄯善83820223吐哈油田井下技术作业公司新疆鄯善838202

摘要：我国石油能源储量的日渐缺乏和石油价格的不断走高促使我们加快对低渗透油田的开采步伐，然而低渗透油田在长时期内会出现开采效率下降的困境，研究重复压裂技术对提升油藏的开采和存储都有一定的帮助。

关键词：低渗透油田；重复压裂；技术研究

引言：

重复压裂工艺主要应用于由于种种原因导致首次压裂失效或效果不明显的低渗透油气区的油气井。另外，部分压裂井存在压后因在作业过程中造成了产层的近井污染，导致压裂效果不明显，对于此类油气井，也必须采取重复压裂措施，才能实现增产增效。

1重复压裂涵义

1.1重复压裂涵义

重复压裂是指对那些己经采取过一次或一次以上压裂措施的井层再实施压裂改造。由于重复压裂裂缝穿越了井筒附近的污染带，通过高压重新建立了井筒与储层及高孔隙压力区之间良好的渗流通道，形成了高的导流能力，采用重复压裂措施可以使得产能很低的油气井恢复原始产率，甚至更高，进一步提高采收率。

2低渗透油田原裂缝失效原因分析

2.1人工裂缝支撑剂破碎

随着时间的不断推移，支撑剂的抗压强度会慢慢降低，最终会被压碎。具体来说，由于支撑剂的浓度本身就很低，嵌入底层后便会导致裂缝缝隙变小或者闭合现象的发生，再加上支撑剂的强度慢慢降低，便会产生支撑剂被压碎的现象。这就导致低渗透油田的导流效果降低，从而影响油藏的开采与保存。

2.2化学结垢和沉积引起堵塞

地层水中存在结垢离子，如Ca2+、HCO3-等。因为在油井的生产运作过程中，压力降低会使得这些结垢离子形成结垢。此外，在地层水中不同的元素相互作用还会产生不同的结垢，这些化学结垢和沉积便会引起裂隙的堵塞。同时，地层水中的颗粒在运动的过程中也会发生沉积，堵住地隙，从而降低地层的渗透率。

2.3填砂裂缝导流能力下降

在低渗透油田中，部分油井出现高压现象，生产动态保持高静压、低产量的特征，为此有人解释说这一现象是由油层渗透率下降或者近井地带污染堵塞严重导致形成的。根据低渗透油层渗流特征，油层渗透率下降主要反映为人工填砂裂缝导流能力下降。而下降的原因通常有填砂浓度低、规模小、支撑剂破碎率大、裂缝内油相渗透率下降等。

2.4油井首次压裂不合理

部分油井在第一次压裂的时候规模往往比较小，其留下的裂缝较短，因此对产层的穿透率一般比较低，这就容易导致这些低渗透油田的原有裂缝出现失效的现象。

3重复压裂选井选层的原则

油井在压裂生产一段时间后，由于多种原因的影响，如支撑剂破裂或嵌入，微粒迁移，生产作业引起的地层污染，初次压裂施工规模小，压裂液性能不佳，残渣堵塞等因素，造成油井产量下降，影响了油田的开发效果。因此必须根据单一油井的生产历史、井组油水井生产状况、油田历年动态监测结果以及油田加密井取心对地层评价结果等资料，结合油田开发动态综合分析引起产量下降的根本原因。在明确初次压裂失效原因的基础之上，结合现场实际情况选择有增产潜力的井进行重复压裂。油井进行重复压裂措施后是否能达到设计的增油效果，选井选层显得至关重要。一般而言，重复压裂选井选层的应遵循以下原则：第一，压裂层段具有足够的剩余可采储量和地层能量，剩余可采储量是压裂增产的物质基础，而地层能量有利于延长增油见小的有效期；第二，油井初次压裂后产量高，目前产量低，而油井所在井组生产同一层位的油井目前产量高；第三，油井初次压裂规模较小，加砂强度不够，不能形成有效的支撑裂缝，压裂层段没有得到有效地改造，支撑裂缝导流能力低，引起了油井产量下降；第四，油井初次压裂成功后，在生产过程中，由于作业或洗井造成油层污染，导致井筒附近油层渗透率下降，引起油井产量下降；第五，在注采井网完善的井组，油井压裂后没有见到注水效果，能量下降快，从而油井产量下降；第六，油井前次压裂有效支撑范围不够或支撑剂铺置分布不合理或支撑剂破碎严重，渗透率低，油井的产量下降快；第七，重复压裂井层段管外无串槽，固井质量好。

4重复压裂工艺技术

4.1重复压裂机理

经过初次压裂的油气田，在初次压裂后的一段时期内，初次支撑压裂裂缝、自然裂缝和储层区域流体的变化可能会导致油孔和压裂裂缝所形成的椭圆区域的压力分布产生相应的变化。在最小诱导应力与裂缝平行时，由于石油的不断开采和重复压裂等原因，裂缝旁边的诱导应力区域将被拉长，从而导致最大和最小水平应力反向。由于诱导应力的影响，重复压裂裂缝方向将垂直于主裂缝直到边界的椭圆区域。在区域的边界上，两个水平应力是相同的，在椭圆形区域的外部，重复压裂裂缝的方向将扭转并且最终将与第一次产生的裂缝平行。重复压裂过程中，在两个水平应力作用下产生诱导应力，在射孔孔眼附近，新的裂缝将在最小应力的方向上逐渐形成。在射孔孔眼和第一次压裂的裂缝附近，如果最小水平应力和最大诱导应力之和比之前的椭圆区域要大，那么新产生的裂缝方向将与第一次产生的裂缝方向相垂直。

4.2重复压裂方式

重复压裂是在原有压裂井的基础之上再次或者多次进行压裂的一种方式。目前国内外的重复压裂方法主要有3种：原有裂缝延伸、层内压出新裂缝和转向重复压裂。

4.2.1原有裂缝延伸

在油田的不断开采中，由于地层压力、温度等环境条件的不断变化，很多原来存在的裂缝已经不能正常工作，这样将导致原有的渗透率降低，产量减少。面对此情况，只需要对原有的裂缝进行延伸，这也是目前最常用的重复压裂方式。例如压裂所产生的裂缝会随时间的增长而有所闭合，像这样的油井则需要加砂重新撑开原有的裂缝，以增大其导流能力，提高油井产量。

4.2.2层内压出新裂缝

由于厚油层在纵向上的非均质性，油层内见效程度不同，会导致层内矛盾突出而影响开发效果，因此可以通过采取补射非主力油层或对非均质厚油层重复压裂或者压裂同井新层等措施改善出油剖面，从而取得很好的效果，国内目前主要基于这种认识展开理论和实践探索。

4.2.3转向重复压裂

经过长时间对油田的不断开采，油田的渗透率不断降低，很多油田基本上都是处于高含水期，再对油井进行开采也不会产生很大的油量。由于可以渗透的油藏已接近枯竭，因此要求我们对原来已有的裂缝进行封堵，通过该途径采油可能减少水的进入。与此同时对该井再次进行压裂，这样就能压裂出新的裂缝。而暂堵剂的强弱会直接影响对地层封堵的效果，封堵原有的老裂缝，保证堵水采油的进行，Chevron、Unocal、Dowell和LostHill等大公司的试验都表明其具有可实施性。由于最小主应力原理的存在，因此在对油井进行封堵的前提下进行压裂，虽然有可能使压裂液还是向着最小应力的方向进行压裂，但是封堵会使压裂液进行变向，这样就改变了压裂的方向，使压裂能够较为合理地进行，从而能更大程度地对油井进行再次开发，增加经济效益。

结束语

重复压裂工艺正不断地走向成熟，在其发展的道路上不可避免地会碰到一些问题，但是随着完善理论的提出和新技术的不断涌现，这些问题都会逐步被解决，其潜力也会不断地被挖掘出来，使重复压裂工艺更加完善，给社会带来更大的效益。

参考文献：

[1]李晓晨.水平井开发低渗透油藏压力特征及影响因素分析[J].内蒙古石油化工.2012（01）

[2]冯焱.低渗透油藏储层分级评价方法及应用[J].化工管理.2017（20）

[3]李志军，赖南君.低渗透油田水平井井网密度及分布类型优化[J].油气田地面工程.2012（10）