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二次压裂研究

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水平井压裂 井压裂工艺 压裂技术
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安塞油田是上世纪八十年代发现并投入开发的全国第一个亿吨级的整装特低渗透油田,属典型 “ 三低 ” (低渗、低压、低产)油藏。自 1990 年油田实现大面积注水开发以来,创建了以 “ 三大技术系列,八项配套技术 ” 为骨干的安塞模式,实现了特低渗透油田的效益开发。     在学术上,一般将储层渗透率小于等于 50 毫平方微米的油藏定义为低渗透油藏。我国目前已探明石油地质储量中,属于低渗透油藏的储量已达四分之一以上,而已开发地质储量中,属于低渗透油藏的储量仅有十分之一左右。长庆油田针对特低渗透油藏随着生产时间的延长,投产压裂形成的 人工裂缝导流能力下降,导致油井产量下降的问题,首创了以 “ 缝内暂堵压裂 ” 形成新人工裂逢为主的二次改造增产技术 ,通过推广应用取得了显著的增产效果,已成为安塞特低渗透油田一项主要的增产技术之一,对我国同类油藏的开发具有良好借鉴意义。     裂缝中的矛盾     安塞油田成功开发,形成了著名的 “ 安塞模式 ” 。但随着注水开发时间的延长,受特低渗透油藏地层供液能力本身较弱的影响,近三分之一的油井投产几年后单井产量下降至 2 吨以下,出现了地层压力上升,老井低液面、低流压、采液和采油指数下降;部分区块由于微裂缝发育, 主向油井水淹速度较快,沿裂缝强化注水后,侧向油井压力上升后,而油井基本不见效或见效周期长等等。为此,只有实施重复压裂,但 简单的重复却无法收到预期的效 果, “ 九五 ” 期间,共实施 24 口油井,增产有效仅 14 口,有效率 平均单井增油 190 吨 ,投入产出比较低。由于裂缝而带来的开发矛盾由此产生。     大多数正在开发的低渗储层都存在有天然裂缝,正是由于天然微裂缝的存在,才使众多的低渗、特低渗储层实现高效和经济的开发。但在压裂施工时,由于 微裂缝的存在也产生了许多复杂的问题,如滤失增加、摩阻增加,缝长相对较短 等。安塞油田油层物性差,非均质性强,平均有效渗透率仅 平方微米,属典型的低渗、低压、低产的 “ 三低 ” 油藏。长 6 油层是安塞油田的主力油层,油层物性差,非均质性强,天然微细裂缝比较发育,必须经过压裂才能获得工业油流。注水开发以来,油层能量得到补充,油井产量逐步回升,整体开发效果变好。但是由于油层天然微裂缝发育等非均质性影响,部分区块 主向油井 见效后含水上升快甚至水淹, 侧向油井见效差 ,产能递减增大、采液采油指数下降;部分区块长期不见效,造成区块内产量和压力分布严重不均,影响了开发效果,油井低产低效。     水力压裂是低渗透油气藏增产、增注的一项重要措施,经过水力压裂后的井层,在生产过程中经过一段时间后,会由于种种原因,出现裂缝失效的现象。为恢复或提高油井的产油能力,常用的手段和方法仍然是水力压裂,但由于对重复压裂的机理较为复杂,压裂设计和现场施工均存在很大的盲目性。 针对安塞特低渗透油田特征,研究重复压裂裂缝形成的机理,建立三叠系长 6 油层重复压裂选井选层标准,并进行工艺参数优选与现场试验,探索适应低渗油藏低成本重复压裂工艺技术对于提高油井产能和改善安塞油田开发效果具有重要意义。     裂缝中的出路     裂缝中矛盾还要在裂缝中找出路。     首先是找到解决问题的技术思路。长庆人经过老井重复压裂改造工艺方面多年的试验与探索、发展与完善、总结与认识,逐步形成了油井重复压裂的选井标准及措施改造工艺技术。为提高单井产量,在重复压裂施工中,在老裂缝中适时加入高强度裂缝堵剂封堵老裂缝,当堵剂泵入井内后有选择性地进入并封堵老裂缝,使裂缝改向,形成新的支裂缝,进而提高单井产量。这就是缝内暂堵的技术思路。     紧接着是缝内暂堵压裂产生新缝机理研究。针对复杂的开发状况,长庆油田采油一厂以高效开发安塞特低渗透油田为目标,分析制约油井单井产能提高的因素,制定了研究重复压裂裂缝形成的机理,定量地描述了重复压裂造新缝机理、重复压裂新裂缝产生的条件和最佳重复压裂时机、新裂缝的起裂方位、裂缝延伸轨迹以及新裂缝缝长分布特征。同时,建立三叠系长 6 油层重复压裂选井选层标准,并进行压裂工艺参数优选与现场试验。选井选层是重复压裂成功的前提,为此,长庆油田重点研究了 区域井网适应性 、 地层天然微裂缝发育情况 、 油藏数模剩余油分布 、 地层压力恢 复水平 、地层物性条件 等,确定了二次压裂选井选层标准。     在大量艰苦细致的研究基础上,建立了初次压裂后考虑裂缝存在的二维应力场有限元方法计算模型,基本搞清了初次压裂后二维应力场分布规律;在此基础上,根据地应力、初次压裂后的裂缝参数和基本油藏参数,通过初次压裂后的应力场的数值模拟,研究应力场随时间的变化规律。同时,构建了多个参数对于重复压裂施工最佳时机的选择方法,形成了重复压裂计算软件,便于针对不同情况进行计算分析,经过安寒油田候市区和杏河区多口井的复压动态资料验证,软件预测结果与实际效果吻合良好。     出路终于找到了,有关专家预测,通过缝内暂堵压裂技术的实施,安塞油田可动用的剩余可采储量可以提高 50%%以上。     裂缝中的成果     坪 33— 33作为缝内暂堵压裂技术的第一口试验井。该井设计加砂 18立方米,砂比为 20%%— 60%%,排量为每分钟 方米,压裂后静压由压裂前 帕,日产液量由每天 方米提高到 方米,日产油量由每天 提高到 ,含水基本保持稳定。实施后当年累计增油 385 吨,现仍继续增产有效。这口井试 验的成功,大大增强了科研人员的信心。     目前,暂堵压裂技术已成为安塞特低渗透油田提高单井产量的主体技术,为确保措施后长期稳产效果,将暂堵压裂分成成熟区、培养区、潜力区三类区域,采取强化注水,提前培养,并针对所选井的地质物性变差、生产状况复杂,为充分提高油井产能 ,进行了压裂工艺参数优化与攻关试验, 在措施选井条件变差的条件下,单井增油效果与往年保持水平相当。     安塞油田缝内暂堵压裂增产技术已广泛应用于油井的二次改造,从 2002 年— 2004 年,共施工 163 井次,有效率 93%,有效期达 500 天以 上,累计增油 75150吨,目前大部油井仍持续有效。该项技术对开发动用低渗透储层,提高单井产量 ,延长油田稳产期提高提供了很好的技术典范。目前这项技术成果已在延长油矿、长庆油田其他采油厂、新疆油田等开始推广,增油效果较为明显,如果大面积的推广,将对我国低渗油田的提高开发水平,实现有效开发起到积极的推动作用。重复压裂井中的应力重定向以及由其产生的新裂缝重定向受诸多因素的控制,通过研究这些控制参数的意义,能够有效地控制新裂缝的起裂和延伸,确定重复压裂最佳时机,有效控制新裂缝转向距离。     经过研究,安塞油田 总体上处于开发中期,采用缝内暂堵压裂技术,不仅可以大大提高该油田的采收率,而且对靖安油田、西峰油田和姬塬油田等同类型油田都有巨大的借鉴和指导意义。  

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